新型電力系統(tǒng)的構建需要以規(guī)劃為統(tǒng)領，統(tǒng)籌安全、經(jīng)濟、低碳等多目標，創(chuàng)新電力規(guī)劃方法。
今年初中央提出構建新型電力系統(tǒng)命題后，國網(wǎng)在打造新型電力系統(tǒng)過程中選擇了福建、浙江、青海作為省級示范區(qū)，西藏藏中、新疆南疆、河北張家口作為地區(qū)級示范區(qū)。目前，這些示范區(qū)建設正在加速推進。近日舉行的“2021年新型電力系統(tǒng)實施路徑研討會”上，國網(wǎng)能源研究院有限公司邀請了相關專家及六大示范區(qū)建設者展開了討論。
特別值得關注的是，在新型電力系統(tǒng)示范區(qū)構建中，電力系統(tǒng)的基礎控制技術和運行機理正發(fā)生著深刻的變化，電力電量的平衡、安全穩(wěn)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(nèi)專家表示，從平衡角度來看，在新型電力系統(tǒng)構建中，電力系統(tǒng)運行機理發(fā)生了變化，從“源隨荷動”轉(zhuǎn)為“源荷互動”，傳統(tǒng)的平衡方式是單向鏈條，電源側跟蹤負荷變化，未來新型電力系統(tǒng)的平衡將會出現(xiàn)一些新特征，給原有電網(wǎng)帶來極大挑戰(zhàn)。
“浙江電網(wǎng)是典型的受端電網(wǎng)，負荷超過1億千瓦。進入億級電網(wǎng)時代，在能源資源相對匱乏的受端地區(qū)構建新型電力系統(tǒng)，我們既要保障電力安全可靠供應，又要推動綠色低碳轉(zhuǎn)型，還要促進能效提升，任務非常艱巨。”國網(wǎng)浙江省電力經(jīng)濟技術研究院副院長孫可表示，“外來電力的不確定性如何應對，間歇性、波動性的新能源如何滿足高質(zhì)量的用電需求，大規(guī)模的分布式電源如何消納，都是擺在我們面前的嚴峻挑戰(zhàn)，迫切需要提升電網(wǎng)彈性，實現(xiàn)‘源網(wǎng)荷儲’統(tǒng)籌協(xié)調(diào)一體化發(fā)展。”
國網(wǎng)福建省電力經(jīng)濟技術研究院副院長方朝雄表示，在構建新型電力系統(tǒng)論證過程中，福建重點打造具備供需自我平衡能力的省級新型示范區(qū)。未來，福建能夠?qū)崿F(xiàn)高比例新能源供需平衡，并挖掘不超過10%的需求側響應資源，實現(xiàn)低風無光等極端場景下的供應保障?！安贿^，海上風電、分布式光伏爆發(fā)性的開發(fā)導致福建省新能源并網(wǎng)消納問題突出，如何有序接入和并網(wǎng)消納是解決問題的關鍵?！?/span>
據(jù)悉，新型電力系統(tǒng)示范區(qū)構建中，除了受新能源消納問題困擾外，冀北、青海、西藏藏中等示范區(qū)遇到的問題更為棘手，在消納新能源的同時還要考慮安全穩(wěn)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(nèi)、年內(nèi)平衡均較為困難，新能源出力和負荷特性時間維度嚴重不匹配。尤其是保供形勢比較嚴峻，受西藏常規(guī)電源建設進度的影響，保供形勢嚴峻。從“源網(wǎng)荷儲”來講，目前協(xié)調(diào)發(fā)展比較困難，存在電網(wǎng)網(wǎng)架結構薄弱和空心化問題。
技術創(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(nèi)專家認為，新型電力系統(tǒng)整體構建過程中對系統(tǒng)級和單向突破技術的需求異常迫切。因為在未來相當長一段時間，電力系統(tǒng)仍以交流電技術為基礎，傳統(tǒng)安全穩(wěn)定問題仍將長期存在。例如，高比例新能源和電力電子動態(tài)設備接入系統(tǒng)后，電網(wǎng)特性發(fā)生深刻變化，穩(wěn)定基礎也面臨一些挑戰(zhàn)，計算控制邊界和防御策略都需要相應的調(diào)整，新型穩(wěn)定問題也需要深入分析。
國網(wǎng)能源研究院有限公司能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所副所長劉俊表示，隨著電源結構以火電、水電為主逐步向以新能源為主轉(zhuǎn)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(shù)、大容量的常規(guī)電源向海量微小電源轉(zhuǎn)變，從同步并網(wǎng)向非同步并網(wǎng)轉(zhuǎn)變，從集中式控制為主向集中式和分布式控制并舉轉(zhuǎn)變。
“轉(zhuǎn)變過程中，我們亟需創(chuàng)新‘源網(wǎng)荷儲’協(xié)同發(fā)展技術、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定防御技術、氫能技術、儲能技術等，比如，建設‘源網(wǎng)荷儲’協(xié)同調(diào)控平臺，集中調(diào)控各類‘源網(wǎng)荷儲’資源，具備適應客戶側資源調(diào)控的安全穩(wěn)定控制、市場交易申報優(yōu)化出清等功能?！眲⒖≌J為，利用精準負荷控制技術，確保大電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行。
呈現(xiàn)跨系統(tǒng)化特征
業(yè)內(nèi)專家認為，新能源這個“調(diào)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(tǒng)下保障安全穩(wěn)定電力供應，需要各類電源的協(xié)同作用，各類電源要相互的耦合、協(xié)調(diào)、協(xié)同是構建新型電力系統(tǒng)的方向。
在劉俊看來，電力系統(tǒng)的平衡方式呈現(xiàn)高度的供需互助化和跨系統(tǒng)化，所以，新型電力系統(tǒng)的構建需要以規(guī)劃為統(tǒng)領，統(tǒng)籌安全、經(jīng)濟、低碳等多目標，創(chuàng)新電力規(guī)劃方法。在規(guī)劃階段充分考慮源荷運行特征變化帶來的概率風險、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(tǒng)可能的發(fā)展場景。
格桑晉美建議，在推動新型電力系統(tǒng)機制建設過程中，政府層面需在價格、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)學研用的協(xié)作，實行共商共建共享的機制，以推進示范區(qū)的各個項目能夠盡快落地。
