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电力系统转型进行时 稳定供应或存挑战

作者:
来源:
经济参考报
2022/04/26 12:56
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【摘要】:
双碳目标的实现和新型电力系统的构建是一个长期、系统性的工程

图为西部地区某光伏项目现场(无人机拍摄)(受访者供图)

记者在四川、宁夏、陕西、新疆等地调研发现,在探索构建以新能源为主体的新型电力系统的过程中,多地进行了总体规划研究、示范区和试点示范项目建设等工作,但面临电力供应保障难度加大、电网安全稳定运行受到挑战、电网投资及系统成本增加等难题。业内表示,这一工作试错成本高,宜充分利用成熟技术、存量系统并深入挖掘潜力,支持新技术发展,积极稳妥、循序渐进实现转型,更要推进建设全国统一的电力市场体系促进新能源更大范围消纳。

传统电力系统正在转型

多方表示,双碳目标的实现和新型电力系统的构建是一个长期、系统性的工程,目前我国处于传统电力系统转型阶段,即新能源快速发展,高比例可再生能源接入与高比例电力电子设备应用影响处于“量变”阶段,该阶段常规电源仍是电力电量供应主体,新能源作为补充,发用电的实时平衡是主要特征。

国网宁夏电力有限公司发展策划部副主任项丽介绍,宁夏把电力外送攻坚工程、骨干网架构建工程、系统调节提升工程、现代配网建设工程、智能调控升级工程和设备精益运维工程作为构建新型电力系统的主要抓手,计划到2030年新能源装机占比超过70%,新能源逐步向电力电量供应主体转变,基本建成宁夏新型电力系统。

四川省新型电力系统研究院是全国范围内首个省级新型电力系统研究平台。研究院科研发展部主任胥威汀介绍,研究院联合省内外知名高校和科研院所,打造水光蓄多能互补联合发电示范工程样板,同时针对高比例水电系统超低频振荡风险、新能源接入稳定性、系统频率调节能力不足等问题,形成系列理论成果,有效保障四川清洁能源的安全送出与高效消纳。

在新疆,国网新疆电力有限公司重点围绕电源侧清洁化、电网侧智能化、负荷侧电气化,研究配套政策机制,推动形成源网荷储协同互动。同时,推动南疆四地州纳入国家电网公司新型电力系统示范区,试点实施“新能源+储能”发展模式,支撑南疆新能源发展;实施源网荷储协调控制工程示范,推动电网转变为“源随荷动、荷随网动”的源网荷储智能互动模式,提高电力供应保障能力;建设库车“光伏+制氢”示范项目,充分发挥电制氢作为高度可调节负荷的特点,有效提升电力系统灵活性和安全性。

电力稳定供应面临一定挑战

在传统电力系统转型阶段,业内人士表示面临几大挑战。

——保障电力供应面临重大挑战。国网新疆经研院院长赵志强表示,在煤电有序减量化发展、新能源规模化发展的背景下,由于新能源“极热无风”“晚峰无光”“大装机、小电量”的特征显著,新能源成为影响电力供应的最大变量,负荷高峰关键时刻不顶用、扛不住。

——电网安全稳定运行面临重大挑战。随着新能源占比逐步攀升,将替代传统火电成为能源供应主体,电力系统转动惯量持续降低,系统运行中动态无功支撑不足、频率调节和稳定不足、传统同步稳定和新形态稳定交织等安全问题日益突出,新能源设备暂态支撑特性、设备耐压能力不足,当电网发生扰动引起电压、频率波动时,易引发连锁脱网事故,使故障演变过程更加复杂,系统大面积停电风险增大。

——增加电网投资及系统成本。新能源基地多处于电网末端,且新能源利用小时数少于常规电源,规模化开发导致新能源汇集、送出工程及其上级送出通道配套补强工程规模持续增加,电网投资需求大幅增长,并且新能源建设周期远小于外送工程建设周期,建设时序难以有效匹配。

——对重大科技攻关和推广应用提出更高要求。新型电力系统涉及领域多、影响面广,重大技术支撑应用是关键保障。以5G、大数据、物联网等为代表的数字技术与电网技术加速融合,新技术、新业态、新模式对电力技术创新形成倒逼之势,需要积极探索与之相适应的电力产业结构、商业模式、技术体系和管理体制。

加快措施布局应对转型期难题

中国工程院院士舒印彪在一篇署名文章中表示, 能源电力行业技术资金密集,存在高度的路径依赖,技术路线试错成本极高,适宜采取渐进过渡式发展方式。近期应重点挖掘成熟技术的潜力,支撑新能源快速发展,同步开展颠覆性技术攻关;远期在颠覆性技术取得突破后,推动电力系统逐步向适应颠覆性技术的新形态转型。

在转型期,着眼于电力安全保障和低碳发展,业内建议要从“软件”和“硬件”两方面入手。“软件”方面,转型期间首先要充分发挥市场配置资源的重要作用。打破省份之间的市场壁垒,建立适应大范围市场运作的输配电价机制,完善网源荷储协调互动机制,推动建设全国统一电力市场。

其次,全面拓展电力消费新模式。华北电力大学经济与管理学院教授袁家海建议,把用户侧资源激活,实现更好的电力平衡。随着新能源占比提高,出力比较任性,这时候就不能源随荷动,只能源荷互动,新能源出力比较低的时候,引导需求,能少用电就少用电,新能源大发的时候则反之。归根到底是要有市场的激励机制。

“硬件”方面,一是要完善电源侧建设。推进西部、北部地区大型新能源基地建设,因地制宜发展东中部地区的分布式新能源,推动海上风电逐步向远海拓展。煤电从“增容控量”“控容减量”到“减容减量”,发挥托底保障作用;重点推进西南地区的优质水电建设;安全有序开展沿海地区的核电建设,适时推动内陆核电建设。

二是加强跨省、跨区输电通道建设。基于我国能源资源与电力需求地理分布不均衡这一矛盾,加强跨省、跨区输电通道建设。同时,推动建设适应分布式、微网发展的智能配电网,促进电、冷、热、气等多能互补与协调控制,满足分布式清洁能源并网、多元负荷用电的需要,促进终端能源消费节能提效。

三是加强储能建设。鉴于抽水蓄能规划建设周期较长,而电力系统已面临调节能力不足的现状,压缩空气储能、飞轮储能、电化学储能、电磁储能、储热、化学储能等新型储能技术将成为构建新型电力系统的重要基础,有望在长周期平衡调节、安全支撑等方面发挥关键作用。

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