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“双碳”目标下如何构建新型电力系统

TIME:2021-11-13   click:

  随着碳达峰、碳中和目标的提出,加快构建以新能源为主的新型电力系统,破解从以煤电为主的传统能源消费结构向以新能源为主的能源消费结构转型的制约因素,正影响着我国能源低碳转型的进程。

  “实现‘双碳’目标,能源是主战场,电力是主力军。电力行业要加快形成以新能源为主体的电力供应格局。”日前,中国电力企业联合会、常务副理事长杨昆在第五届中国能源产业发展年会上如是表示。

  “十四五”及未来一段时间,我国经济双循环发展新格局、新型城镇化建设和电气化进程加快,将推动电力需求保持刚性增长。

  杨昆预计,2025年、2030年、2035年,我国全社会用电量将分别达到9.5万亿千瓦时、11.3万亿千瓦时、12.6万亿千瓦时。“十四五”“十五五”“十六五”期间年均增速分别是4.8%、3.6%、2%。

  随着全社会电气化水平提升,更多碳排放从终端用能行业转移到电力行业。电力行业碳减排压力持续加大,建设以电为中心的现代能源体系成为实现“双碳”目标的必由之路。

  杨昆告诉中国城市报记者,电力企业实现“双碳”目标,要大力发展以风电、太阳能为主体的新能源,这是绿色电力的基础。同时,要推进电气化并力推以电为中心的综合能源服务,打造智慧能源平台。

  中国能源研究会理事长史玉波表达了相似的观点:“未来一段时间,为实现绿色低碳的发展目标,优化资源配置、提高利用效率,促进电量消纳是可再生能源高比例发展的迫切需求,客观上要求建立与之相适应的新型电力系统。”

  一组数据说明了构建新型电力系统的紧迫性。2020年我国能源消费产生的二氧化碳排放中,电力行业占能源行业二氧化碳排放总量的42.5%左右,电力行业的碳达峰、碳中和进度将直接影响整个碳达峰、碳中和目标实现的进程。

  今年3月召开的中央财经委员会第球王会体育app下载九次会议提出,要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

  构建新型电力系统面临哪些挑战?业内人士介绍,构建以新能源为主体的新型电力系统,以风电、光伏为主的新能源将成为新增电能供应的主体,但新能源的随机性、波动性、间歇性对持续可靠供电带来挑战。

  具体而言,由于风光等新能源发电不确定性大,风电发电量主要集中在春冬两季,光伏发电量主要集中在夏秋两季;风电利用小时数、光伏利用小时数相差很大,对持续可靠供电提出更高要求。

  上述人士表示,新能源具有广泛的接入优势,但存在动态无功支撑不足、系统电压稳定问题突出的难点。大规模新能源接入使系统不确定性增加,对电网安全构成威胁。

  受访专家认为,新能源发电的间歇性、波动性、随机性特征明显。其高比例接入电网系统,需要电网系统在智能化、灵活性方面发生根本性变化,以适应其特征。

  在国家电网公司一级顾问、中国能源研究会副理事长兼秘书长孙正运看来,数字化技术在新型电力系统建设中发挥重要作用。电能的生产、传输、转换和消费在瞬间完成,传统的电力技术手段难以应对新能源的间断性、波动性、随机性,以及电力电子化带来的转动惯量降低。

  解决问题的关键是什么?孙正运认为,要保持电力天平平衡,必须将数字化技术与传统电力技术深度融合,通过信息化、网络化、智能化等手段,预判新能源波动、统筹源网荷储资源、保持电力瞬态稳定、预控电网输变电设备的潜在风险,实现电能高质量可靠供应与电网安全稳定运行。

  数字化赋能到底能给电力系统带来什么?以电网数字化为例,根据南方电网发布的《数字电网》,电网实现数字化转型后,以“电力+算力”为核心驱动大规模可再生能源协同调度,形成新能源可观、可测、可控的数字化平台,有利于加大风光水火储联合优化调度,最大限度消纳清洁能源。

  同样以电网数字化为例,随着大、云、物、移、智、链等技术在电网领域的应用,大量异构终端被接入电网,使电网的网络边界模糊、数据交互多元,同时由于现有的防护体系尚未能完全应对逐渐升级的攻击手段与安全风险,数字化电网的网络安全问题成为当下主要挑战之一。

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