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大型风光基地并网增加 电网安全性备受考验 新型电力系统要如何适配?

发布时间:2022-08-03 浏览数:69

8月2日,国家能源局召开三季度网上新闻发布会,会上提到,第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目已经全面开工建设,第二批基地项目清单也已经印发。

国家能源局在此前的发布会上也提到,第二批项目主要布局在内蒙古、宁夏、新疆、青海、甘肃等地区,这些地区也是沙漠、戈壁、荒漠地区的主要分布地。第二批项目目前已经纳入了国务院印发的扎实稳住经济一揽子政策措施当中,目前这些地区正在抓紧开展项目前期工作,积极推进项目的建设。

风光大基地.png

在构建以新能源为主体的新型电力系统的过程中,风光大基地等重大项目在其中发挥的作用越来越大,已经成为我国未来电力系统的重要组成部分,但由于新能源波动性、间歇性等特点,电力系统还需要整体升级,才能适配当前的电力系统结构。

电网稳定性备受考验

今年上半年,可再生能源装机规模稳步扩大,已经成为我国电力新增装机中的主力军。国家能源局提供的数据显示, 2022年上半年,我国可再生能源发电新增装机5475万千瓦,占全国新增发电装机的80%。其中,水电新增941万千瓦、风电新增1294万千瓦、光伏发电新增3088万千瓦、生物质发电新增152万千瓦,分别占全国新增装机的13.6%、18.7%、44.7%和2.2%。截至2022年6月底,我国可再生能源发电装机达11.18亿千瓦。其中,水电装机4.0亿千瓦(其中抽水蓄能0.42亿千瓦)、风电装机3.42亿千瓦、光伏发电装机3.36亿千瓦、生物质发电装机3950万千瓦。

在风光大基地等项目的建设浪潮下,可再生能源在我国电力系统中的占比越来越大,重要性日益凸显。近日,在中国能源研究会、中国能源网主办的第四届未来能源大会上,国家发改委能源研究所可再生能源中心副主任陶冶表示,去年国内曾经出现过能源、电力供应紧张的情况,结合当前俄乌局势下化石能源价格处于高位的形势,中国通过大基地建设,将新能源发展作为确保国家电力安全的重要手段,可以助力中国经济增长。

但随着可再生能源发电量的提升,电源侧波动性加大,电网在安全性、稳定性方面备受考验。阳光新能源开发股份有限公司副总裁张彦虎对《华夏时报》记者表示,新能源有波动性、偶然性等弱点,能源变革对电力系统提出了新的要求,雅博体育要实现风光更好的融合,让出力变得更加平缓,实现光储融合、风储融合、风光储氢融合、风光储电氢等多能融合,要让用能变得更加智慧和高效。

“新能源大规模发展的前提下,新型电力系统的底层逻辑发生了变化。”博众智合能源转型论坛中国电力高级顾问尹明告诉《华夏时报》记者,新型电力系统的目标很明确,就是增加新能源的开发利用和消纳,在新能源占比逐渐增加的过程中,重构相应的技术体系、标准体系、市场体系、监管体系和价值体系。

尹明提到,在传统的电力系统里,煤电的稳定性极高,可以进行调节控制。但是在新情况下,风光发电“四面开花”,电网公司有很多“苦楚”,建一条线路需要很长时间,但要上一个风电场、一个光伏电站,两三个月就可以了。电源方面变得越来越不可控,间歇性、变动性越来越强,负荷侧的多样性增加,系统的不确定因素叠加。另外,电力电量平衡难题凸显,新能源渗透率如何,碳排放总量和碳排放强度如何,都是需要考虑的事情。

提升电力系统灵活性

今年以来,可再生能源发电量稳步增长。国家能源局提供的数据显示,2022年上半年,全国可再生能源发电量达1.25万亿千瓦时。可再生能源持续保持高利用率水平。2022年上半年,全国主要流域水能利用率约98.6%,较上年同期提高0.2个百分点;全国风电平均利用率95.8%,较上年同期降低0.6个百分点;全国光伏发电平均利用率97.7%,较上年同期降低0.2个百分点。

在新的形势下,电力系统中不同类型的能源需要更加深度的融合与渗透。南方电网公司新兴业务部总经理薛武表示,终端的消费需求日趋多元化,能源生产、消费之间,不同能源形式之间的边界日渐融合,在新的形势下,原有的能源产业发展模式面临发展瓶颈,技术壁垒和信息壁垒导致行业间的互动更加困难,特别是大量的可再生能源渗透率提高之后,电源的供需平衡难度进一步加大。

“新能源的发展需要更加细致的布局刻画。”陶冶分析,在建设大型风光基地时,要配套建设周围清洁高效先进的煤电机组,以及稳定可靠的特高压输变电,“大基地+高效煤电机组”可以作为支撑电源,通过特高压输电通道进行全国范围内的优化配置。要尊重当前电力市场的发展阶段,鼓励煤电企业和新能源企业进行联合。全面提升电力系统灵活性,降低新能源的本地消纳难度。

如何提升电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性?双良节能首席专家薛海君则表示,新能源大规模高比例的接入电网,对电力系统的安全性和经济性带来了很大的挑战,对火电的冲击也是很大的,目前火电必须要进行灵活性改造,深度参与调峰工作,还要搭配抽水蓄能、新能储能等方式,来适应整体的要求。在火电灵活性改造方面,通过智能化新技术,可以提高发电机组的热效率,空冷系统的经济潜力是很大的。

电力系统数字化赋能

数字化技术将为未来电力系统的安全、可靠、高效发挥怎样的作用?将从哪些维度为电力行业脱碳提供支撑?

施耐德电气能源管理电网行业架构师王照表示,传统电力的可靠性是减少故障的发生率,缩短故障恢复时间,这离不开数字化的赋能。在新型电力系统下,雅博体育要充分利用分布式能源的特点,为电力系统提供分布式的弹性。数字化可以在电源的灵活性改造、虚拟电厂、需求侧响应等方面给予更多的支撑,通过数字化系统协调管控,为未来需求侧电力系统的能量或者电能的平衡做更多工作。

尹明分析,数字信息可以让电源与电网、电网与用户、电源与用户,产业链上下游等方面的系统更加开放和透明。相关部门应该重视对能源电力领域数据的管理和应用,充分挖掘和利用数据资源的潜力,这会让市场更加有效率,推动能源电力向清洁、绿色、安全、高效的方向迈进。

张彦虎则表示,在光伏发电的场景下,电力需要依靠光伏逆变器来和电网连接,要充分体现对电网的友好性,需要逆变器提高对系统故障的解决能力,支撑电网稳定性。从系统的角度来看,逆变器要让风光融合后的曲线更加的平滑,在储能获利机制不明确的情况下,把储能的价值发挥到最大。比如在光储电站夜间不能发电的时候,将白天便宜的电晚上来用,减少电站自用电消耗的成本。另外还可以提高新能源电站的预测能力,让光储综合出力和上传调度的发电预测曲线完美贴合,实现闭环跟踪。

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