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        解讀|如何構建新型電力系統
        發布時間:2021-05-12


        國家電網總信息師孫正運:

        構建新型電力系統,數字化轉型和體制機制建設是關鍵


        《國家電網》:請您談談現階段構建以新能源為主體的新型電力系統有哪些重要意義?

        孫正運:3月15日,中央財經委員會第九次會議召開,研究了實現碳達峰、碳中和的基本思路和主要舉措。習近平總書記強調,實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局,如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。有關數據顯示,能源系統碳排放量占碳排放總量的80%以上,電力碳排放量占能源系統碳排放量的40%左右??梢哉f,能源系統是實現碳達峰、碳中和目標的主戰場,電力系統則是其中的主力軍。

        中央財經委員會第九次會議提出,要把握好“十四五”的關鍵期、窗口期,構建清潔低碳、安全高效的能源體系,控制化石能源總量,著力提高利用效能,實施可再生能源替代行動,深化電力體制改革,構建以新能源為主體的新型電力系統。

        這一能源領域的重要工作部署,首次明確了新能源在未來電力系統中的主體地位,也充分說明新型電力系統將在我國實現碳達峰、碳中和目標的過程中發揮至關重要的作用。


        《國家電網》:如何理解構建以新能源為主體的新型電力系統與“四個革命、一個合作”國家能源安全新戰略的關系?

        孫正運:構建以新能源為主體的新型電力系統是推動“四個革命、一個合作”國家能源安全新戰略落地的創新實踐。能源事關國家經濟社會發展大局,確保能源安全具有重大的戰略意義。2014年6月,習近平總書記提出要推動能源消費、能源供給、能源技術和能源體制4個方面的革命,同時強調要全方位加強國際合作,為我國能源事業改革發展指明了方向。

        “貧油少氣富煤”和太陽能、風能富集的資源稟賦,中東部負荷中心與西北部能源資源中心逆向分布的特征,未來社會電氣化、智能化程度越來越高的發展趨勢,決定了電力系統在我國能源事業發展中扮演的角色和發揮的作用會越來越重要。近年來,在“四個革命、一個合作”國家能源安全新戰略的指引下,我國電網建設得更加堅強智能,光伏發電和風能發電等新能源快速發展,煤電也更加清潔高效,電力市場化改革不斷實現新突破,消費領域電能替代加速推進,電力領域改革發展取得了顯著成就。

        要實現我國應對全球氣候變化挑戰、實現全人類可持續發展福祉和進一步推動能源電力領域改革發展的雙重任務目標,構建以新能源為主體的新型電力系統是最佳解決方案。加快建設新型電力系統,將推動我國能源消費更加科學節約,能源供給更加清潔高效,能源技術更加綠色先進,能源體制更加符合市場發展規律;同時,在碳達峰、碳中和的共同愿景下,推動我國能源電力領域與國際社會開展更加緊密的、全方位合作。


        《國家電網》:與現有電力系統相比,新型電力系統有什么不同?

        孫正運:以新能源為主體的新型電力系統,將推動電源側清潔化、電網側智能化、用戶側電氣化,加快以電力為中心的清潔低碳高效、數字智能互動的能源體系建設。與現有電力系統相比,新型電力系統在內部電氣特征和外部表現形式上有所不同。

        從內部電氣特征方面來看,新型電力系統將由高碳電力系統向深度低碳或零碳電力系統轉變,由以機械電磁系統為主向以電力電子器件為主轉變,由確定性可控連續電源向不確定性隨機波動電源轉變,由高轉動慣量系統向弱轉動慣量系統轉變。

        從外部表現形式方面來看,新型電力系統將通過廣泛互聯互通推動電網向能源互聯網演進,現代數字技術與傳統電力技術深度融合將使得電力系統發輸配用等各領域、各環節整體智能化、互動化,虛擬電廠、抽水蓄能電站、多種形式的新型儲能、電力輔助服務等將讓電力調度和源網荷儲互動更加靈活智能,安全智能可控的技術手段成為交流電網與直流電網、電網和電源協調發展的關鍵保障。


        《國家電網》:“十四五”是構建新型電力系統的關鍵期,如何理解“以新能源為主體”的含義?重點要從哪些方面發力?

        孫正運:構建以新能源為主體的新型電力系統的新形勢和新任務,使得新能源的發展邊界條件、發展邏輯及發展機制都發生了重大變化。綜合來看,“十四五”期間,新能源發展進入了一個新階段,呈現大規模、高比例、市場化、多能互補4個特征。

        一是新能源年均裝機規模將大幅度提升。到“十四五”末,以新能源為主體的可再生能源發電裝機占我國總電力裝機的比例將超過50%,新能源新增裝機將成為新增電力裝機的主要來源。二是新能源高比例入網消納。到“十四五”末,以新能源為主體的可再生能源新增發電量在全社會用電量增量中的比重將達到三分之二,在一次能源消費增量中的比重將超過50%,成為能源電力消費增量的主體。三是市場在能源資源配置中的決定性作用進一步發揮。從今年開始,光伏發電、風能發電進入平價階段,將擺脫對財政補貼的依賴,實現市場化發展、競爭化發展。四是高比例新能源接入需要構建火電、水電、儲能等多種能源互補和協同互動機制,提升新能源消納能力,推動源網荷儲深度融合。

        當前,我國的電力系統向新型電力系統的轉型已經起步。電源側、電網側、用戶側都有了一些積極的實踐探索,彼此之間也有了一些互動,比如推動數字化轉型、開展虛擬電廠試點、建設新能源云促進新能源消納、進行電力需求側管理等。

        未來,新能源發電將成為主要電源,而分布式光伏和儲能等充分發展會讓很多用戶側主體兼具發電和用電雙重屬性,發電側和用戶側的界限將模糊化。發電側、電網側、用戶側會成為智能互動、有機統一的整體,推動我國能源電力發展實現整體效率、效益最大化。這需要電力系統各環節數據信息內部深度共享互動、彼此融合貫通,不斷提高電力系統彈性,提升新能源消納能力。新能源要成為電力供應的主要來源,還有很長的路要走,面臨不少問題和挑戰。

        快速推進以新能源為主體的新型電力系統建設,必須大力推進電力科技創新,深入推進電力體制機制改革。一方面,我們要深化數字化轉型發展,通過“大云物移智鏈”等現代信息和通信技術,推動發電側、電網側、用戶側智能化,并實現有機融合,形成一個整體、高效、科學、互動的智能系統。這樣將有效解決新能源隨機性與波動性帶來的問題,實現電力系統運行、企業運營、客戶服務各環節關鍵信息的全息感知、動態采集和高效處理。另一方面,我們要加強市場化體制機制建設,充分發揮電力系統各環節、各參與主體的積極性、主動性和創造性,為構建新型電力系統營造良好的政策、制度和市場環境。比如,進一步建立健全輔助服務機制,提升新能源消納水平;加強虛擬電廠建設研究和探索,探索符合市場化發展規律,實現多方共贏的商業模式和運行機制等。


        《國家電網》:新能源大發展,高比例接入電網,將給電網發展帶來哪些挑戰?

        孫正運:新能源出力隨機性、波動性、不確定性強,具有“極熱無風”“晚峰無光”的反調峰特性。目前,新能源“大裝機、小電量”特點也比較突出,風電、光伏多年平均利用小時數分別為1922、1206小時。最新數據顯示,2020年我國新能源裝機容量占比24.3%,發電量占比為9.5%。

        基于新能源的這些特性、特點,近年來,如何在確保電網安全穩定運行的前提下,更快更好更多地消納新能源,一直是電網企業面臨的問題和社會關注的焦點。

        隨著新型電力系統建設的深入推進,新能源接入電網的規模將越來越大,對電網自動化、智能化、互動化的要求也越來越高,電網發展面臨的挑戰更艱巨。安全、效率和新技術應用是三個需要重點關注的方面。

        新型電力系統必須做到供需實時平衡和瞬間響應,還要以新能源為主體,這給作為電力系統核心和樞紐的電網的安全穩定運行帶來了極大的考驗。比如,電網調峰調頻的難度加大,同時電力電子設備具有強非線性、脆弱性等特點,一旦出故障有可能產生連鎖反應,造成連鎖事故;要盡可能多消納新能源,需要加大電網和常規電源的投資建設,需要火電、儲能甚至用戶等提供相應的輔助服務與之相配套,這就涉及效率和成本的問題;要保證電力系統的安全和效率,傳統的手段已經不能適應這個要求了,必須加快推進數字化技術與傳統電力技術深度融合,實現智能化、自動化,在這些方面有很多難題亟待破解。


        《國家電網》:國家電網公司開展了哪些創新實踐?

        孫正運:電網企業連接發電企業和用戶,在開展能源資源大范圍優化配置,促進水火風光互補互濟,推動源網荷儲協同互動等方面發揮著引領和統籌作用。

        近年來,國家電網公司始終高度重視、全力服務新能源發展,通過推動電源結構和布局優化,構建多元化清潔能源供應體系;加快電網向能源互聯網轉型升級,打造清潔能源優化配置平臺;推動全社會節能提效,提升終端電氣化水平;推進電力系統技術裝備創新,提升系統安全和效率水平;推動健全市場機制和政策體系,完善電力市場機制,推動出臺相關支持政策等,促進新能源大規模并網、大范圍配置和高比例消納。截至2020年年底,全國新能源裝機5.3億千瓦,其中國家電網并網達到4.5億千瓦,占全國新能源總裝機的85%,新能源利用率達到97.1%,全面完成國家清潔能源消納三年行動計劃目標。

        服務碳達峰、碳中和,構建新型電力系統,是公司2021年最重要的工作之一。近期,公司先后發布服務碳達峰、碳中和行動方案,出臺加快抽水蓄能開發建設6項重要措施,發布國家電網新能源云,充分發揮了落實“雙碳”目標,探索建設新型電力系統的引領者、推動者和先行者作用。

        公司明確了建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業戰略目標。這一戰略目標的本質,是以能源互聯網為平臺和手段,充分發揮電網在能源匯集傳輸和轉換利用中的樞紐作用,以及作為能源配置平臺、綜合服務平臺和新業務、新業態、新模式發展平臺的價值作用,匯聚各類資源,促進供需對接、要素重組、融通創新,支撐構建以新能源為主體的新型電力系統和清潔低碳安全高效的現代能源體系??梢哉f,推動戰略目標落地落實,就是公司推動構建以新能源為主體的新型電力系統的具體實踐。



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