周孝信：構(gòu)建新型能源體系要攻克技術(shù)難題，也要打破管理機制障礙

　　今年是新中國成立75周年，也是中國式現(xiàn)代化南網(wǎng)實踐全面展開之年。南網(wǎng)50Hz推出高質(zhì)量發(fā)展人物系列訪談報道，記者就南方電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展、建設(shè)世界一流企業(yè)探索實踐，以及能源央企支撐國家能源安全和經(jīng)濟社會發(fā)展方面的作用發(fā)揮采訪院士專家。

　　南網(wǎng)50Hz專訪中國科學(xué)院院士、中國電力科學(xué)研究院名譽院長周孝信，探討能源電力行業(yè)作為支撐實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化的關(guān)鍵領(lǐng)域所面臨的新機遇、新挑戰(zhàn)。

　　南網(wǎng)50Hz：風(fēng)電光伏已成為我國新增電源裝機的主體。隨著風(fēng)電光伏滲透率不斷提升，可以通過什么方式來應(yīng)對風(fēng)光發(fā)電的波動性和不穩(wěn)定性?

　　周孝信：風(fēng)電、光伏受天氣變化影響大，這就要對天氣變化進行準(zhǔn)確預(yù)測，適時分析其對未來風(fēng)電、光伏發(fā)電的影響。特別是要做好災(zāi)害性天氣預(yù)測預(yù)報。

　　應(yīng)對風(fēng)光的波動性和不穩(wěn)定性需要大量靈活性資源。在非化石能源占比不高的當(dāng)下，化石能源依然發(fā)揮著靈活性調(diào)節(jié)的支撐作用。煤電通過靈活性改造已具備一定的調(diào)節(jié)能力，天然氣發(fā)電也具備靈活性，配合常規(guī)水電、抽水蓄能和新型儲能的加快發(fā)展，可以滿足當(dāng)前和之后一段時間電網(wǎng)運行的需要。我們的研究表明，在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的推動下，未來我國以風(fēng)電光伏為主的可再生能源消費在電力消費中的比重可能高達(dá)80%以上，僅依靠少量煤電和天然氣發(fā)電、常規(guī)水電和抽水蓄能、各種新型儲能等措施，已無法滿足電力系統(tǒng)運行必需的靈活性需求。一種辦法是對存量燃煤電廠進行改造，逐漸增加綠色燃料的比例，如生物質(zhì)燃料、綠氫及綠氫制成的綠氨等，在提供綠色電力的同時，對電網(wǎng)運行提供靈活性。綠氫燃?xì)獍l(fā)電也是一種可行的辦法，其機組的快速啟?？蔀殡娋W(wǎng)提供更強的靈活調(diào)節(jié)能力。

　　近年來極端氣候事件頻發(fā)，導(dǎo)致國內(nèi)外一些地區(qū)電力供應(yīng)發(fā)生中斷，這就要求電力系統(tǒng)事故發(fā)生后能夠快速恢復(fù)正常運行，使電網(wǎng)具有較強的韌性。在電網(wǎng)規(guī)劃層面，需要以比較大的區(qū)域電網(wǎng)為基礎(chǔ)來規(guī)劃主網(wǎng)，比如以大區(qū)或省級電網(wǎng)，或者以京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)等國家級經(jīng)濟區(qū)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，在區(qū)域內(nèi)建立比較堅強的超特高壓電力主干網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上，基于“余缺互濟、應(yīng)急互備”的原則建設(shè)區(qū)域電網(wǎng)之間的電力交換能力，避免電網(wǎng)連鎖故障的大范圍蔓延。在區(qū)域內(nèi)部，統(tǒng)籌規(guī)劃好外來電、本地骨干電源，部署好儲能等各類靈活性資源，布局完善的安全穩(wěn)定措施，大力發(fā)展分布式新能源，建立多能互補的新型配電系統(tǒng)等。

　　針對大量電力電子設(shè)備接入電力系統(tǒng)帶來的慣量下降、寬頻振蕩等穩(wěn)定性相關(guān)問題，可以通過發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)來解決，包括構(gòu)網(wǎng)型的裝置、控制器及控制方法等，使各類新能源發(fā)電和新型儲能等接入交流電網(wǎng)的電力電子裝置基本上具備同步發(fā)電機的功能和特性，與傳統(tǒng)水電、火電、核電等同步電源一起，構(gòu)成電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的支撐力量。

　　南網(wǎng)50Hz：近年來，分布式光伏和風(fēng)電、電動汽車及充電樁等新型主體大規(guī)模接入對電網(wǎng)發(fā)展帶來了哪些挑戰(zhàn)?電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)如何應(yīng)對?

　　周孝信：這種情況下，配電網(wǎng)應(yīng)該受到特別關(guān)注，要兼顧綠色發(fā)展和用能需求，在發(fā)生故障的情況下還能保證最基本的能源電力供應(yīng)。

　　我曾經(jīng)提出過在城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中逐步形成綜合能源產(chǎn)消單元(IECU)的設(shè)想，如供電臺區(qū)或者幾個相鄰的臺區(qū)、高技術(shù)開發(fā)園區(qū)等條件具備的都可以作為這樣的IECU單元。IECU內(nèi)部采取能源電力需求生產(chǎn)自治管理的模式，各單元之間可通過柔性連接，實現(xiàn)互通有無。IECU既可以作為電網(wǎng)調(diào)度的基本單元，也可以是電力市場的基本單元，通過采用數(shù)字化、智能化技術(shù)，與大電網(wǎng)形成良性互動，為電力系統(tǒng)提供靈活性、韌性資源。對此設(shè)想的實現(xiàn)，既需要攻克技術(shù)難題，也要打破管理機制存在的障礙。

　　南網(wǎng)50Hz：在提出碳中和承諾成為全球趨勢的背景下，碳排放日益受到關(guān)注。在您看來，目前碳排放追蹤溯源存在哪些困難?電力行業(yè)特別是電網(wǎng)企業(yè)能發(fā)揮怎樣的作用?

　　周孝信：各種來源的電進入到電網(wǎng)后，混合在一起，要準(zhǔn)確定量區(qū)分和追溯含碳電力的來源是一個困難的問題。國內(nèi)外對此進行了大量研究。清華大學(xué)康重慶教授團隊研究建立的碳流分析理論和電力系統(tǒng)碳排放追蹤系統(tǒng)，為低碳調(diào)度運行、碳交易等工作提供了基礎(chǔ)。

　　電力系統(tǒng)由多元主體構(gòu)成，電網(wǎng)作為連接能源電力生產(chǎn)和消費的平臺，在確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時，要配合整個電力系統(tǒng)的碳排放跟蹤，統(tǒng)籌管理輸配電、不同主體的碳排放等。

　　南網(wǎng)50Hz：您認(rèn)為在推進新型能源體系建設(shè)的過程中，新出現(xiàn)的人工智能等技術(shù)會對能源電力領(lǐng)域的科技創(chuàng)新帶來怎樣的影響?

　　周孝信：人工智能在能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為現(xiàn)代能源行業(yè)的重要趨勢，人工智能將逐漸成為能源電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、調(diào)度運行、設(shè)備管理以及裝備設(shè)計和材料篩選等業(yè)務(wù)管理和優(yōu)化的重要工具。

　　人工智能的發(fā)展需要大量數(shù)據(jù)支撐，從電力專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)部看，設(shè)備部門有設(shè)備的數(shù)據(jù)、運行部門有運行的數(shù)據(jù)，從外部來看，還有環(huán)境和氣象數(shù)據(jù)等，需要不同領(lǐng)域各部門數(shù)據(jù)的共享來支撐電力領(lǐng)域人工智能的發(fā)展。

　　南網(wǎng)50Hz：在您印象中，南方電網(wǎng)公司在科技創(chuàng)新方面最突出的特點是什么?對于未來推進高質(zhì)量發(fā)展，您有何建議?

　　周孝信：在我看來，南方電網(wǎng)在數(shù)字化方面是做得最突出的。高質(zhì)量發(fā)展既需要有最先進的技術(shù)，也需要有最先進的管理。比如在數(shù)據(jù)共享方面，就需要有先進的管理機制來協(xié)調(diào)，基于共享的思維，才能促進新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

　　此外，不應(yīng)僅局限于自身行業(yè)的專業(yè)領(lǐng)域，要考慮到整個能源系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)揮不同專業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢，跨界合作、優(yōu)勢互補，這樣才能使構(gòu)建新型能源體系的步伐邁得更好更快。

　　南網(wǎng)50Hz 記者 | 潘秋杏