新型電力系統的構建需要以規劃為統領(lǐng)，統籌安全、經(jīng)濟、低碳等多目標，創(chuàng )新電力規劃方法。
今年初中央提出構建新型電力系統命題后，國網(wǎng)在打造新型電力系統過(guò)程中選擇了福建、浙江、青海作為省級示范區，西藏藏中、新疆南疆、河北張家口作為地區級示范區。目前，這些示范區建設正在加速推進(jìn)。近日舉行的“2021年新型電力系統實(shí)施路徑研討會(huì )”上，國網(wǎng)能源研究院有限公司邀請了相關(guān)專(zhuān)家及六大示范區建設者展開(kāi)了討論。
特別值得關(guān)注的是，在新型電力系統示范區構建中，電力系統的基礎控制技術(shù)和運行機理正發(fā)生著(zhù)深刻的變化，電力電量的平衡、安全穩定控制等面臨前所未有的考驗。
諸多難題待深入研究
業(yè)內專(zhuān)家表示，從平衡角度來(lái)看，在新型電力系統構建中，電力系統運行機理發(fā)生了變化，從“源隨荷動(dòng)”轉為“源荷互動(dòng)”，傳統的平衡方式是單向鏈條，電源側跟蹤負荷變化，未來(lái)新型電力系統的平衡將會(huì )出現一些新特征，給原有電網(wǎng)帶來(lái)極大挑戰。
“浙江電網(wǎng)是典型的受端電網(wǎng)，負荷超過(guò)1億千瓦。進(jìn)入億級電網(wǎng)時(shí)代，在能源資源相對匱乏的受端地區構建新型電力系統，我們既要保障電力安全可靠供應，又要推動(dòng)綠色低碳轉型，還要促進(jìn)能效提升，任務(wù)非常艱巨?！眹W(wǎng)浙江省電力經(jīng)濟技術(shù)研究院副院長(cháng)孫可表示，“外來(lái)電力的不確定性如何應對，間歇性、波動(dòng)性的新能源如何滿(mǎn)足高質(zhì)量的用電需求，大規模的分布式電源如何消納，都是擺在我們面前的嚴峻挑戰，迫切需要提升電網(wǎng)彈性，實(shí)現‘源網(wǎng)荷儲’統籌協(xié)調一體化發(fā)展?！?/span>
國網(wǎng)福建省電力經(jīng)濟技術(shù)研究院副院長(cháng)方朝雄表示，在構建新型電力系統論證過(guò)程中，福建重點(diǎn)打造具備供需自我平衡能力的省級新型示范區。未來(lái)，福建能夠實(shí)現高比例新能源供需平衡，并挖掘不超過(guò)10%的需求側響應資源，實(shí)現低風(fēng)無(wú)光等極端場(chǎng)景下的供應保障?！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>
據悉，新型電力系統示范區構建中，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)還要考慮安全穩定保供難題。
國網(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、年內平衡均較為困難，新能源出力和負荷特性時(shí)間維度嚴重不匹配。尤其是保供形勢比較嚴峻，受西藏常規電源建設進(jìn)度的影響，保供形勢嚴峻。從“源網(wǎng)荷儲”來(lái)講，目前協(xié)調發(fā)展比較困難，存在電網(wǎng)網(wǎng)架結構薄弱和空心化問(wèn)題。
技術(shù)創(chuàng )新異常迫切
面對電力保供、高比例新能源消納等難題，業(yè)內專(zhuān)家認為，新型電力系統整體構建過(guò)程中對系統級和單向突破技術(shù)的需求異常迫切。因為在未來(lái)相當長(cháng)一段時(shí)間，電力系統仍以交流電技術(shù)為基礎，傳統安全穩定問(wèn)題仍將長(cháng)期存在。例如，高比例新能源和電力電子動(dòng)態(tài)設備接入系統后，電網(wǎng)特性發(fā)生深刻變化，穩定基礎也面臨一些挑戰，計算控制邊界和防御策略都需要相應的調整，新型穩定問(wèn)題也需要深入分析。
國網(wǎng)能源研究院有限公司能源戰略與規劃研究所副所長(cháng)劉俊表示，隨著(zhù)電源結構以火電、水電為主逐步向以新能源為主轉變，受新能源單體容量小、能量密度低、電力電子器件構成等影響，電源側形態(tài)將逐漸從高參數、大容量的常規電源向海量微小電源轉變，從同步并網(wǎng)向非同步并網(wǎng)轉變，從集中式控制為主向集中式和分布式控制并舉轉變。
“轉變過(guò)程中，我們亟需創(chuàng )新‘源網(wǎng)荷儲’協(xié)同發(fā)展技術(shù)、電力系統安全穩定防御技術(shù)、氫能技術(shù)、儲能技術(shù)等，比如，建設‘源網(wǎng)荷儲’協(xié)同調控平臺，集中調控各類(lèi)‘源網(wǎng)荷儲’資源，具備適應客戶(hù)側資源調控的安全穩定控制、市場(chǎng)交易申報優(yōu)化出清等功能?！眲⒖≌J為，利用精準負荷控制技術(shù)，確保大電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行。
呈現跨系統化特征
業(yè)內專(zhuān)家認為，新能源這個(gè)“調皮的小孩”對電力平衡、安全運行的支撐能力弱，新型電力系統下保障安全穩定電力供應，需要各類(lèi)電源的協(xié)同作用，各類(lèi)電源要相互的耦合、協(xié)調、協(xié)同是構建新型電力系統的方向。
在劉俊看來(lái)，電力系統的平衡方式呈現高度的供需互助化和跨系統化，所以，新型電力系統的構建需要以規劃為統領(lǐng)，統籌安全、經(jīng)濟、低碳等多目標，創(chuàng )新電力規劃方法。在規劃階段充分考慮源荷運行特征變化帶來(lái)的概率風(fēng)險、交直流混合電網(wǎng)的安全評估等因素，全面模擬新型電力系統可能的發(fā)展場(chǎng)景。
格桑晉美建議，在推動(dòng)新型電力系統機制建設過(guò)程中，政府層面需在價(jià)格、成本疏導上給予一些支持。另外，電網(wǎng)企業(yè)與發(fā)電企業(yè)可深化合作，加強政產(chǎn)學(xué)研用的協(xié)作，實(shí)行共商共建共享的機制，以推進(jìn)示范區的各個(gè)項目能夠盡快落地。
