国核电力院探索氢储能 助力新型电力系统发展关键路径
国内新闻2022-10-26
正泰集团股份有限公司轮值总裁栾广富认为，未来电网形态将发展为“大电网+主动配电网+微电网”。
国家能源局近日发布的最新统计数据显示，我国可再生能源发电总装机量突破11亿千瓦，比10年前增长了近3倍，占世界可再生能源总装机量的30%以上。其中，水电、风电、光伏发电、生物质发电装机规模和在建核电规模稳居世界第一;非化石能源消费量占世界总量的近1/4，居全球第一。
可再生能源装机增长有助于我国能源转型进程稳步推进。随着大型风光基地、“整县推进”分布式光伏项目、“千乡万村驭风计划”不断落地，未来我国可再生能源装机将持续扩大。与传统电力不同的是，可再生能源电力电子设备规模小、数量多，应如何保障绿色电力安全上网?随着数字赋能电力行业，电力电子设备、技术又有哪些新变化?围绕上述问题，本报记者近日专访了正泰集团股份有限公司轮值总裁栾广富，听他阐释数字化、智能化在构建新型电力系统中发挥的作用。
新形态电网与大电网将协同发展
中国能源报：随着可再生能源电力占比不断提升，我国电力系统正发生哪些变化?
栾广富：要实现“双碳”目标，就要建设清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动、智能友好的电力系统，实现传统电力系统到新型电力系统的演进。新型电力系统的显著特征是风电、光伏发电等新能源在电源结构中占据主导地位，源网荷储等多要素、多主体协调互动，集中式、分布式新能源广泛介入，交直流混联大电网、微电网、局部直流电网等多形态电网并存，一次物理系统、二次控制系统、交易运营系统多系统融合，电力与氢、气、冷、热等多能源系统互联，各类用户、运营商、服务商等社会多参与者共享互动。
在上述背景下，高比例可再生能源接入给电力系统带来巨大挑战，主要表现为发电主体既可以是电力生产方，也可以是电力消费方，呈现产消合一的发展趋势。用户参与电力市场的方式从被动变主动，供需预测难度增大。同时，由于新能源具有随机性、波动性、间歇性等特点，电网在持续可靠供电、安全稳定运行等方面面临风险，需要火电、储能等灵活电源进行调节。电源种类也呈多样化发展趋势，在区域负荷自组合的情况下，电网调度空间被压缩。上述情况直接提高了企业服务客户的要求和标准。
新型电力系统将是开放包容的系统。随着新型电力系统的建设推进，我国电力系统将发生革命性变化。在电网发展形式上，从以大电网为主向大电网、微电网、局部直流电网融合发展转变，实现新形态电网与大电网协同发展。在电源发展方式上，新能源发电将呈现出集中式与分布式开发并举的发展趋势，分布式电源与储能及数字化管理相结合，建成一批微电网和虚拟电厂，既可独立运行，也可与大电网协调互动。
“电力+算力”助力新能源无条件上网
中国能源报：在您看来，在构建新型电力系统的过程中，最重要的技术是什么?
栾广富：未来电网形态将发展为“大电网+主动配电网+微电网”，即以信息化、数字化构建新型电力系统。同时，“电力+算力”的系统平衡理论是新型电力系统的理论基础，可以使系统可观、可控，实现新能源无条件上网。
新型电力系统将呈现数字与物理系统深度融合的特点，以数据流引领和优化能源流和业务流，使电网具备超强感知能力、智慧决策能力和快速执行能力。数字化是驾驭新型电力系统的根本路径，要强化数字赋能，打造多元融合高弹性电网，以及全网协同、数字驱动、主动防御、智能决策的新一代调控体系，并加强预测预警体系建设，保证极端事件下电力系统快速恢复。
在运用智能技术后，每一个可再生能源电力电子设备都可以在微端被远程控制。不管是小型分布式屋顶光伏电站还是集中式大基地光伏发电基地，每一个光伏组件都可以通过数字化技术操控，不仅能优化可再生能源电站的发电量，还可以主动监控和预防故障出现，从源头进行安全把控，将可再生能源电站对电网的影响降到最低。当然，这不仅涉及软件技术，还包括固态断路器、逆变器、直流电缆、固态变压器等一系列关键零部件设备。
中国能源报：数字化赋予了电力系统强大的发展动能，在这种情况下，新能源上网对能源和电力企业提出了哪些新要求?
栾广富：随着能源电力加快清洁转型，新能源快速发展，电源结构深度调整，电力系统发展对电能灵活调节不断提出新要求。在构建新型电力系统的过程中，提升电力系统柔性化水平十分重要。简单来讲，柔性电力技术是通过电力变换方式对电能数量和质量进行调节和控制的技术, 柔性电力技术可应用于发电、输电、配电及用电各个环节, 为保障电网安全、稳定、高效、灵活运行发挥重要作用。
对此，要重点攻克制约储能技术发展的难点，因地制宜确定风光储、冷热电最佳比例，在用户侧实现削峰填谷，解决传统电力系统负荷峰谷差较大的问题，进一步加强配电网建设，发展柔性配电网，不断提高供电质量。同时，由于直流输电、柔性交流输电等电力电子技术广泛应用，电力系统的设备基础发生了重大变化，需要相关企业重点开展针对电源侧设备光伏电站的并网稳定性研究、光伏逆变器控制策略、阻抗重塑技术等研究，以及针对配电网侧直流微网能量管理方案、电能路由器控制策略、直流母线电压平衡技术等研究。
全产业链发力实现聚变式发展
中国能源报：为建设新型电力系统，未来能源及电力企业的发力点在哪?
栾广富：除上述提及的高可靠性、低损耗新型电力电子元器件和系统技术外，要建设新型电力系统，还需要高效、低成本、电网支持型新能源发电和非电利用技术，清洁、高效、低成本的氢能生产储运转化和应用技术，以及安全、高效、低成本、长寿命的新型储能技术等。这不是依靠行业内一家公司、一家科研院所就能独立完成的，而是需要全产业链上下游共同努力，汇集各环节的先进技术和发展智慧。这也是新型电力系统技术创新联盟成立的意义所在，既是推进新型电力系统高质量发展的重要保障，也是促进能源行业协同发展的创新之举，推动技术创新快速突破和成果协同转化，实现新型电力系统事业聚变式发展，实现能源领域资源最优化配置。
未来，新型电力系统技术创新联盟将开展新型电力系统实施路径研究、大型风光基地输电通道电源优化示范研究、服务新型电力系统构建的电力市场相关的关键技术研究、大规模清洁能源并网送出关键技术研究、新型电力系统源网荷储协同规划研究、新型电力系统碳排放追踪与减排技术研究、主动支撑新能源发电及组网运行技术研究、新型电力系统网络安全防护研究等。
作为全球知名的智慧能源系统解决方案提供商，正泰集团将锚定“双碳”目标，以绿色低碳技术、电力电子技术为核心，打造企业低碳智能电气设备核心竞争力;以数字孪生技术为基础，积累数据资产转型、数字化运营能力;以碳管理系统为抓手，打破企业经营决策信息壁垒;以新的业务模式带动新的利润增长，打造服务型企业。未来，正泰集团将聚焦绿色能源、智能电气、智慧低碳核心业务等，助力节能降碳、加速能源转型。（记者 董梓童 苏南）
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