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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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4月8日,记者从国网浙江电力获悉,该公司打造的“浙江省新能源e平台”上线运行。这一平台全量接入了浙江省风、光、水、生物质能等全品类新能源数据,能够动态监测分析全省新能源装机发电情况,解构全省各品类新能源运行趋势,助力浙江新能源消纳与高质量发展。“浙江省新能源e平台”主要包含一屏总览、
近日,内蒙古电力经济技术研究院完成祥泰、锡西500千伏主变扩建工程敏感性分析自主评审工作。据悉,此次自主评审工程对提升地区供电能力与可靠性、提高地区新能源送出消纳能力具有重大意义,契合国家能源发展规划与电网发展方向。内蒙古电力经济技术研究院重点对工程前期手续办理情况、停电方案及技术
4月3日,国家发展改革委等六部门发布《关于支持内蒙古绿色低碳高质量发展若干政策措施的通知》。通知提出,以更大力度发展新能源。以库布其、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林沙漠为重点,规划建设大型风电光伏基地,同步开展规划环评,切实发挥规划引领作用,积极发展光热发电。重点在沙漠、戈壁、荒漠地区
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为进一步落实国家能源局《光伏电站消纳监测统计管理办法》《风电场利用率监测统计管理办法》工作要求,促进辖区新能源消纳和行业健康发展,近日,西北能源监管局结合区域新能源快速发展实际,对加强辖区新能源消纳监测统计工作进行部署安排,并从加强制度学习、完善工作机制、规范监测统计和数据披露、
据华润电力广州公司消息,4月25日,华润电力广州公司阳江三山岛四海上风电项目获得阳江市发展和改革局核准批复。这是该公司首个核准的海上风电项目。华润阳江三山岛四海上风电场项目位于广东省阳江市三山岛南部海域,场址面积54k㎡,风电场场址离岸最近距离约73km,场址中心离岸距离约87km,场址范围水
4月21日,中共中央政治局委员、上海市委书记陈吉宁同山东省委书记林武,山东省委副书记、省长周乃翔,及山东党政代表团一行到远景考察调研。远景科技集团CEO张雷向代表团介绍远景通过创新打造能源大模型,构筑新型电力系统,赋能智慧风电、储能、绿色氢能、动力电池、能源管理等领域创新发展的实践,并
2024年4月25日,来自风电领域的企业、相关机构代表在广西南宁一致通过并联合发布了《关于稳妥有序推进“千乡万村驭风行动”的倡议》(下称《倡议》),致力于有序实施“千乡万村驭风行动”,促进农村地区风能资源就地就近开发利用,使风电成为加快农村能源革命、带动乡村振兴、建设宜居宜业和美乡村的
可能大家都知道,在风场建设项目期,会有约20人需要徒手攀爬登塔进行螺栓、电缆的安装及设备调试工作,如今的风塔平均高度已达120米,每100米便相当于33层楼的高度,其攀爬难度可想而知。“真希望在塔筒吊装的时候就可以坐升降机上塔工作啊”,这是很多风机建设者一直以来的心声,也是风电行业的显著痛
4月19日,由中国产业发展促进会主办,中国产业发展促进会氢能分会、北京国发智慧能源技术研究院承办的第九届中国能源发展与创新论坛在京召开。中国可再生能源学会风能专委会产业研究部部长武彩霞在“风光储先进技术分论坛”上表示,随着中国风电技术的不断发展和突破,“中国陆上风电项目的平均平准化
北极星风力发电网获悉,日前,重庆市发改委批复核准4个风电储能项目,总装机容量360MW,详情如下:重庆市发展和改革委员会关于巫溪红池坝尖山风电一期项目核准的批复巫溪县发展和改革委员会:你委《关于转报巫溪红池坝尖山风电一期项目核准申请的请示》(巫溪发改文〔2024〕30号)收悉。根据市发展改革
近日,龙源电力黑龙江公司伊春石帽顶子、小城山、老白山、小白山风电等容量升级改造项目取得黑龙江省发展和改革委员会核准批复,合计容量178.5兆瓦。该批项目均位于黑龙江省伊春市,运行期已超过15年,此次拟拆除210台单机容量850千瓦的老旧风电机组,利用原机位安装36台单机容量5兆瓦的风电机组。项目
4月17日,中核汇能周口中核绿色低碳储能产业园+百万千瓦风电一体化项目(以下简称“绿色储能+风电项目”)在河南省周口市第四届周商大会暨周商周才科技创新合作交流活动上正式签约。周口市委书记张建慧、市长吉建军、副市长梁建松,中国科学院大连化物所副所长李先锋,大连融科储能集团总经理王晓丽,
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4月19日,禾望电气发布2023年全年业绩报告。公司实现营业收入37.52亿元,同比增长33.56%,归母净利润为5.02亿元,同比增长88.18%。禾望电气是一家专注于新能源和电气传动产品研发、生产、销售和服务的国家高新技术企业。主营产品有风力发电产品、光伏发电产品、储能产品、制氢电源产品、电能质量产品、
藏北高原,西藏那曲欧玛亭嘎100兆瓦风电项目全容量并网发电,每年可提供清洁电能约2亿千瓦时;天山北麓,新疆华电610万千瓦新能源基地开工,总占地面积约990平方千米,太阳能、光热、火电等多类型能源互补发电……今年以来,我国能源转型步伐加快。国家能源局22日发布的数据显示:截至3月底,全国累计
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