新型電力系統(tǒng)的“雙高”“雙隨機(jī)”難題怎么破?


不久前,國家能源局首次對新型電力系統(tǒng)進(jìn)行了解讀。

國家能源局電力司司長黃學(xué)農(nóng)表示,構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心是新能源成為電力供應(yīng)的主體,要通過裝備技術(shù)和體制機(jī)制創(chuàng)新,推動多種能源方式互聯(lián)互濟(jì)、源網(wǎng)荷儲深度融合,來實(shí)現(xiàn)清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經(jīng)濟(jì)高效等目標(biāo)。

雙碳目標(biāo)下,我國可再生能源機(jī)組容量與非化石能源消費(fèi)占比需保持10%5%以上的年均增速。無論從生產(chǎn)與消費(fèi)量級、需求增長趨勢還是能源結(jié)構(gòu)看,能源電力的清潔化轉(zhuǎn)型都是推動我國經(jīng)濟(jì)社會綠色高質(zhì)量發(fā)展、落實(shí)雙碳目標(biāo)的核心要求。

隨著供需雙側(cè)清潔化進(jìn)程的推進(jìn),電力系統(tǒng)中風(fēng)、光接入比例將顯著增加,系統(tǒng)將呈現(xiàn)雙高雙隨機(jī)特點(diǎn)。


??? 雙高,即高比例可再生能源接入與高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用

雙碳目標(biāo)要求下,未來10年我國年均新增風(fēng)、光發(fā)電裝機(jī)需不少于7500萬千瓦,相應(yīng)的,伴隨可再生能源的發(fā)展,大量風(fēng)電、光伏電力電子變換器將接入電網(wǎng),例如直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組變流器、光伏電站和分布式光伏逆變器等。


雙隨機(jī),即供給側(cè)隨機(jī)性和需求側(cè)隨機(jī)性。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)可通過調(diào)整發(fā)電機(jī)組出力滿足需求側(cè)隨機(jī)波動的負(fù)荷需求,呈現(xiàn)供應(yīng)側(cè)可控、需求側(cè)隨機(jī)的特征。隨著波動性和間歇性的風(fēng)能和光伏發(fā)電為主的可再生能源在電源結(jié)構(gòu)中占比持續(xù)增長,供應(yīng)側(cè)也將出現(xiàn)隨機(jī)波動的特性,能源電力系統(tǒng)將由傳統(tǒng)的需求側(cè)單側(cè)隨機(jī)系統(tǒng)向雙側(cè)隨機(jī)系統(tǒng)演進(jìn)。

雙高、雙隨機(jī)特點(diǎn)使得電力系統(tǒng)的隨機(jī)擾動性、對網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的依賴性明顯增強(qiáng),系統(tǒng)可控性降低,安全風(fēng)險進(jìn)一步增加。鑒于此,必須加速構(gòu)建適應(yīng)雙碳目標(biāo)要求的新型電力系統(tǒng),而數(shù)字技術(shù)將成為助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵。


數(shù)字技術(shù)推動多能互補(bǔ)

未來,新興數(shù)字技術(shù)將深入滲透、影響新型電力系統(tǒng)建設(shè),其中,推動橫向的多能互補(bǔ)應(yīng)用是重要體現(xiàn)。

首先,數(shù)字技術(shù)賦能新型電力系統(tǒng)精準(zhǔn)規(guī)劃。新型電力系統(tǒng)作為連接供需兩側(cè)的核心樞紐,可依托數(shù)字技術(shù)開放、包容等特點(diǎn),一方面,通過對能源電力系統(tǒng)中各類能源生產(chǎn)設(shè)備、轉(zhuǎn)換設(shè)備、管網(wǎng)系統(tǒng)等全工況感知,構(gòu)建多設(shè)備全工況運(yùn)行模型;另一方面,依托集成的海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù),對多元用戶開展精準(zhǔn)畫像,掌握多元用戶用能特征。以設(shè)備全工況模型為約束、供需特征為依據(jù)、供需平衡為前提,挖掘多能互補(bǔ)協(xié)同與需求側(cè)資源優(yōu)化調(diào)控潛力,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健投資與精準(zhǔn)規(guī)劃。

其次,數(shù)字技術(shù)賦能新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)營。在廣泛采集與集成用戶用能數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、多能源市場交易數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),通過對海量數(shù)據(jù)的分析與發(fā)掘,準(zhǔn)確掌握包括用能種類、用能傾向、用能彈性等多元用戶用能特性,揭示多元用能負(fù)荷轉(zhuǎn)移、負(fù)荷削減以及異質(zhì)能負(fù)荷轉(zhuǎn)換潛力,圍繞兩高三低目標(biāo)(用能效率提高、供能可靠性提高及用戶用能成本降低、碳排放降低和其他污染物排放降低),發(fā)揮電、熱、水、氣多種異質(zhì)能之間的協(xié)調(diào)聯(lián)動特性,從系統(tǒng)層面推動新型電力系統(tǒng)綜合化能效提升,實(shí)現(xiàn)綠色低碳、高質(zhì)高效運(yùn)營。

最后,數(shù)字技術(shù)賦能新型電力系統(tǒng)體制創(chuàng)新。借鑒平臺經(jīng)濟(jì)與共享經(jīng)濟(jì)思維,以區(qū)塊鏈等信息技術(shù)為支撐,創(chuàng)新去中心化的新機(jī)制、新模式與新業(yè)態(tài),破除傳統(tǒng)能源系統(tǒng)單一中心化運(yùn)營管理模式,打通系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)、各主體間的服務(wù)流、信息流、資金流,推動實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行分散決策、大網(wǎng)與分布式微能網(wǎng)雙向互動、分布式節(jié)點(diǎn)協(xié)同自治及實(shí)時自主交易,同時鼓勵創(chuàng)新綠色能源認(rèn)證、綠色貨幣、綠色證書等清潔能源新型商業(yè)模式,為新型電力系統(tǒng)中新能源的規(guī)?;陀行虬l(fā)展提供重要保障。



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