周勤勇:新型电力系统相关问题研究

from:中国电力企业联合会date:2022-07-25

为实现碳达峰、碳中和目标,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统至关重要。在此背景下,加深对新型电力系统及其发展所需关键技术的理解,有助于准确全面认识未来电力系统发展趋势。

一、关于新型电力系统发展的认识

新型电力系统亟待发展,需加强科学认知,摸清未来发展方向,并加速技术创新。

对新型电力系统的认知会持续迭代。上世纪80年代起,中国开始建设大容量化石能源机组和大电网互联为主体的现代化电力系统,至今已经历40年发展。在碳达峰、碳中和目标背景下,我国电力系统将向以新能源为主体的新型电力系统转型。从过去发展经验和未来发展趋势分析,新型电力系统构建是一个渐进过渡式发展过程,将经历转型期、建设期和成熟期;关键技术从研发、试点到推广也需要较长周期。

电力电量平衡从经济性为主转为安全性为主。新能源作为低密度能源,大规模供电需要极大装机量,并且新能源发电具有间歇性、随机性的特点,可能出现低出力情况,保障新能源电力供应的稳定性与安全性成为首要任务。因此,需发展储能、研发氢能,维护新能源发电安全运行和电力电量平衡,谨防拉闸限电发生,保障民生及生产。

技术创新从“保健品”成为“处方药”。亟需研发超导输电、CCUS、新型储能、电制氢等新技术,保障新能源电力运行安全和供应安全。

大电网不是万能的,没有大电网也是万万不能的。大电网将与区域微电网同步发展。大电网将发挥其跨区外送功能,实现高比例新能源消纳,保障电力安全供应。

二、新型电力系统发展所需的技术

为促进新型电力系统快速发展,需要在基础支撑技术、数字化技术、关键设备研发技术、系统分析控制技术、市场技术五方面关键技术开展研究,实现电力安全供应、新能源高比例消纳、电网安全稳定运行、适应减碳等目标。

基础支撑技术

电制氢:氢能可在新能源制氢、调峰调频、就地制氢加氢、用户侧热电联供等场景灵活运用。需研发掌握规模化可再生能源制氢、储氢、电网融合互动技术,以氢能发展为核心,因地制宜布局电氢融合基础设施,扩展绿氢在终端用能领域的应用。

CCUS:中国CCUS技术处于起步阶段,需加紧实现CCUS技术国产化、自主化,完善CCUS标准体系,加紧推广技术试点示范、开展商业应用,逐步建成完备技术体系和产业体系,广泛部署CCUS技术,建成多个产业集群。

碳排放评估:包括碳监测、碳核算和碳评估模型。需构建科学碳排放一体化评估体系,建立新型电力系统碳排放评估标准体系和碳评估认证能力,支撑以新能源为主体的新型电力系统建设。

数字化技术

电力数字化:通过提高全景状态感知能力、高效通信传输能力、海量数据计算能力与复杂系统分析决策能力,推进网源协调发展与调度优化,促进清洁能源并网消纳,提升能效与终端电气化水平,保障电力设备与网络安全可靠,有效构建能源互联网体系,最终提升能源整体利用效率。

关键设备研发技术

储能:储能是未来提升电力系统灵活性、解决新能源消纳的重要手段。中国将形成以抽蓄和电化学为主、多类型储能协同发展的储能体系,并需加快提升储能的技术成熟度和技术经济性。

系统分析控制技术

电力电子设备主动支撑技术:以保障和提升未来电网安全稳定水平和运行效率为目标,探索适应电力系统发展需要的电力电子新设备、新技术。

需求响应:新型电力系统的建设为需求响应提供更广泛的实施途径与参与方式。参与主体的多元化、需求管理的精细化、响应互动的及时化、响应结算的实时化、市场调节的灵活化等将成为未来需求响应发展的主要特征。以负荷设备实时在线为基础的需求响应互动将为新型电力系统下的“源荷互动”提供保障。

市场技术

电力市场:充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,建立“统一开放、竞争有序”的电力市场体系。需加快构建计划调节机制与市场协调机制、新能源参与市场机制、电力价格形成机制、碳市场与电力市场衔接机制和全国统一电力市场平台。 

新型电力系统的发展建设是一项系统性工程,需加深对其未来发展的理解,加快关键技术的研发,逐步推进试点示范工作,实现源网荷储一体化协同运行,充分发挥新能源发电的作用,助力中国实现碳达峰碳中和目标。

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