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新能源需主动支撑新型电力系统安全运行 携手解决共性技术难题

2022-09-02 10:48来源:中国能源报作者:董梓童 苏南关键词:清洁能源碳达峰碳中和新型电力系统收藏点赞

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“当前,能源转型深入推进,新能源快速发展、占比逐步提高,用电需求持续增长,电力系统运行机理发生深刻变化,电力电量平衡的技术基础也发生重大变化,电力系统安全稳定运行面临前所未有的挑战。推动新型电力系统技术创新,加快攻克‘卡脖子’‘无人区’技术是我们面临的紧迫课题。”8月22日,国家电网有限公司(以下简称“国家电网”)董事长、党组书记,新型电力系统技术创新联盟(以下简称“创新联盟”)理事长辛保安在该创新联盟理事会第一次会议暨专家委员会主任委员会上指出。

与会专家认为,构建新型电力系统,涉及领域多、影响范围广,迫切需要重大技术创新,更需要产业链各主体携手解决技术型难题,共同推动能源转型变革。

“双高”等新能源“新”问题暴露

实现碳达峰碳中和,能源是主战场,电力是主力军。随着可再生能源在能源体系中的占比逐年提升,电力系统正面临新的挑战。

中国电力科学研究院有限公司总工程师王伟胜指出,近20年,我国新能源发电持续快速发展,目前风电和光伏装机容量遥居世界第一。此前,新能源发电规模小,对电网运行影响小,主要解决的是电能质量问题。随着局部地区集中接入规模增大,新能源的弱抗扰性、故障穿越能力不足问题开始显现。同时,在大基地开发、特高压直流送出的发展模式下,呈现高比例可再生能源、高比例电力电子装备特征,电力系统稳定性面临较大挑战。

新疆金风科技股份有限公司董事长武钢对此表示认同:“我国可再生能源装机规模正快速增长,对电力系统安全性和稳定性的要求也越来越高。同时,新能源发电具有一定的波动性和随机性,在负荷峰值段和异常天气时段出现电量缺口时,如何保障电力供需实时平衡需要业内思考、探索。”

王伟胜认为,碳达峰碳中和及构建新型电力系统的目标,给新能源产业后续发展提出了新的核心需求,即不仅要大规模安装,更要实现大规模消纳。这客观上要求新能源必须进一步提升主动支撑能力,增强并网性能。

并网同时需提供主动支撑功能

新问题给新能源并网提出了新要求。“过去,可再生能源电源的发展目标是能够输出合格电能且并入大电网。如今,可再生能源电源在输出合格电能并入大电网的同时,还需对电网提供主动支撑,保证电力系统安全稳定性,提升新能源电力消纳比例。”武钢说。

阳光电源股份有限公司高级副总裁赵为预计,新能源将在2035年前后成为电力装机主体,到2050年前后成为电量主体。因此亟需将光伏、风电的支撑能力从稳态、小扰动拓展至暂态、大扰动,从单机响应拓展到单机-场站-电网协同支撑。未来新能源发电设备应普遍实现主动支撑功能,并逐步具备电网构建能力。

在王伟胜看来,新能源的发展过程就是并网技术不断进步的过程。电网技术升级在推动支撑能力发展的同时,还需要新能源主动支撑技术发展,提升电网的安全性和稳定性。构建新型电力系统,新能源需具备主动支撑能力。而新能源的控制灵活性、可塑性也为主动支撑技术实现提供了可行性。“和常规电源不同,新能源不仅受资源和天气的约束,发电单元单体容量较小,设备数量也很多。既要考虑到客观因素,也要将其放在场站级和系统性的层面上进行协调。”

据了解,为加快新型电力系统建设,国家电网正大力支持主动支撑型新能源发电及主网运行技术研究,希望通过示范试点项目,从平台、装备、场站、县域、系统层面出发,不断推进主动支撑型技术发展创新。

创新联盟将引领电力关键技术研发

与会专家一致认为,构建新型电力系统涉及源网荷储全链条,技术难题多、攻关难度大,依靠单方面的力量无法完全支撑,必须聚合各方面的创新合力。

今年4月,国家电网发起成立创新联盟,积极搭建交流平台,推动合作不断深化。截至目前,创新联盟成员单位从31家扩充至52家,达成32项前瞻性技术合作意向,联合申报12项国家重点研发计划,拉动研发及产业投入超过1000亿元,桥梁纽带作用充分发挥,社会影响力持续提升,各项工作开拓了新局面、取得了新成效。

在国网经济技术研究院总工程师李晖看来,新型电力系统既是我国高水平参与全球科技治理的关键技术领域,也是关系我国国家能源安全和国民经济命脉的重要领域。为了加快突破新型电力系统基础性、前瞻性和“卡脖子”技术难题,需要通过能源电力行业通力合作、分工部署,在跨领域、跨学科、跨环节科技攻关取得新进展,为实现能源电力行业关键核心技术自主可控注入强大动力。

武钢指出,在当前“双碳”达标和保供的双重压力下,能源企业面临着巨大挑战,需要联合多方力量,基于供给侧、消费侧、技术、体制机制四方面同步高效配合,互相促进新型电力系统构建和产业发展。

此外,中国能源建设股份有限公司电力规划设计总院有限公司党委书记、董事长杜忠明则表示,建设新型电力系统是一项长期复杂的系统工程,创新联盟各成员单位应发挥各自优势,密切配合协同攻关,共同推进新型电力系统的高质量发展。

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