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在全球能源转型的大背景下,新能源发电能力大幅提升。电力系统不仅要灵活地适应发电侧和负荷侧的变化,也要保证即使新能源电源增加,电力系统依然是可靠且具有韧性的。如何通过技术、机制和模式创新提升电力系统的灵活性,以适应高比例新能源电源的接入?在2025能源电力转型国际论坛期间,本报记者采访了特大电网运行者组织秘书长布鲁诺·梅耶。
记者:面对新能源发电具有间歇性的挑战,电力系统应如何确保稳定运行?
梅耶:全球电力系统正在经历深刻的变革,太阳能和风能等新能源电源的大规模并网带来了前所未有的挑战。中国作为这一领域的先锋,展示了如何大规模地利用这些新能源。然而,这种以天气条件为依托的新能源发电模式具有间歇性和不可预测性,为电力系统的稳定运行带来巨大考验。我们面临的主要挑战之一是如何应对新能源的发展并保障电力系统的可靠性。
在传统发电模式下,例如核电站和水电站发电,电网运营人员能够较准确地把握发电情况。新能源发电受天气条件影响明显,当云层遮蔽导致光照减弱或风力条件改变导致风速波动时,发电功率难以精确预测,这对电网的运行调度与安全保障能力提出了更高要求。
为了保证电网稳定运行,必须探索多种解决方案。发展高效的储能技术是关键一环,它能够有效平抑新能源发电的波动性。此外,需求侧管理对于保障电力系统灵活性同样重要,需求侧响应机制可以引导电力用户灵活调整用电行为。例如,当风力发电不足或过剩时,引导新能源汽车车主相应调整用电行为,这不仅能够有效缓解电力供需矛盾,也能够增强电力系统的适应能力。
记者:在您看来,中国国家电网有限公司增强电力系统灵活性的举措有哪些亮点?
梅耶:中国在全球新能源发展进程中始终处于前沿地位,在推动新能源、传统能源融合发展方面进行了积极且富有成效的探索。我们与包括中国国家电网公司在内的同行一直保持紧密合作。各国面临能源转型的许多共性挑战,加强国际合作、相互学习借鉴能够有效推动行业技术进步与模式创新。
中国国家电网公司在增强电力系统灵活性方面采取了许多创新的举措。以张北国家风光储输示范基地为例,这里展现的系统集成能力令人印象深刻。示范基地实现了风力发电、光伏发电、储能系统与电网的协同运行,通过先进的调控技术有效解决了高比例新能源接入带来的电力系统灵活性挑战。这种将多种清洁能源发电形式、储能资源与负荷需求进行智能化整合的系统解决方案,为全球电网运营商提供了可借鉴的经验。
记者:近年全球极端天气频发,您认为提升电网抗灾能力有哪些重要技术创新方向?
梅耶:在新技术层面有几个重要方向。其中之一是输电线路的改造升级。传统线路设计寿命为50~60年,但我们需要为应对本世纪末的气候条件作准备。这要求我们采用既能抵御极端天气又具备灵活性的技术,比如可以避免整体更换线路,而是通过模块化组件升级的方式更新输电线路,应对未知的气候扰动。
另一个重要的技术方向是人工智能技术的应用。人工智能是全球通用的关键技术,中国在这一领域处于领先地位。人工智能等数字化技术可以通过优化天气预报精度、预测负荷波动、引导用户用电行为等方式显著提升电力系统的适应性和安全性。
中国国家电网公司拥有丰富的电网运营管理经验,在技术创新与应用实践方面也展现出卓越的实力。该公司研发的“数字孪生”电网模型令人震撼,它能直观模拟系统状态,辅助决策。这种创新的技术也展现了中国在构建新型电力系统方面的成就。
记者:中国的特高压直流技术已实现海外应用。您认为各国在电网基础设施建设中应如何深化合作?
梅耶:当前电网互联互通正展现出独特的战略价值。电网互联互通不仅能提升供电可靠性,还能通过区域间能源余缺互济实现经济优化,推动能源市场整合。4月,西班牙与法国跨境联络线的故障使伊比利亚半岛电网瞬间与欧洲其他地区电网断开,失去了外部电力支援的缓冲。这提醒我们电网互联互通的重要性:不仅可以预防部分停电事故,也能为缺电地区快速恢复供电。
中国在发展不同类型的输电线路方面展现出了强大的综合实力,已建成多项超远距离直流输电工程,在工程建设、技术创新、设备国产化、运行效率上实现了跨越式突破。电力的传输需要更多的基础设施来保证传输的高可靠性。不断升级的直流输电技术将为更远距离、更多地区间的电网互联互通提供技术支撑。中国的特高压技术已经走出中国,我相信这类技术将逐步推广至更多地区。
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