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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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北极星风力发电网获悉,根据《国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》(国能发新能〔2021〕25号),为引导新能源理性投资、有序建设,现将2024年8月各省级区域新能源并网消纳情况公布如下。来源:全国新能源消纳监测预警中心
近日,广西电网发布广西2024-2026年新能源消纳风险预警。将14个地区2024-2026年的新能源消纳风险预警分为“绿色、黄色、橙色、褐色、红色”五个等级。风电消纳方面,其中,绿色等级2个,消纳条件好,消纳风险小;黄色等级6个,消纳条件一般,有一定消纳风险;橙色等级22个,消纳能力稍差,存在明显的消
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
北极星储能网讯,4月26日,电投能源发布《关于阿巴嘎旗电投新能源有限公司增加注册资本及投资建设阿巴嘎旗150MW/300MWh共享式储能电站一期75MW/150MWh项目公告》。根据公告显示,为满足锡盟阿巴嘎旗别力古台50万千瓦风电项目高质量运行,拟由阿巴嘎旗电投新能源有限公司投资建设阿巴嘎旗150MW/300MWh
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
根据《国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》(国能发新能〔2021〕25号),为引导新能源理性投资、有序建设,现将2024年2月各省级区域新能源并网消纳情况公布如下。
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在资本市场,沉寂许久新能源板块近来“峰回路转”。(来源:微信公众号“能见”作者:狮子)3月8日以来,风、光板块多次爆发,涨幅居前。3月11日,A股新能源赛道更是出现细分板块集体拉升,概念股全面飘红的盛况。细究上涨原因,则与一份机构未知的调研报告密切相关。该报告透露,在如今大力度发展新能
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编者按近年来,极端天气、人为误操作等各种因素导致大停电事故频发。同时,随着双碳目标的不断推进,中国电力系统呈现出的新能源高占比新特征为电网的安全稳定运行带来了新的挑战。研究制定新能源高比例接入下的系统恢复方案,对建立完善新型电力系统安全防御体系具有重要意义。(来源:微信公众号《中
11月11日,在宁夏吴忠供电公司电力调度控制中心,调度人员通过智能电网调度控制系统,密切监控相关储能电站充放电功率和储能电池温度等数据。智能电网调度控制系统相当于将分散的储能电站现场运行值班任务“搬”到了调度控制中心监控大厅。通过该系统,1名值班员可同时监控6座储能电站的数据。截至10月
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11月20日,榕融新能源160.6万千瓦风力发电项目开工仪式在广西百色市德保县举行。据悉,由榕融新能源(广西)有限公司负责的榕融新能源160.6万千瓦风力发电项目,主要分布在百色市田阳区、德保县、凌云县、隆林县、那坡县,预计总投资为112亿元,包括了国内一线品牌设备的采购、风机基础建设、道路修建、
11月19日,中核集团新华发电湛江徐闻东二海上风电项目EPC总承包招标。公告显示,中核集团新华发电湛江徐闻东二海上风电项目(以下简称徐闻东二项目)位于广东省湛江市徐闻县锦和镇以东海域,场址最近端距离锦和镇陆岸27km,最远端距离陆岸57.6km,场址二水深约为10m~26m,规划场址面积为48km2。项目规
在风机的运行世界里,润滑犹如血液之于生命,至关重要。风机的机械部件如同精密的仪器,润滑不当随时可能引发部件损伤,进而左右风机全生命周期运行状态的好坏。大连贝嶙机电设备有限公司(以下简称:大连贝嶙)深耕中国风电运维市场近20余年,宛如一位经验丰富的领航者,深知优质润滑油品是风机稳定运
近日,英国Beatrice海上风电场迎来“另类”里程碑,项目累计领取补贴突破10亿英镑!Beatrice海上风电场位于苏格兰MorayFirth地区,Caithness海岸以外13公里处,装机容量588MW,安装了84台西门子歌美飒7MW海上机组。项目由SSE和CIP投资开发,总投资22亿英镑,于2016年开工,2019年6月全容量并网,至今已
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