时间:2018-10-28
三是系统平衡调节的挑战。电力系统具有发、供、用实时平衡的特点,传统的电网运行控制方式是利用常规电源的调节能力满足负荷的动态变化。风电、太阳能发电等具有显著的间歇性、波动性和随机性特征,不具备常规电源有功、无功调节性能,导致电网短路容量大幅下降,系统动态调节能力严重不足。同时,我国电源结构以煤电为主,其调节能力和调节速度不能满足新能源大规模并网要求。
四是系统灵活控制的挑战。随着越来越多的电力电子元件接入,系统设备基础由传统交流设备向电力电子化转变,电力电子设备并网存在谐波、谐振与振荡风险,频率分布于更宽的频带范围,与火电机组次同步振荡等问题交织,给电网无功和谐波控制带来困难。分布式新能源、微电网、电动汽车大规模接入,系统运行特征由潮流从电网到用户的单向流动模式向双向互动转变,系统控制的复杂性大幅增加。
五是政策和市场设计的挑战。近年来,新能源开发成本持续下降,但与常规电源相比,成本依然偏高,新能源比例较大的国家普遍存在补贴数额巨大和终端用户电价持续上涨的压力。中国也不例外,目前新能源补贴已出现资金缺口,省间壁垒严重制约资源优化配置,火电参与调峰、储能技术发展、电力负荷参与系统调节的有效价格激励机制尚没有形成,弃风、弃光问题突出,政策和市场设计的精准性有待提升。
能源转型的深入推进,对电网的功能作用、运行方式提出了前所未有的考验,迫切需要推进传统电力系统换代升级。基于我们的研究和实践,我认为,未来的电力系统,在功能上将向能源互联网演进,在技术上将向新一代电力系统升级。
三、新一代电力系统发展方向
与传统的电力系统相比,新一代电力系统的物理特性、设备基础、运行特征、控制方式都将发生根本改变,具有广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控、开放共享五个方面特征。
广泛互联,是指系统规模大、接入主体多,电网成为资源大范围优化配置平台。电力系统接入主体更加多样化,分布式电源、微电网、储能、电动汽车等大量新型用能设备大量接入;电网、信息网、物联网深度融合,网络跨地域、跨领域互联,能够实现大范围的能源互济供应。
智能互动,是指系统具备高度智慧化和交互性,电力生产、消费与电力市场紧密融合。“大云物移”和人工智能技术得到广泛应用,电力系统全环节具备智能感知能力、实时监测能力、智能决策水平。发电和用户的双向选择权放开,发电侧与售电侧各主体在电力市场中广泛参与、充分竞争,用户通过经济政策或价格信号,实现主动负荷需求响应。
灵活柔性,是指系统具有强大的适应性和抗干扰能力,新能源消纳水平显著提升。储能、虚拟同步机、大功率电力电子器件、柔性输电等新技术、新设备广泛应用,系统的灵活性和适应性显著提升。源随荷动、荷随网动,源网荷实现联动,电网运行的弹性显著增强。
安全可控,是指系统具有高度稳定性和可靠性,电网安全可控能控。电网预防和抵御事故风险的能力显著提升,降低大面积停电风险。交流与直流、各电压等级电网协调发展,主网、配电网效率效益和供电可靠性双提升。网络信息加密技术普及,电力系统信息安全防护水平显著增强。
开放共享,是指系统具有高度开放性和共享度,电网成为综合能源服务平台。电力、燃气、热力、储能等资源,通过电网实现互联互通,能源综合利用效率得到优化。互联网理念贯穿各类用电业务,形成透明开放的服务网络。支撑分布式能源、各类用能设备友好接入。
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