新型電力系統(tǒng)應(yīng)如何應(yīng)對大規(guī)模新能源并網(wǎng)挑戰(zhàn)？

黨的二十大報告強調(diào)，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。在未來新型能源體系中電力系統(tǒng)將發(fā)揮什么樣的作用？新型電力系統(tǒng)應(yīng)如何應(yīng)對大規(guī)模新能源并網(wǎng)挑戰(zhàn)？在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中“源網(wǎng)荷儲”技術(shù)還需要進行哪些調(diào)整和突破？對此本刊記者對三峽科技有限責(zé)任公司董事長江冰進行了專訪。

《中國電業(yè)與能源》：黨的二十大提出要加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，電力系統(tǒng)將在其中發(fā)揮什么樣的作用？

江冰：加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系是黨中央統(tǒng)籌考慮能源安全和生態(tài)保護，對我國能源事業(yè)發(fā)展作出的最新部署。其主要路徑是深入推進能源革命，推動能源清潔低碳高效利用。電力系統(tǒng)是一、二次能源轉(zhuǎn)換的樞紐，在能源體系中居于核心地位，是規(guī)劃建設(shè)新型能源體系的關(guān)鍵。在能源安全方面，我國石油對外依存度長期保持高位，2021年達到72%，大力提升電力在能源消費中的比重，有利于我們充分利用自身能源稟賦，降低對石油、天然氣進口的依賴。在生態(tài)保護方面，電力行業(yè)碳排放占我國碳排放總量的40%以上，同時建筑、交通、冶金、制造等多個行業(yè)的減碳、深度脫碳也有賴于電能替代和電力行業(yè)的清潔替代，電力系統(tǒng)是能源系統(tǒng)清潔低碳轉(zhuǎn)型的“主力軍”。

《中國電業(yè)與能源》：新型電力系統(tǒng)到底“新”在哪里？

江冰：適應(yīng)新能源占比逐漸提高是新型電力系統(tǒng)的根本特征，新型電力系統(tǒng)的“新”首先體現(xiàn)在這一點，其他典型特征和有關(guān)新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)大多是基于這一點衍生和演變的。一開始發(fā)展風(fēng)電、光伏，只是一種對新技術(shù)的探索，從規(guī)模上來講是對傳統(tǒng)能源的一種補充，電力系統(tǒng)只需要在局部做一些適應(yīng)性調(diào)整。隨著技術(shù)升級和成本下降，新能源裝機規(guī)模不斷增加，發(fā)用兩側(cè)的滲透率都在持續(xù)提升，適應(yīng)性調(diào)整的廣度、深度都在增加，維持傳統(tǒng)電力系統(tǒng)模式的難度也就越來越大。最終量變必將引起質(zhì)變，在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)上所做的修修補補將難以應(yīng)對這種挑戰(zhàn)，需要從理念、組織、技術(shù)、管理等方面進行深度變革，甚至可以說是一場革命，從而構(gòu)建起與大范圍、高比例新能源發(fā)展相適應(yīng)的新型電力系統(tǒng)。

數(shù)字化是新型電力系統(tǒng)的另一特征，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)?？稍偕茉吹拇蟊壤尤?、非傳統(tǒng)電力負荷的快速發(fā)展等等，使得電力系統(tǒng)的不確定性日益增強，數(shù)字化是認知、應(yīng)對、駕馭這種不確定性的必要條件。在更宏觀的層面，人類社會已經(jīng)進入數(shù)字文明的新時代，只有數(shù)字化的能源系統(tǒng)，才能夠以最低成本、最佳方式為人類社會供應(yīng)最優(yōu)質(zhì)的能源，滿足數(shù)字文明和數(shù)字經(jīng)濟對能源的需求。

《中國電業(yè)與能源》：新型電力系統(tǒng)應(yīng)如何應(yīng)對大規(guī)模新能源并網(wǎng)挑戰(zhàn)？

江冰：目前新能源已進入市場化驅(qū)動、大規(guī)模替代傳統(tǒng)能源的階段。上半年，我國新能源發(fā)電新增裝機超過5000萬千瓦，占全國新增裝機的80%。新能源間歇性、波動性的特點，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大挑戰(zhàn)。要應(yīng)對大規(guī)模新能源并網(wǎng)挑戰(zhàn)，我認為要做到以下幾點：

一是電源更友好。在電源側(cè)就設(shè)法降低新能源大規(guī)模并網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn)，例如在新能源場站配置一定比例的儲能，平滑新能源發(fā)電出力等。在開發(fā)大規(guī)模新能源基地的同時，高度重視分布式能源的發(fā)展，實現(xiàn)電源分散化，做到“電從身邊來”。

二是電網(wǎng)更堅強。加快新能源基地外送通道的建設(shè)，特別是特高壓交、直流工程，增強電網(wǎng)遠距離配置資源的能力和骨干網(wǎng)的支撐能力。推動配網(wǎng)改造升級，發(fā)展適應(yīng)分布式電源等接入的有源配電網(wǎng)，參與電網(wǎng)平衡與調(diào)度，改變傳統(tǒng)輸、配電網(wǎng)的關(guān)系。

三是系統(tǒng)更靈活。加快抽水蓄能建設(shè)和電化學(xué)儲能推廣，實施火電機組靈活性改造，多措并舉增強系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。充分利用居民、商業(yè)和一般工業(yè)負荷的需求彈性，探索電動汽車、數(shù)據(jù)中心等終端用能的新模式新業(yè)態(tài)，提升需求側(cè)響應(yīng)能力。

四是運行更智能。推動人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等與電力系統(tǒng)深度融合，加快電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行有關(guān)技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新、試點示范和推廣應(yīng)用，特別是電力系統(tǒng)調(diào)度運行技術(shù)，逐步實現(xiàn)調(diào)度算法化，增強對分散化、間歇性、波動性資源的調(diào)度能力。

《中國電業(yè)與能源》：目前，新型電力系統(tǒng)在靈活性調(diào)節(jié)方面存在哪些問題？有何建議？

江冰：與全國新能源蓬勃發(fā)展的形勢相比，與新型電力系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)相比，與國際先進水平相比，目前我國電力系統(tǒng)存在靈活性資源不足、調(diào)節(jié)能力建設(shè)滯后的問題。這其中有能源稟賦的因素，更多是因為政策支持不夠、機制不完善帶來的激勵和動力不足問題。我認為可從以下方面入手，提升新型電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力。

一是大力推進儲能電站建設(shè)。完善抽水蓄能“兩部制”電價，積極吸引社會資本參與，加快重點抽水蓄能電站項目的建設(shè)。給予新型儲能電站獨立市場地位，允許其參與輔助服務(wù)市場，對部分技術(shù)路線給予價格支持，提升儲能投資運營的經(jīng)濟效益，加快新型儲能的規(guī)模化發(fā)展。

二是加快推進火電靈活性改造。按照“誰受益、誰承擔(dān)”原則，合理分攤新能源接入后所增加的系統(tǒng)成本，建立調(diào)峰補償?shù)葯C制，引導(dǎo)存量煤電加快靈活性改造。對新建機組明確調(diào)峰能力要求。在條件具備的情況下建設(shè)天然氣發(fā)電，增強系統(tǒng)調(diào)峰能力。

三是聚合引導(dǎo)用戶側(cè)資源參與調(diào)節(jié)。加強需求側(cè)響應(yīng)等機制研究，明確政府、電網(wǎng)、用戶責(zé)任和義務(wù)，規(guī)范參與程序，提升聚合引導(dǎo)能力，積極推動用戶側(cè)資源深度參與電力系統(tǒng)平衡。

四是有效提升“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同運行能力。推動電力系統(tǒng)全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加強“源網(wǎng)荷儲”各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)共享、信息互通，實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)靈活性資源的精準(zhǔn)調(diào)度、智能調(diào)度和高效利用。

《中國電業(yè)與能源》：“源網(wǎng)荷儲”4個方面技術(shù)上還需要進行哪些調(diào)整和突破？

江冰：“源網(wǎng)荷儲”4個方面將呈現(xiàn)以下趨勢和特征，也需要實現(xiàn)與之相適應(yīng)的技術(shù)調(diào)整和突破。

一是電源友好化。電源需要更好地適應(yīng)并網(wǎng)及安全運行需要，打造電網(wǎng)友好型電源。為實現(xiàn)這一點，需要在新能源發(fā)電功率預(yù)測、虛擬同步機技術(shù)等方面開展更多研究，降低新能源出力的不確定性，提升新能源場站主動支撐能力，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。同時也要研究分布式能源有關(guān)技術(shù)，降低集中消納對電網(wǎng)帶來的挑戰(zhàn)。

二是電網(wǎng)平臺化。在新型能源體系、新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過程中，電網(wǎng)在能源體系的樞紐作用將強化，能源配置的平臺作用將逐步發(fā)揮?；陔娏屑~轉(zhuǎn)換的多能互補技術(shù)、綜合能源業(yè)態(tài)需要繼續(xù)探索推進，電力P2P交易技術(shù)以及綠電交易、隔墻售電等新市場新業(yè)態(tài)也將得到發(fā)展，進一步助力電力市場改革和新能源發(fā)展。

三是負荷雙向化。傳統(tǒng)的電力負荷難以控制和互動，“源隨荷走”是電力系統(tǒng)平衡的關(guān)鍵。隨著電動汽車、數(shù)據(jù)中心等新型負荷的出現(xiàn)，負荷側(cè)逐漸變得可中斷、可控制，有巨大的需求彈性。面向終端用能，可加快電動汽車有序充電及V2G技術(shù)、大規(guī)模數(shù)據(jù)中心智能調(diào)度、負荷集成及虛擬電廠等新技術(shù)新模式新業(yè)態(tài)研究。

四是儲能要素化。在新型電力系統(tǒng)中，儲能將是電源與負荷之間的“自由人”，是系統(tǒng)平衡不可或缺的第四要素。除技術(shù)成熟的抽水蓄能外，需要結(jié)合應(yīng)用場景和系統(tǒng)需求，大力發(fā)展多種技術(shù)路線的新型儲能。氫作為一種能量載體，也將在電力系統(tǒng)的長時儲能中發(fā)揮重要作用。

《中國電業(yè)與能源》：現(xiàn)階段，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中還需解決哪些問題？

江冰：新型電力系統(tǒng)不是一朝一夕能夠建成的，在規(guī)劃、建設(shè)、運行、技術(shù)等方面都需要開展大量的工作，也必然面臨這樣、那樣的問題，需要政府、科研機構(gòu)、電力企業(yè)、技術(shù)廠商乃至社會各界共同努力、攜手共進。在當(dāng)前階段，我認為最重要的是解決以下問題：

一是要加快統(tǒng)一思想認識。新型電力系統(tǒng)是黨的二十大提出的建設(shè)新型能源體系的核心和基礎(chǔ)，是新發(fā)展階段的必然選擇。但目前對于新型電力系統(tǒng)的認識還不完全一致，對于實現(xiàn)路徑、推進節(jié)奏仍有不同意見，需要各方加強溝通，在交流中逐步清晰內(nèi)涵、在碰撞中逐步統(tǒng)一思想、在實踐中逐步深化認識。

二是要加快開展理論研究。新型電力系統(tǒng)在系統(tǒng)穩(wěn)定、技術(shù)特征等方面將展現(xiàn)出不同特點，需要加快開展有關(guān)理論研究。特別在安全穩(wěn)定運行方面，需要按照“硬基礎(chǔ)、軟機制”的思路，系統(tǒng)構(gòu)建新安全理念、新安全標(biāo)準(zhǔn)、新安全構(gòu)架、新安全技術(shù)、新安全機制，全面提升安全裕度和適應(yīng)性。

三是要加快推進科技創(chuàng)新。要圍繞新能源發(fā)電控制、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行、電力系統(tǒng)數(shù)字化、新型儲能建設(shè)推廣等方向，加快科技攻關(guān)和示范應(yīng)用，為新型電力系統(tǒng)構(gòu)建提供堅實的技術(shù)保障。

四是要加快推進電力改革。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，必須繼續(xù)深入推進以市場化為方向的電力體制改革，保障可再生能源替代行動的順利實施。

2015年我國啟動新一輪電力體制改革，到2020年提出“雙碳”目標(biāo)、2021年提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，深化電力體制改革的方向進一步明晰。我國的能源立法、政策體系、管理架構(gòu)、監(jiān)管方式、市場組織、規(guī)則設(shè)計等都要圍繞適應(yīng)新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型需要，全力保障能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率，助力“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。

電力體制改革，就是要“還原能源商品屬性”，進一步完善價格機制。要通過電力市場建設(shè)與交易規(guī)則設(shè)計，使電力的供需、質(zhì)量、可靠性、清潔度等因素在交易中得以體現(xiàn)，最終實現(xiàn)按需、按質(zhì)論價。在價格機制完善后，價格會成為電力系統(tǒng)在“源網(wǎng)荷儲”之外的第五要素，通過引導(dǎo)電力供需，確保系統(tǒng)的實時平衡與安全。價格機制的完善還將影響其他要素的發(fā)展，例如賦予儲能獨立的市場地位，允許其參加市場交易，將大大促進儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

《中國電業(yè)與能源》：如何進一步提升新型電力系統(tǒng)的智慧運維能力？

江冰：新型電力系統(tǒng)必然采用智慧運維方式，但目前智慧運維的發(fā)展還存在一些問題。一是智能運維技術(shù)多，有效性尚需驗證。市場上“智能運維技術(shù)”層出不窮，但能夠?qū)嶋H應(yīng)用且被證明有效的還比較少。二是單項技術(shù)功能單一，應(yīng)用范圍有限。單一智能運維技術(shù)能夠承擔(dān)的任務(wù)較為有限，難以達到降低運維成本、減輕人員負擔(dān)的預(yù)期。三是單項試點應(yīng)用多，系統(tǒng)解決方案少。智能運維技術(shù)推廣往往采取項目試點的方式，但這些試點多針對單項技術(shù)，缺乏在需求、技術(shù)、成本等方面的統(tǒng)籌。

要提升新型電力系統(tǒng)的智慧運維能力，我認為必須以全面數(shù)字化為基礎(chǔ)，研究建立電力系統(tǒng)運維模型，實時接入設(shè)備運行核心數(shù)據(jù)，充分利用在線監(jiān)測、故障診斷、數(shù)字孿生等技術(shù)，打造電力系統(tǒng)智能運維的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，系統(tǒng)整合智能運維技術(shù)和專業(yè)運維資源，提供智能化、專業(yè)化、系統(tǒng)化的智慧運維解決方案，推動人工運維向智能運維、修復(fù)性維護向預(yù)防性維護、業(yè)主自運維向第三方專業(yè)化運維的轉(zhuǎn)變。

（江冰，現(xiàn)兼任中國能源研究會碳中和專委會主任委員，工信部新能源汽車規(guī)劃專家委員會委員，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟特邀顧問。）

來源：中國電業(yè)與能源