新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需要以規(guī)劃為統(tǒng)領(lǐng)，統(tǒng)籌安全、經(jīng)濟(jì)、低碳等多目標(biāo)，創(chuàng)新電力規(guī)劃方法。
今年初中央提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)命題后，國(guó)網(wǎng)在打造新型電力系統(tǒng)過(guò)程中選擇了福建、浙江、青海作為省級(jí)示范區(qū)，西藏藏中、新疆南疆、河北張家口作為地區(qū)級(jí)示范區(qū)。目前，這些示范區(qū)建設(shè)正在加速推進(jìn)。近日舉行的“2021年新型電力系統(tǒng)實(shí)施路徑研討會(huì)”上，國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司邀請(qǐng)了相關(guān)專家及六大示范區(qū)建設(shè)者展開(kāi)了討論。
特別值得關(guān)注的是，在新型電力系統(tǒng)示范區(qū)構(gòu)建中，電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)控制技術(shù)和運(yùn)行機(jī)理正發(fā)生著深刻的變化，電力電量的平衡、安全穩(wěn)定控制等面臨前所未有的考驗(yàn)。
諸多難題待深入研究
業(yè)內(nèi)專家表示，從平衡角度來(lái)看，在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中，電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理發(fā)生了變化，從“源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)為“源荷互動(dòng)”，傳統(tǒng)的平衡方式是單向鏈條，電源側(cè)跟蹤負(fù)荷變化，未來(lái)新型電力系統(tǒng)的平衡將會(huì)出現(xiàn)一些新特征，給原有電網(wǎng)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。
“浙江電網(wǎng)是典型的受端電網(wǎng)，負(fù)荷超過(guò)1億千瓦。進(jìn)入億級(jí)電網(wǎng)時(shí)代，在能源資源相對(duì)匱乏的受端地區(qū)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，我們既要保障電力安全可靠供應(yīng)，又要推動(dòng)綠色低碳轉(zhuǎn)型，還要促進(jìn)能效提升，任務(wù)非常艱巨。”國(guó)網(wǎng)浙江省電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)孫可表示，“外來(lái)電力的不確定性如何應(yīng)對(duì)，間歇性、波動(dòng)性的新能源如何滿足高質(zhì)量的用電需求，大規(guī)模的分布式電源如何消納，都是擺在我們面前的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，迫切需要提升電網(wǎng)彈性，實(shí)現(xiàn)‘源網(wǎng)荷儲(chǔ)’統(tǒng)籌協(xié)調(diào)一體化發(fā)展。”
國(guó)網(wǎng)福建省電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)方朝雄表示，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)論證過(guò)程中，福建重點(diǎn)打造具備供需自我平衡能力的省級(jí)新型示范區(qū)。未來(lái)，福建能夠?qū)崿F(xiàn)高比例新能源供需平衡，并挖掘不超過(guò)10%的需求側(cè)響應(yīng)資源，實(shí)現(xiàn)低風(fēng)無(wú)光等極端場(chǎng)景下的供應(yīng)保障?！安贿^(guò)，海上風(fēng)電、分布式光伏爆發(fā)性的開(kāi)發(fā)導(dǎo)致福建省新能源并網(wǎng)消納問(wèn)題突出，如何有序接入和并網(wǎng)消納是解決問(wèn)題的關(guān)鍵?！?/span>
據(jù)悉，新型電力系統(tǒng)示范區(qū)構(gòu)建中，除了受新能源消納問(wèn)題困擾外，冀北、青海、西藏藏中等示范區(qū)遇到的問(wèn)題更為棘手，在消納新能源的同時(shí)還要考慮安全穩(wěn)定保供難題。
國(guó)網(wǎng)西藏電力有限公司發(fā)展部副主任格桑晉美直言，西藏目前以徑流式水電和光伏為主，日內(nèi)、年內(nèi)平衡均較為困難，新能源出力和負(fù)荷特性時(shí)間維度嚴(yán)重不匹配。尤其是保供形勢(shì)比較嚴(yán)峻，受西藏常規(guī)電源建設(shè)進(jìn)度的影響，保供形勢(shì)嚴(yán)峻。從“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”來(lái)講，目前協(xié)調(diào)發(fā)展比較困難，存在電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱和空心化問(wèn)題。
技術(shù)創(chuàng)新異常迫切
面對(duì)電力保供、高比例新能源消納等難題，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)整體構(gòu)建過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)級(jí)和單向突破技術(shù)的需求異常迫切。因?yàn)樵谖磥?lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，電力系統(tǒng)仍以交流電技術(shù)為基礎(chǔ)，傳統(tǒng)安全穩(wěn)定問(wèn)題仍將長(zhǎng)期存在。例如，高比例新能源和電力電子動(dòng)態(tài)設(shè)備接入系統(tǒng)后，電網(wǎng)特性發(fā)生深刻變化，穩(wěn)定基礎(chǔ)也面臨一些挑戰(zhàn)，計(jì)算控制邊界和防御策略都需要相應(yīng)的調(diào)整，新型穩(wěn)定問(wèn)題也需要深入分析。
國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所副所長(zhǎng)劉俊表示，隨著電源結(jié)構(gòu)以火電、水電為主逐步向以新能源為主轉(zhuǎn)變，受新能源單體容量小、能量密度低、電力電子器件構(gòu)成等影響，電源側(cè)形態(tài)將逐漸從高參數(shù)、大容量的常規(guī)電源向海量微小電源轉(zhuǎn)變，從同步并網(wǎng)向非同步并網(wǎng)轉(zhuǎn)變，從集中式控制為主向集中式和分布式控制并舉轉(zhuǎn)變。
“轉(zhuǎn)變過(guò)程中，我們亟需創(chuàng)新‘源網(wǎng)荷儲(chǔ)’協(xié)同發(fā)展技術(shù)、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定防御技術(shù)、氫能技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等，比如，建設(shè)‘源網(wǎng)荷儲(chǔ)’協(xié)同調(diào)控平臺(tái)，集中調(diào)控各類‘源網(wǎng)荷儲(chǔ)’資源，具備適應(yīng)客戶側(cè)資源調(diào)控的安全穩(wěn)定控制、市場(chǎng)交易申報(bào)優(yōu)化出清等功能?！眲⒖≌J(rèn)為，利用精準(zhǔn)負(fù)荷控制技術(shù)，確保大電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
呈現(xiàn)跨系統(tǒng)化特征
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，新能源這個(gè)“調(diào)皮的小孩”對(duì)電力平衡、安全運(yùn)行的支撐能力弱，新型電力系統(tǒng)下保障安全穩(wěn)定電力供應(yīng)，需要各類電源的協(xié)同作用，各類電源要相互的耦合、協(xié)調(diào)、協(xié)同是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的方向。
在劉俊看來(lái)，電力系統(tǒng)的平衡方式呈現(xiàn)高度的供需互助化和跨系統(tǒng)化，所以，新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需要以規(guī)劃為統(tǒng)領(lǐng)，統(tǒng)籌安全、經(jīng)濟(jì)、低碳等多目標(biāo)，創(chuàng)新電力規(guī)劃方法。在規(guī)劃階段充分考慮源荷運(yùn)行特征變化帶來(lái)的概率風(fēng)險(xiǎn)、交直流混合電網(wǎng)的安全評(píng)估等因素，全面模擬新型電力系統(tǒng)可能的發(fā)展場(chǎng)景。
格桑晉美建議，在推動(dòng)新型電力系統(tǒng)機(jī)制建設(shè)過(guò)程中，政府層面需在價(jià)格、成本疏導(dǎo)上給予一些支持。另外，電網(wǎng)企業(yè)與發(fā)電企業(yè)可深化合作，加強(qiáng)政產(chǎn)學(xué)研用的協(xié)作，實(shí)行共商共建共享的機(jī)制，以推進(jìn)示范區(qū)的各個(gè)項(xiàng)目能夠盡快落地。
