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从信息—物理—社会系统视角看新能源消纳——访国家电网公司首席专家、南瑞集团首席专家薛峰
当前,我国新能源装机容量稳居全球首位,在实现“双碳”目标的背景下,随着大规模新能源装机并网,新能源消纳再次成为热点关注问题。政府机构、学术界、工业界已经针对未来的新能源消纳问题开展了大量讨论,形成了诸多洞见与实施方案,指导了我国新能源消纳工作的高质量开展,也启发了电力科研工作者开展科技创新工作。
2024年是实施“十四五”规划的关键一年,“深入推进生态文明建设和绿色低碳发展”是我国今年经济工作九项重点工作之一。《能源评论》杂志专访深耕大电网安全稳定分析控制领域的国家电网公司首席专家,南瑞集团首席专家、系统保护实验室主任薛峰,他将从信息—物理—社会系统视角分析如何确定合理的新能源消纳比例。
《能源评论》:《“十四五”可再生能源发展规划》提到,可再生能源高质量发展,既大规模开发、也高水平消纳、更保障电力稳定可靠供应。 请总体分析一下当前的新能源发展状况,以及需要关注的重点问题。
答:目前,我国风电与太阳能发电装机容量分别达到3.65亿千瓦与3.93亿千瓦,发电量占比稳步提升至15%,发电侧度电成本快速下降至无需补贴的平价新阶段。与此同时,通过政府、电网公司、发电企业、科研机构在技术、装备、政策、机制等各方面的持续努力,曾制约新能源高质量发展的新能源利用率问题已得到根本性缓解。2022年,全国风电平均利用率达到96.8%,全国平均光伏发电利用率达到98.3%。然而,从各省级区域新能源并网消纳情况来看,部分新能源发电高占比地区仍然存在消纳不足的问题。
为实现碳达峰碳中和目标,到2030年,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上,到2060年非化石能源消费比重达到80%以上。随着新能源占比的逐渐提高,科学认识、分析与应对新能源消纳问题,对于如期实现我国碳达峰碳中和目标至关重要。
《能源评论》:根据《中国新能源发电分析报告2023》,我国新能源利用率已连续五年超过95%,对于这一数据,您认为有哪些需要重视的思考维度?
答:电力安全是国家安全和经济社会发展的“生命线”,“保供电、保安全”是电力系统的核心要务。新能源在提供大量清洁电力的同时,其发电出力天然的间歇性和随机波动性,也为电力系统安全运行带来一系列挑战。受电力安全约束等因素影响,新能源消纳存在极限。
配置更多灵活性调节资源、加强电网互联、改进新能源出力与极端气象的预测技术固然可以提升消纳极限,但是即便在未来高比例新能源接入的条件下,其利用率也很难达到100%,新能源消纳问题最终仍然要落实到技术可行性与经济代价上。当增加单位新能源消纳量所需付出的代价大于其所能避免的弃电损失时,继续提高新能源消纳比例的做法就值得商榷。在新能源高占比条件下,这一理念的重要性将被提到前所未有的高度。
《能源评论》:可以采用何种研究方法来确定合理的新能源消纳比例?
答:新能源消纳问题的复杂性及其影响因素的时—空—物动态耦合,决定了仅依靠定性分析或者仅依靠因果和统计分析手段获得少数断面状态,很难有效支撑决策。
南瑞集团2017年原创提出了能源的信息—物理—社会系统(CPSSE)框架,开创了研究跨领域多学科协调优化问题的新范式。其主要思路是:建立涵盖跨领域多尺度仿真模型,如融合电力电量平衡的运行规划模型、基于因果关系和/或统计关系的投资规划模型,以及真实参与者参与决策的混合仿真模型,设计并开展关键场景的混合交互仿真,提取多领域演化轨迹的量化知识,从统筹能源、电力、环境、经济社会发展的全局视角优化决策。
相关研究成果已应用于国家、企业、地区等层面的能源电力转型战略决策、电力系统充裕性控制、电碳市场分析与协调监管等领域,这为新能源消纳比例的分析与决策提供了一种有效技术路径。即便如此,我们还有很长的路要走。
《能源评论》:新能源消纳问题是一个系统性问题,您认为确定合理的新能源消纳比例还有哪些难题亟待研究?
答:从全局视角科学审定新能源消纳比例这一问题,事关“双碳”变革与新型电力系统建设的顺利实现。当前,仍存在着许多理论和应用的难题亟待创新突破,例如研究新能源消纳与电力保供、低碳转型、新能源投资者的经营效益、全社会供电成本等因素之间复杂关系的量化分析方法;揭示新能源消纳比例提升对电力系统规划与运行产生负面效应的机理;研究时空物协调的新能源消纳比例自适应优化算法,并将其与现有的电力调度与控制体系相融合;剖析最优新能源消纳比例随关键参数变化的机理;综合考虑能源、电力、排放、气象等多领域,源网荷储等环节,年、季、月、日、时、分、秒等多时间尺度,国家、区域、省域等多空间尺度的复杂交互,在广域信息不完备的情况下系统谋划最优的新能源发展规模及其实现路径。未来,应研究新能源消纳相关利益主体间激励相容的政策与市场机制,引导各利益主体站在主动支撑“双碳”目标实现、能源安全保障及经济社会发展的高度看待新能源消纳问题。
所有这些方面,都需要原创性、引领性甚至颠覆性的理论、技术、装备与机制创新,既要解决迫在眉睫的问题,也要面向远期发展目标,加强基础性前瞻性研究,做好长期艰苦攻关的思想准备。
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为推动实现碳达峰碳中和,我国明确了“十四五”新能源跃升发展、风光发电量倍增等目标,以及大规模、高比例、高质量、市场化发展方向,新能源项目建设和市场发展进入新阶段。随着新能源在电力系统中渗透率的增加,其市场持续健康发展面临消纳和调控、参与电力市场带来的稳投资稳规模等挑战,需要根据建
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近几年,新能源技术创新和产能增长推动了市场的快速扩大,但随着政策的深入,价格下探、并网消纳、电价入市等市场环境的变化,也带来了新能源发展底层逻辑的改变。01/消纳为王曾几何时,“跑马圈地”、“资源换市场”等诸多商业行为将“资源”这一产业发展的必要因素置于唯一“核心”的位置上。“十四
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限电,在多年前使风电行业头疼不已,甚至影响了全国风电发展格局,乃至变相促进风电低风速技术创新的历史挑战,今天正重新上演。例如在新疆,负荷较高的地区实际限电情况维持在10%以内,但负荷不足地区的限电率甚至可能达到20%-50%之多。再如甘肃,有些地区的限电率在20%左右,最高的超过了25%。官方统
近日,国家能源局召开全国可再生能源开发建设调度视频会,并发布1-4月份全国电力工业统计数据。会议总结了2024年一季度全国可再生能源发展情况,听取了1月份形势分析会提出的意见建议落实情况、全国可再生能源重大项目建设进展、2024年风电光伏发电投产计划、风电光伏发电产业链供需发展情况,分析了可
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当新能源95%的消纳红线被解除,并全然交由市场力量进行资源配置时,尽管市场可以发挥强大的驱动力,但也有可能催生一系列复杂的挑战与潜在的市场混乱现象。(来源:微信公众号“风电世界”)消纳红线作为衡量电力系统接纳和利用可再生能源能力的关键指标,在新能源领域起着至关重要的作用。针对“电网
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2025年政府工作报告提出,推动重点行业节能降碳改造,推进新能源开发利用,非化石能源发电量占总发电量的比重接近40%。全国人大代表,山东能源集团党委书记、董事长李伟说:“进一步加快电网规划建设、促进源网协调发展,对于推动新型电力系统和新型能源体系建设、助力能源绿色低碳转型具有重要意义。
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3月11日,甘肃能源发布公告称,拟由全资子公司甘肃酒泉汇能风电开发有限责任公司所属甘肃电投庆阳新能源有限责任公司,投资建设甘肃庆阳东数西算产业园区绿电聚合试点项目一期工程100万千瓦新能源项目,探索新能源就近供电、聚合交易、就地消纳的“绿电聚合供应”模式。据了解,庆阳绿电聚合试点项目一
习近平总书记高度重视能源绿色低碳转型,提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略。在“双碳”目标引领下,我国能源转型加快推进。截至2024年底,我国以风电、太阳能发电为主的新能源发电装机规模达到14.5亿千瓦,首次超过火电装机规模。近年来,国网黑龙江省电力有限公司(以下简称“黑龙江电力”)
北极星售电网获悉,3月5日,江西省能源局关于征求2025年全省新能源利用率目标意见的函,其中提到,拟设定2025年全省新能源利用率不低于95%,实现江西省新能源最大利用和平稳消纳,现征求意见。详情如下:江西省能源局关于征求2025年全省新能源利用率目标意见的函各相关电力企业:按照《国家能源局关于
做好新形势下新能源消纳工作,是规划建设新型能源体系、构建新型电力系统的重要内容,对提升非化石能源消费比重、推动实现“双碳”目标具有重要意义。全国政协委员、九三学社江西省委会副主委、萍乡学院副院长吴代赦综合分析新能源利用率目标与新能源度电成本等,认为新能源大规模并网对电网系统调节能
“加强新能源汽车与电网互动,可有效发挥海量汽车电池充放电可控、源荷转换灵活的调节优势,平抑新能源发电出力波动,助力能源清洁低碳转型。”全国人大代表、江苏无锡供电公司电缆运检中心主任何光华说。何光华表示,随着新型电力系统建设加快推进,以风电、光伏发电为主的新能源电源逐渐成为电力供应
国家电网有限公司华东分部深入贯彻落实国家电网有限公司第四届职工代表大会第五次会议暨2025年工作会议精神,紧扣公司党组强化分部功能作用的部署,勇担新使命新责任,改革创新、实干担当,全面融入公司治理体系,优化省市协同机制,提升分部治理能力,打造“三大平台”,更好支撑总部、服务省市,加快
记者从南方电网公司获悉,2月28日、3月1日,南方电网经营区域新能源单日发电量连续两天创新高,最高达11.5亿千瓦时,同比增长9.8%,占当日各类型电源总发电量的27%,相当于每用4度电就有超过1度来自“风光”等新能源。受强盛的暖湿气流影响,3月1日南方区域风电最大电力创历史新高,达到3419万千瓦,较
新疆能源监管办严格落实国家关于做好新能源消纳、保障新能源高质量发展的工作要求,常态化开展可再生能源消纳监管,完成了2024年消纳责任权重和电解铝行业绿色电力消费比例完成情况监管工作。新疆能源监管办一方面督促自治区和兵团能源主管部门、相关电网企业抓紧梳理汇总2024年可再生能源电力消纳责任
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2月5日,南通市人民政府关于印发南通市推动科技服务业高质量发展实施意见的通知,通知指出,大力发展光伏、风电、高端装备等专业设备检修与运维技术服务。原文如下:各县(市、区)人民政府,市各直属园区管委会,市各委、办、局,市各直属单位:《南通市推动科技服务业高质量发展实施意见》已经市人民
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北极星风力发电网获悉,近日,邵阳金风风电设备有限公司成立。法定代表人为李军,注册资本100万元。据悉,该公司由金风科技有限公司旗下的北京金风科创风电设备有限公司全资持股。经营范围:发电机及发电机组制造;风力发电机组及零部件销售;风力发电技术服务等。
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3月13日,辽宁华电丹东东港一期100万千瓦海上风电项目风电机组及塔架附属设备采购招标。项目规模和招标范围招标采购项目地址:辽宁省丹东市东港市。项目规模:100万千瓦。招标采购项目工期:投标人接到招标人书面供货通知后3个月内首批供货,首批供货不少于15台,保证供货进度满足招标人里程碑节点需求
3月13日,2025年度广东水电二局集团风力发电机组及附属设备集中采购(第二批)中标候选人公示,规模共计500MW,运达股份预中标。项目概况:项目名称:布尔津县风电项目(三期50万千瓦)项目规模:500MW招标范围:总容量为500MW,单机容量为10MW,机组数50台,技术先进、包装完整的成套并网型风机机组及
内蒙古电力集团发布:近日,内蒙古电网新能源日发电量再创新高。3月9日,全网新能源单日发电量达到5.73亿千瓦时,创历史新高,新能源发电量占比首次突破50%,达到51.97%。3月11日,风电发电电力创新高,首次超过2500万千瓦,达到2504万千瓦,且新能源发电量占比再次超过50%。截至目前,网内新能源总发
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近日,中船通辽市50万千瓦风电制氢制氨一体化示范项目(风电部分)获核准批复。文件显示,项目建设地点位于内蒙古自治区通辽市科左后旗查金台牧场。项目新建风电装机规模为500MW,拟安装12.5MW风力发电机组40台及其附属设施,新建220kV升压站一座。项目静态总投资195105.98万元,动态总投资197440.25万元
近日,首批阳光1800V风电变流器顺利装车发运,该批单机容量10MW的机型,采用符合IEC安规标准的绝缘设计框架,将为陆上大兆瓦风电机组提供高性能、高可靠的技术支持。这标志着风电技术正式迈入更高电压等级、更高功率密度的新纪元,阳光风能以创新驱动,为大兆瓦风电技术升级注入澎湃动力。针对超大功率
近日,北京协合运维风电技术有限公司(下称“协合运维”)与中油海工船舶(天津)有限公司(下称“中油海工船舶”)在京签署合作协议。双方将围绕海上风电等新能源领域,在技术、资源与服务等环节深化协同,共同探索海洋新能源服务新模式。中油海工船舶执行董事、总经理吴柱,协合运维营销中心总经理吴
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