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构建新型电力系统面临新难题
发布时间:2021/12/15 8:17:33     点击: ( 802 )

新型电力系统的构建需要以规划为统领,统筹安全、经济、低碳等多目标,创新电力规划方法。

今年初中央提出构建新型电力系统命题后,国网在打造新型电力系统过程中选择了福建、浙江、青海作为省级示范区,西藏藏中、新疆南疆、河北张家口作为地区级示范区。目前,这些示范区建设正在加速推进。近日举行的“2021年新型电力系统实施路径研讨会”上,国网能源研究院有限公司邀请了相关专家及六大示范区建设者展开了讨论。

特别值得关注的是,在新型电力系统示范区构建中,电力系统的基础控制技术和运行机理正发生着深刻的变化,电力电量的平衡、安全稳定控制等面临前所未有的考验。

诸多难题待深入研究

业内专家表示,从平衡角度来看,在新型电力系统构建中,电力系统运行机理发生了变化,从“源随荷动”转为“源荷互动”,传统的平衡方式是单向链条,电源侧跟踪负荷变化,未来新型电力系统的平衡将会出现一些新特征,给原有电网带来极大挑战。

“浙江电网是典型的受端电网,负荷超过1亿千瓦。进入亿级电网时代,在能源资源相对匮乏的受端地区构建新型电力系统,我们既要保障电力安全可靠供应,又要推动绿色低碳转型,还要促进能效提升,任务非常艰巨。”国网浙江省电力经济技术研究院副院长孙可表示,“外来电力的不确定性如何应对,间歇性、波动性的新能源如何满足高质量的用电需求,大规模的分布式电源如何消纳,都是摆在我们面前的严峻挑战,迫切需要提升电网弹性,实现‘源网荷储’统筹协调一体化发展。”

国网福建省电力经济技术研究院副院长方朝雄表示,在构建新型电力系统论证过程中,福建重点打造具备供需自我平衡能力的省级新型示范区。未来,福建能够实现高比例新能源供需平衡,并挖掘不超过10%的需求侧响应资源,实现低风无光等极端场景下的供应保障。“不过,海上风电、分布式光伏爆发性的开发导致福建省新能源并网消纳问题突出,如何有序接入和并网消纳是解决问题的关键。”

据悉,新型电力系统示范区构建中,除了受新能源消纳问题困扰外,冀北、青海、西藏藏中等示范区遇到的问题更为棘手,在消纳新能源的同时还要考虑安全稳定保供难题。

国网西藏电力有限公司发展部副主任格桑晋美直言,西藏目前以径流式水电和光伏为主,日内、年内平衡均较为困难,新能源出力和负荷特性时间维度严重不匹配。尤其是保供形势比较严峻,受西藏常规电源建设进度的影响,保供形势严峻。从“源网荷储”来讲,目前协调发展比较困难,存在电网网架结构薄弱和空心化问题。

技术创新异常迫切

面对电力保供、高比例新能源消纳等难题,业内专家认为,新型电力系统整体构建过程中对系统级和单向突破技术的需求异常迫切。因为在未来相当长一段时间,电力系统仍以交流电技术为基础,传统安全稳定问题仍将长期存在。例如,高比例新能源和电力电子动态设备接入系统后,电网特性发生深刻变化,稳定基础也面临一些挑战,计算控制边界和防御策略都需要相应的调整,新型稳定问题也需要深入分析。

国网能源研究院有限公司能源战略与规划研究所副所长刘俊表示,随着电源结构以火电、水电为主逐步向以新能源为主转变,受新能源单体容量小、能量密度低、电力电子器件构成等影响,电源侧形态将逐渐从高参数、大容量的常规电源向海量微小电源转变,从同步并网向非同步并网转变,从集中式控制为主向集中式和分布式控制并举转变。

“转变过程中,我们亟需创新‘源网荷储’协同发展技术、电力系统安全稳定防御技术、氢能技术、储能技术等,比如,建设‘源网荷储’协同调控平台,集中调控各类‘源网荷储’资源,具备适应客户侧资源调控的安全稳定控制、市场交易申报优化出清等功能。”刘俊认为,利用精准负荷控制技术,确保大电网安全经济运行。

呈现跨系统化特征

业内专家认为,新能源这个“调皮的小孩”对电力平衡、安全运行的支撑能力弱,新型电力系统下保障安全稳定电力供应,需要各类电源的协同作用,各类电源要相互的耦合、协调、协同是构建新型电力系统的方向。

在刘俊看来,电力系统的平衡方式呈现高度的供需互助化和跨系统化,所以,新型电力系统的构建需要以规划为统领,统筹安全、经济、低碳等多目标,创新电力规划方法。在规划阶段充分考虑源荷运行特征变化带来的概率风险、交直流混合电网的安全评估等因素,全面模拟新型电力系统可能的发展场景。

格桑晋美建议,在推动新型电力系统机制建设过程中,政府层面需在价格、成本疏导上给予一些支持。另外,电网企业与发电企业可深化合作,加强政产学研用的协作,实行共商共建共享的机制,以推进示范区的各个项目能够尽快落地。