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新型电力系统的“双高”“双随机”难题怎么破?

日期:2021-05-08    来源:国家电网报

国际电力网

2021
05/08
11:33
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关键词: 新型电力系统 数字技术 可再生能源

不久前,国家能源局首次对新型电力系统进行了解读。

国家能源局电力司司长黄学农表示,构建新型电力系统的核心是新能源成为电力供应的主体,要通过装备技术和体制机制创新,推动多种能源方式互联互济、源网荷储深度融合,来实现清洁低碳、安全可靠、智慧灵活、经济高效等目标。

“双碳”目标下,我国可再生能源机组容量与非化石能源消费占比需保持10%和5%以上的年均增速。无论从生产与消费量级、需求增长趋势还是能源结构看,能源电力的清洁化转型都是推动我国经济社会绿色高质量发展、落实“双碳”目标的核心要求。

随着供需双侧清洁化进程的推进,电力系统中风、光接入比例将显著增加,系统将呈现“双高”与“双随机”特点。

双高,即高比例可再生能源接入与高比例电力电子设备应用。

“双碳”目标要求下,未来10年我国年均新增风、光发电装机需不少于7500万千瓦,相应的,伴随可再生能源的发展,大量风电、光伏电力电子变换器将接入电网,例如直驱式风电机组变流器、光伏电站和分布式光伏逆变器等。

双随机,即供给侧随机性和需求侧随机性。

传统电力系统可通过调整发电机组出力满足需求侧随机波动的负荷需求,呈现供应侧可控、需求侧随机的特征。随着波动性和间歇性的风能和光伏发电为主的可再生能源在电源结构中占比持续增长,供应侧也将出现随机波动的特性,能源电力系统将由传统的需求侧单侧随机系统向双侧随机系统演进。

双高、双随机特点使得电力系统的随机扰动性、对网络信息系统的依赖性明显增强,系统可控性降低,安全风险进一步增加。鉴于此,必须加速构建适应“双碳”目标要求的新型电力系统,而数字技术将成为助力新型电力系统建设的关键。

数字技术推动多能互补

未来,新兴数字技术将深入渗透、影响新型电力系统建设,其中,推动横向的多能互补应用是重要体现。

首先,数字技术“赋能”新型电力系统精准规划。新型电力系统作为连接供需两侧的核心枢纽,可依托数字技术开放、包容等特点,一方面,通过对能源电力系统中各类能源生产设备、转换设备、管网系统等全工况感知,构建多设备全工况运行模型;另一方面,依托集成的海量多源异构数据,对多元用户开展精准画像,掌握多元用户用能特征。以设备全工况模型为约束、供需特征为依据、供需平衡为前提,挖掘多能互补协同与需求侧资源优化调控潜力,实现稳健投资与精准规划。

其次,数字技术“赋能”新型电力系统高效运营。在广泛采集与集成用户用能数据、气象数据、宏观经济数据、多能源市场交易数据基础上,利用关联规则挖掘、机器学习等技术,通过对海量数据的分析与发掘,准确掌握包括用能种类、用能倾向、用能弹性等多元用户用能特性,揭示多元用能负荷转移、负荷削减以及异质能负荷转换潜力,围绕“两高三低”目标(用能效率提高、供能可靠性提高及用户用能成本降低、碳排放降低和其他污染物排放降低),发挥电、热、水、气多种异质能之间的协调联动特性,从系统层面推动新型电力系统综合化能效提升,实现绿色低碳、高质高效运营。

最后,数字技术“赋能”新型电力系统体制创新。借鉴平台经济与共享经济思维,以区块链等信息技术为支撑,创新去中心化的新机制、新模式与新业态,破除传统能源系统单一中心化运营管理模式,打通系统中各节点、各主体间的服务流、信息流、资金流,推动实现能源系统优化运行分散决策、大网与分布式微能网双向互动、分布式节点协同自治及实时自主交易,同时鼓励创新绿色能源认证、绿色货币、绿色证书等清洁能源新型商业模式,为新型电力系统中新能源的规模化和有序发展提供重要保障。

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