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探索構(gòu)建西北綠色發(fā)展先行示范區(qū)

國(guó)家電網(wǎng)報(bào)發(fā)布時(shí)間:2021-03-24 23:19:41  作者:任景 薛晨

  3月初,國(guó)家電網(wǎng)有限公司在能源央企中率先發(fā)布碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)方案。西北地區(qū)資源儲(chǔ)備好、發(fā)展?jié)摿Υ?,在?guó)家推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的過程中將承擔(dān)更大的責(zé)任,迎來更多的機(jī)遇。3月10日,國(guó)網(wǎng)西北分部組織召開西北電網(wǎng)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)院士專家研討會(huì)。多位院士、專家凝聚智慧,圍繞碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)背景下電力系統(tǒng)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)展開深入探討。

  建立適應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)機(jī)制,推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型

  “十四五”期間,全國(guó)各區(qū)域、省級(jí)電網(wǎng)間互濟(jì)能力、多資源協(xié)同能力均將得到進(jìn)一步提升。參會(huì)院士、專家普遍認(rèn)為,借助這一有利的基礎(chǔ)條件,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,推動(dòng)形成完善的市場(chǎng)電價(jià)機(jī)制,可在保障能源電力供應(yīng)安全的基礎(chǔ)上有力助推碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)達(dá)成。

  中國(guó)工程院院士薛禹勝表示,從我國(guó)富煤缺油少氣的資源稟賦來看,在火電加速退出的較長(zhǎng)過程中,煤電仍將是我國(guó)能源安全的重要保障。但如果能源轉(zhuǎn)型太慢,則會(huì)影響碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此,必須開展量化分析,優(yōu)化碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)路徑。此外,政策、多市場(chǎng)協(xié)同,以及精準(zhǔn)服務(wù)和民眾行為等社會(huì)元素的輔助也十分重要。電力系統(tǒng)應(yīng)做好主動(dòng)支撐,通過“信息-物理-社會(huì)”的協(xié)同優(yōu)化,提升能源產(chǎn)業(yè)鏈智能化水平,減少計(jì)入風(fēng)險(xiǎn)后的發(fā)展總成本。

  中國(guó)工程院院士、國(guó)家電網(wǎng)公司副總工程師郭劍波分析了碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下電力系統(tǒng)的發(fā)展及挑戰(zhàn),提出需健全三個(gè)機(jī)制:一是健全平衡調(diào)控機(jī)制,提高系統(tǒng)靈活性,尤其要調(diào)動(dòng)煤電增強(qiáng)靈活性的積極性;二是健全市場(chǎng)電價(jià)機(jī)制,合理傳導(dǎo)新能源消納成本和輔助服務(wù)成本;三是健全政策法規(guī)機(jī)制,統(tǒng)籌新能源裝機(jī)規(guī)劃、系統(tǒng)備用等問題。他認(rèn)為電力行業(yè)應(yīng)平穩(wěn)、有序、科學(xué)、合理推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),并建議在2025年之前加快研究開發(fā),開展系統(tǒng)性試驗(yàn)示范;2030年前加快推廣應(yīng)用,確保安全穩(wěn)定運(yùn)行。

  近年來,西北電網(wǎng)綠色發(fā)展開創(chuàng)了新局面。研討會(huì)上公布的數(shù)據(jù)顯示,截至2020年年底,西北電網(wǎng)清潔能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到1.57億千瓦,裝機(jī)占比超過50%,超過全國(guó)平均水平近10個(gè)百分點(diǎn)。其中,新能源發(fā)電裝機(jī)容量超過1.2億千瓦,新能源發(fā)電占比在國(guó)內(nèi)區(qū)域電網(wǎng)中達(dá)到最高;新能源最大發(fā)電出力占比64%,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平;新能源年發(fā)電量1692億千瓦時(shí),占全年發(fā)電總量的18.2%,與歐盟水平相當(dāng),是全國(guó)平均水平的兩倍。

  研討會(huì)上,國(guó)網(wǎng)西北分部總結(jié)分析了“十三五”期間電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況,提出平衡安全將成為電網(wǎng)清潔轉(zhuǎn)型過程中的主要矛盾之一;同時(shí),隨著全國(guó)互聯(lián)大電網(wǎng)格局的形成,清潔發(fā)展由“區(qū)域統(tǒng)籌”逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭珖?guó)統(tǒng)籌”。

  面對(duì)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),以及西北地區(qū)新能源更大規(guī)模、更高質(zhì)量發(fā)展的要求,國(guó)家電網(wǎng)公司副總工程師兼西北分部主任、黨委書記王國(guó)春表示:“西北電網(wǎng)在推動(dòng)綠色發(fā)展、服務(wù)能源轉(zhuǎn)型方面,既有得天獨(dú)厚的資源稟賦,又有先行先試的良好基礎(chǔ)。”國(guó)網(wǎng)西北分部將認(rèn)真落實(shí)公司黨組決策部署,在實(shí)現(xiàn)新能源高效利用方面“當(dāng)標(biāo)桿”,在促進(jìn)清潔發(fā)展方面“站排頭”,在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型方面“作表率”,建設(shè)送端型、清潔型、智慧型、開放型、服務(wù)型的“五型”現(xiàn)代電網(wǎng),努力將西北電網(wǎng)建成綠色發(fā)展的先行示范區(qū),爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)理念領(lǐng)先、技術(shù)領(lǐng)先、機(jī)制領(lǐng)先、服務(wù)領(lǐng)先、指標(biāo)領(lǐng)先的“五個(gè)領(lǐng)先”。

  從“保安全”和“促消納”的角度出發(fā),國(guó)網(wǎng)西北分部副主任、黨委委員張振宇提出,單一電源側(cè)調(diào)節(jié)無法同時(shí)兼顧大規(guī)模新能源并網(wǎng)后的平衡安全和新能源消納,需求側(cè)響應(yīng)成為必然選擇。在提升跨省跨區(qū)輸送清潔能源占比方面,他建議結(jié)合清潔能源發(fā)電特性特別是新能源發(fā)電特性,制訂與之相符的電力外送曲線。同時(shí),受端電網(wǎng)消納清潔電能所需的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)于送端,且調(diào)節(jié)成本也低于送端,應(yīng)統(tǒng)籌送受端,協(xié)同發(fā)力。此外,應(yīng)建立適應(yīng)能源互聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)機(jī)制,特別是能源全國(guó)互備機(jī)制,鼓勵(lì)送端增加投入,保證發(fā)電冗余度,讓西北成為全國(guó)安全、可靠的能源大后方。

  華中科技大學(xué)電氣學(xué)院院長(zhǎng)文勁宇建議實(shí)行分檔電價(jià)法,對(duì)各種可再生能源消納手段的消納貢獻(xiàn)度實(shí)現(xiàn)量化評(píng)估,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行儲(chǔ)能和各類輔助服務(wù)的成本核算和定價(jià)。同時(shí),他建議加強(qiáng)西北新能源與華中抽水蓄能的互動(dòng),送受端協(xié)同提升能源資源配置能力。

  “在碳中和進(jìn)程中的不同階段都需完善促進(jìn)新能源消納的電力市場(chǎng),構(gòu)建中長(zhǎng)期與現(xiàn)貨市場(chǎng)的銜接市場(chǎng),不斷分解中長(zhǎng)期交易曲線至現(xiàn)貨時(shí)間尺度,以提升中長(zhǎng)期新能源交易量?!蔽靼步煌ù髮W(xué)電氣學(xué)院副院長(zhǎng)郝治國(guó)表示。

  打造適應(yīng)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的大電網(wǎng)立體防御體系

  電力系統(tǒng)作為能源系統(tǒng)中的樞紐角色,其安全運(yùn)行與健康發(fā)展將對(duì)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)起到關(guān)鍵支撐作用。參會(huì)院士專家普遍認(rèn)為,需要持續(xù)加強(qiáng)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究,提高大電網(wǎng)認(rèn)知水平,研發(fā)適應(yīng)交直流混聯(lián)大電網(wǎng)運(yùn)行特征的安全穩(wěn)定控制技術(shù),構(gòu)建主動(dòng)、精準(zhǔn)、高效的大電網(wǎng)立體防御體系,夯實(shí)清潔發(fā)展基礎(chǔ)。

  薛禹勝分析,隨著清潔能源的大規(guī)模替代,電力系統(tǒng)的樞紐角色將更為凸顯。隨著大規(guī)模交直流線路及電力電子設(shè)備入網(wǎng),電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為將愈加復(fù)雜。因而要充分發(fā)揮電力對(duì)能源轉(zhuǎn)型的主動(dòng)支撐作用,實(shí)現(xiàn)信息維度與物理維度的融合,通過電力充裕性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、電力安全性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等指標(biāo),以及對(duì)能源轉(zhuǎn)型路徑下電力約束風(fēng)險(xiǎn)成本的優(yōu)化,找出能源轉(zhuǎn)型最優(yōu)路徑。

  郝治國(guó)認(rèn)為,需要大力推進(jìn)高比例新能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),在系統(tǒng)仿真評(píng)估、故障防御方面取得重大突破。這是保障未來電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。

  北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院黨委書記和敬涵強(qiáng)調(diào)了大電網(wǎng)故障演化機(jī)理與先進(jìn)控制技術(shù)研究的重要性。特高壓交直流的快速發(fā)展在增強(qiáng)電網(wǎng)資源配置能力的同時(shí),也對(duì)故障防控提出了更高的要求。他強(qiáng)調(diào),需要在深刻把握電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上,通過保護(hù)與控制的高效協(xié)同,實(shí)現(xiàn)適應(yīng)系統(tǒng)不同失穩(wěn)形態(tài)的系統(tǒng)級(jí)協(xié)同控制,有效阻斷交、直流間故障連鎖反應(yīng),降低系統(tǒng)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。

  建立友好互動(dòng)的新型網(wǎng)源協(xié)調(diào)體系

  為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),新能源發(fā)電將逐步成為電力系統(tǒng)的主力電源。新能源出力的間歇性、波動(dòng)性對(duì)傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”的大電網(wǎng)運(yùn)行模式帶來深刻影響,潮流控制、電壓調(diào)整、調(diào)頻調(diào)峰難度與日俱增。專家們建議研究適應(yīng)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的新型網(wǎng)源協(xié)調(diào)體系,為未來電力系統(tǒng)清潔低碳發(fā)展提供支撐。

  西北電網(wǎng)大規(guī)模新能源智能管控與市場(chǎng)機(jī)制創(chuàng)新工作室技術(shù)負(fù)責(zé)人牛拴保認(rèn)為,在源側(cè)綠色轉(zhuǎn)型的發(fā)展趨勢(shì)下,一方面,新能源主動(dòng)參與電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)壓是保障未來電網(wǎng)安全高效運(yùn)行的基礎(chǔ),要研究挖掘新能源電力參與電壓、頻率調(diào)節(jié)的潛力,推動(dòng)適應(yīng)高占比新能源電網(wǎng)的頻率、電壓優(yōu)化控制技術(shù)進(jìn)步;另一方面,新能源穩(wěn)定支撐技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用將成為拓寬新能源消納“天花板”的有效手段,要加快研發(fā)新能源抗擾及穩(wěn)定支撐技術(shù),拓展新能源控制策略、參數(shù)優(yōu)化等涉網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)用范圍,全面升級(jí)新能源對(duì)電網(wǎng)的支撐水平,促進(jìn)新能源由并網(wǎng)向組網(wǎng)的轉(zhuǎn)變。

  文勁宇表示,儲(chǔ)能技術(shù)作為解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)問題的重要手段之一,能夠在緩解新能源出力波動(dòng)性和不確定性引發(fā)的供電充裕性不足的同時(shí),改善新能源機(jī)組的弱致穩(wěn)性和弱抗擾性,實(shí)現(xiàn)新能源與電網(wǎng)間的高效、友好互動(dòng)。在儲(chǔ)能配置比例方面,他建議可再生能源場(chǎng)站匹配儲(chǔ)能容量應(yīng)不小于發(fā)電容量的5%,以滿足系統(tǒng)穩(wěn)定控制的要求。

  “在新能源送出與消納方面,新能源設(shè)備弱支撐性制約其大規(guī)模輸送的能力?!焙轮螄?guó)表示,需加速推進(jìn)大規(guī)模新能源支撐與送出關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)應(yīng)用,攻克新能源主動(dòng)支撐和遠(yuǎn)距離外送關(guān)鍵問題,提升新能源組網(wǎng)能力與運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)感知防控水平。

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