作為全面貫通生產、傳輸、存儲、消費以及市場的能源系統(tǒng)演進高級形態(tài)，能源互聯(lián)網不僅是清潔能源大規(guī)模開發(fā)、配置、使用的重要平臺，更成為突破能源發(fā)展資源約束、環(huán)境約束及時空約束的根本之策。
能源互聯(lián)網是一種新型能源系統(tǒng)，可再生能源優(yōu)先，以電力為基礎，因此在‘雙碳’目標下，能源互聯(lián)網的核心形態(tài)就是構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。在10月13日召開的2021國家能源互聯(lián)網大會上，清華大學能源互聯(lián)網創(chuàng)新研究院高峰表示。
同日發(fā)布的《2021國家能源互聯(lián)網發(fā)展年度報告》顯示，能源互聯(lián)網發(fā)展歷經1970-2003年的概念孕育、2004-2013年的初步研究、2014-2016年的啟航出發(fā)、2017-2019年的試點示范，以及2020年至今的多元發(fā)展五個階段。進入2020年，隨著雙碳目標的提出，能源互聯(lián)網進入方向更為聚焦的加速發(fā)展通道，政府與產學研各界積極行動，以政策機制為導引，以科技創(chuàng)新為抓手，以產業(yè)轉型為核心，謀篇布局。
配電網成主戰(zhàn)場
能源格局的深刻調整，使得電網的電源結構、形態(tài)、負荷特性以及運行特性等具備全新特征，新型電力系統(tǒng)亟待加快構建。
國網上海能源互聯(lián)網研究院劉海濤認為，配電網將成為新型電力系統(tǒng)建設的主戰(zhàn)場。瞄準雙碳戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)，配電網將發(fā)生重大變革，將從以電能傳輸、分配為主的通道型設施，轉變?yōu)橘Y源聚合、優(yōu)化、交換，以及各利益主體平等交易的平臺型基礎設施。
國家電力投資集團有限公司戰(zhàn)略規(guī)劃部主任何勇健也認為，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的核心是新型，配電網將成為電力發(fā)展的主導力量。
應看到，配網側新型電力系統(tǒng)面臨諸多發(fā)展挑戰(zhàn)。配電網的發(fā)展變化速度快，但其發(fā)展目前還不平衡、不充分;配電網規(guī)劃建設實施難度增大，運行控制安全風險驟增，用能服務互動需求多樣。劉海濤提醒。
在其看來，未來配網側新型電力系統(tǒng)的發(fā)展，將通過設備層、網絡層、平臺層、應用層關鍵技術與裝備的革新，以清潔低碳、安全可靠、柔性互動、透明高效為目標，實現(xiàn)接納新能源發(fā)電和新型柔性負荷、實現(xiàn)運行的經濟高效和優(yōu)化，支撐現(xiàn)代能源體系的加速構建。
另一邊，南方電網從今年3月開始，對構建新型電力系統(tǒng)也展開了深入研究，提出了四個階段建設路徑，通過頂層設計、分布實施、有序推進新型電力系統(tǒng)的構建，力爭在2030年前基本建成新型電力系統(tǒng)。
新型電力系統(tǒng)主要的特征是以新能源為主體，‘兩高和三性’(注：兩高是高比例新能源接入、高比電力電子設備應用;三性是隨機性、波動性和間歇性)特點將帶來兩個方面的挑戰(zhàn)，一是電力保障，二是慣量下降。南方電網科學研究院曾勇剛坦言。
以云南電網和廣東電網為例，全年的高峰時段90%概率下可保證風力出力是5%左右。照此計算，到2030年，南方電網新能源裝機將達到2.5億千瓦。按照5%計算，裝機替代只有1250萬千瓦，仍需規(guī)劃大量常規(guī)機組做電力保障。
當前，南方電網與云南電網實現(xiàn)了異步，廣東電網正在進行柔性直流互聯(lián)，南方電網逐步變成3到4個交流同步電網。這將對系統(tǒng)慣性帶來更大影響。構建新型電力系統(tǒng)，對系統(tǒng)慣量應更加關注，尤其要關注交流同步電網的頻率同步穩(wěn)定問題。曾勇剛提醒，歐洲現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)正是慣性下降問題。
通過對歐洲一些經驗的調研，有幾方面可以借鑒。第一是關注增強慣量，第二是提升頻率支撐，第三是加強區(qū)域互聯(lián)，第四是靈活的調節(jié)能力。曾勇剛建議。
據(jù)了解，南方電網為構建新型電力系統(tǒng)，正重點突破八項關鍵技術，涉及規(guī)?；洕蛢δ軕眉夹g、新能源全面可觀可測可控技術、不同時間尺度的概率化電力電量平衡技術、新型電力系統(tǒng)慣量評估及頻率運行控制技術、高度電力電子化的電力系統(tǒng)諧波及振蕩抑制技術、大規(guī)模新能源接入的全景仿真技術、電力電子變流設備構網型控制技術、電-碳聯(lián)動的運營技術等。
新能源滲透需技術加持
能源互聯(lián)網浪潮的興起，為推動傳統(tǒng)電網改造升級提供了有力抓手，也為培育清潔能源、綠色環(huán)保等新型產業(yè)帶來了發(fā)展機遇，不少企業(yè)爭先入場。
中國華能集團清潔能源技術研究院李衛(wèi)東表示，能源是我國經濟發(fā)展的基礎性行業(yè)，能源做不到萬物互聯(lián)，國家經濟社會發(fā)展就會呈現(xiàn)落后的形態(tài)。我們要想在沙漠和戈壁構建萬億級新能源，必須依靠能源互聯(lián)網這一全新手段解決這一問題。
可再生、分布式、互聯(lián)性、開放性、智能化五大特征，基本勾勒了以新能源為主體新型電力系統(tǒng)的特點。我們正在打造一個高比例可再生能源技術研發(fā)體系。李衛(wèi)東說。
伴隨高比例可再生能源技術體系的構建，以風、光、儲等為代表的新能源滲透率也在不斷提高。
北京清能互聯(lián)科技有限公司CTO賴曉文提醒，在相對較低的新能源滲透率下，尚且能夠通過系統(tǒng)調度的優(yōu)化和市場機制的激勵，激發(fā)現(xiàn)有資源的響應和互動，促成新能源的消納。不過，在新能源滲透率達到相對較高的狀態(tài)時，就需要對電源、電網、負荷、儲能等方面的技術增配和升級開展相應的工作。
在其看來，當前不少企業(yè)急需面向新型電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運行模擬的技術方法和工具，但傳統(tǒng)的規(guī)劃和模擬工具卻存在五個相對不足。即，缺少低碳規(guī)劃的模型;無法模擬新能源的隨機出力;通常僅面向電力系統(tǒng)的典型運行方式開展，亟需全新的工具;需要大量的模型數(shù)據(jù)、邊界條件的數(shù)據(jù);可視化程度低。
針對上述不足，我們提出了面向雙碳目標的源-網-荷-儲協(xié)同規(guī)劃與運行模擬解決方案。將模型和數(shù)據(jù)進一步聚合成服務，在數(shù)據(jù)層、計算層和展示層提供相應的服務支撐能力，從而支撐上層的六大應用，包括電網模型構建、運行場景預測、協(xié)同規(guī)劃優(yōu)化、持續(xù)運行模擬、大數(shù)據(jù)挖掘分析，以及全景綜合展示。賴曉文說。
值得一提的是，作為能源互聯(lián)網供需之間互動的核心，儲能的發(fā)展備受期待。
未來，60%到70%的儲能市場將源于新能源消納。按照國家發(fā)改委的預期，未來五年儲能市場將呈現(xiàn)十倍的增長。北京海博思創(chuàng)科技股份有限公司張劍輝分析。
他進一步建議，我們要考慮到，即使是強配，新能源如何能與儲能一起聯(lián)合參與電力市場的交易，促進新能源消納。在滿足經濟性基礎上，在新能源配置較多的地方，可建設共享儲能電站，為周邊新能源消納服務，同時接受電網調度，參與電網的調峰調頻。(原文采集自中國工業(yè)新聞網，如涉及版權問題，請聯(lián)系我們刪除)
