新型電力系統(tǒng)主要具有6個技術(shù)特征
記者:相對傳統(tǒng)電力系統(tǒng),我國提出構(gòu)建的新型電力系統(tǒng)主要有哪些特征?
周孝信:“雙碳”目標下,我國新型電力系統(tǒng)主要具有6個技術(shù)特征。一是高比例可再生能源電力系統(tǒng)。這是最顯著的特征,是電力系統(tǒng)升級換代的重要標志。二是高比例電力電子裝備電力系統(tǒng)。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)以電磁變換裝備為主,隨著超大規(guī)模交直流輸電及大量新能源機組接入系統(tǒng),電力電子裝備并網(wǎng)數(shù)量會不斷提升、范圍不斷擴大,系統(tǒng)運行特性可能發(fā)生很大改變。三是多能互補綜合能源電力系統(tǒng)。未來的電力系統(tǒng)不僅具有傳統(tǒng)的電能生產(chǎn)傳輸?shù)膯我还δ?,還要實現(xiàn)風、光、水、煤等資源協(xié)同互補,電、熱、冷、氣綜合利用。四是數(shù)字化智能化智慧能源電力系統(tǒng)。隨著技術(shù)高速發(fā)展,先進傳感量測、信息通信等手段將與電力系統(tǒng)深度融合,形成高效運行、用戶友好的智慧能源系統(tǒng)。五是清潔高效低碳零碳電力系統(tǒng)。這一點是“雙碳”目標對電力系統(tǒng)發(fā)展的必然要求,即實現(xiàn)清潔能源開發(fā)利用規(guī)模增加、系統(tǒng)總體能源利用效率提升、二氧化
碳排放有效控制,為能源轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)。六是高韌性本質(zhì)安全可靠電力系統(tǒng)。集中分布并舉的生產(chǎn)供應(yīng)和消費是未來電力系統(tǒng)重要結(jié)構(gòu)模式,這種特征下的電網(wǎng)形態(tài)和電源布局,將會從結(jié)構(gòu)設(shè)計層面,增強系統(tǒng)應(yīng)對不確定性風險和故障的能力,從根本上實現(xiàn)“高韌性”意義上的“本質(zhì)安全”和可靠性提高。
記者:保證具有上述各項特征的新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,需要滿足哪些方面的性能要求?
周孝信:電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行有五項性能要求。一是靈活性,即應(yīng)對系統(tǒng)中電源出力和負荷需求的短期和中長期波動時,保持正常穩(wěn)態(tài)運行的調(diào)節(jié)能力,這是電力系統(tǒng)源荷平衡保持正常運行的必要條件。二是韌性,即極端氣候或外力嚴重干擾下,系統(tǒng)快速恢復(fù)電力供應(yīng)的能力,這是電力系統(tǒng)應(yīng)對突發(fā)事件的必備條件。三是穩(wěn)定性,即系統(tǒng)承受各類擾動后保持暫態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定的能力,這是電力系統(tǒng)正常和擾動后安全穩(wěn)定運行的基本條件。四是可靠性,即系統(tǒng)不間斷地向用戶供電能力的度量,這是電力系統(tǒng)安全運行的基礎(chǔ)條件。五是經(jīng)濟性,即建立在市場或非市場基礎(chǔ)上,系統(tǒng)能量損失最小或經(jīng)濟社會效益最大化的運行機制體現(xiàn),是電力系統(tǒng)為社會提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的前提條件。
記者:目前新型電力系統(tǒng)建設(shè)還面臨哪些挑戰(zhàn)?
周孝信:在靈活性方面,新型電力系統(tǒng)可再生能源占比高,而這類電源具有較強的間歇性、波動性和隨機性,調(diào)節(jié)能力也相對較弱,系統(tǒng)面臨巨大的靈活調(diào)節(jié)需求。
在韌性方面,風電、太陽能、水能發(fā)電對氣候較為敏感,加之全球氣候變化加劇,電力系統(tǒng)對在極端氣候條件下快速恢復(fù)供電的韌性需求更為頻繁和迫切。
在穩(wěn)定性方面,新型電力系統(tǒng)將面臨系統(tǒng)低慣性、頻率電壓穩(wěn)定、寬頻振蕩,以及信息物理系統(tǒng)、多能耦合系統(tǒng)穩(wěn)定性等多重挑戰(zhàn)。
在可靠性方面,電力電子器件過載能力弱、抵御故障能力差及新能源發(fā)電的不確定性,均影響風電、太陽能發(fā)電入網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)供電的可靠性。
在經(jīng)濟性方面,“雙碳”目標下,能源轉(zhuǎn)型過程中需有效化解電力成本的提高,建立有利于系統(tǒng)經(jīng)濟高效運行及
綠色低碳轉(zhuǎn)型的市場化機制。
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