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          用數字化破解電力系統“雙高”難題——數字電網或成新型電力系統最佳實踐

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          “數字電網不是與物理電網割裂開的另一張信息網,也不可簡單地把電網企業數字化轉型和相關信息化工作理解為數字電網。數字電網是電網在物理世界與數字世界的深度融合產物。”近日,南網數研院黨委副書記、董事、總經理李鵬在《數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書》(以下簡稱《白皮書》)發布會上接受記者采訪時表示,數字電網將成為承載新型電力系統的最佳形態。

          加快推動數字平臺與物理

          系統深度融合

          “新型電力系統中新能源將成為主力電源,高滲透率接入的新能源將深刻改變傳統電力系統的形態、特性和機理,在新型電力系統中,系統波動性急劇增大,慣量明顯降低;系統分布式特征更加明顯、設備數量急劇增加;多元化市場的利益格局更加復雜。” 李鵬介紹說。

          據悉,在能源生產環節,數字技術將支撐電力系統擁有更加敏銳的“五官”和更加聰明的“大腦”,大幅提升新能源的“可觀、可測、可控”水平,支持千萬臺級新能源設備作為主力電源參與電力系統調控過程,這將奠定新型電力系統充分消納新能源、確保安全運行和清潔低碳的關鍵基礎。

          在能源供給環節,數字技術將支撐新型電力系統中萬物互聯和全面感知,及時發現和預警電網風險,做出智能判斷和決策。數字技術將加速電網管理數字化轉型,推動電網多專業高效協同,確保面向千萬級新能源客戶的高效服務水平。數字技術將塑造新型能源產業生態,促進上下游聯動。

          在能源消費環節,數字技術將是促進節能減排、實現“解放用戶”的關鍵手段,提供更加靈活、高效、個性化的用能普惠服務以及能效管理、節能服務等增值服務,促進負荷側可調節資源與新能源互動,滿足客戶對美好生活的能源電力需求。

          大規模新能源發電并網

          消納仍是首要難題

          “構建以新能源為主體的新型電力系統沒有不可克服的技術障礙,關鍵在于確保安全可靠的前提下經濟上具有可行性。”南網首席技術專家、南網科研院黨委書記、董事長饒宏認為,新型電力系統最大的特征是新能源發電占據主體地位,新型電力系統與傳統電力系統相比有兩個重大區別。首先是高比例新能源特征,新能源發電出力依賴風光等自然條件,隨機性、波動性明顯,電力系統潮流復雜多變;其次是新型電力系統采用基于電力電子變換的換流器實現能量變換,具有高度電力電子化特征。這兩方面的特征(即“雙高”)使得新型電力系統與傳統電力系統相比,在結構形態、系統特性存在較大差別,控制難度更大。目前的理論與技術難以滿足新型電力系統安全運行要求,需要系統性、原創性的技術突破。

          “南方電網通過近20年不懈努力,已經在柔性直流輸電、交直流大電網規劃運行等領域取得了世界級的成果。我相信,通過我們的持續攻關,將在新型電力系統基礎理論、分析方法、控制技術等方面實現全面突破,支撐提前實現雙碳目標。我們已經布局開展相關關鍵技術的研究。”饒宏說。

          饒宏表示,新型電力系統內涵豐富,包括發輸配用各個環節,涉及政府、企業、用戶等多方主體,需要綜合協調處理好眾多問題。但構建以新能源為主體的新型電力系統首先面臨的是大規模新能源發電如何高效并網與消納、系統功率如何實現多時間尺度的平衡、系統各環節效率如何提升降低供電成本等重大技術難題。

          “技術問題解決了,我們就能有更好的基礎、更大的回旋空間解決其他類型的問題。所以,我們說科技創新處于核心地位,抓住科技創新就能抓住構建新型電力系統全局的牛鼻子。”饒宏坦言。

          新型電力系統助推

          電力供給零碳化

          “構建以新能源為主體的新型電力系統是一場硬仗,面臨的挑戰主要是解決‘清潔、可靠、經濟’不可能三角的矛盾。”南網能源院黨委書記、董事長吳寶英表示。

          數據顯示,2020年底,南方電網五省區非化石能源裝機和電量占比分別達到56%和53%,居世界前列,風電、光伏發電利用率均達99.7%,區域能源結構轉型成效顯著。據預測,到2030年和2060年,我國新能源發電量占比將分別超過25%和60%,電力供給將朝著逐步實現零碳化邁進。

          “未來,新能源逐步成為主體是最顯著的特征,綠色低碳是最重要的標志,電源結構將發生重大調整。”吳寶英介紹,新能源裝機將以數倍于電力需求的速度增長,規模迅速擴大。以南方電網為例,未來10年,將新增新能源裝機2億千瓦,占比提高22個百分點。2030年,南方電網非化石能源裝機占比提升至65%、發電量占比提升至61%。

          此外,《白皮書》顯示,未來,電力供給將朝著逐步實現零碳化邁進,終端能源消費“新電氣化”進程也將加快。南方電網公司將利用數字技術,構建適應新型電力系統的現代供電服務體系。在“十四五”和“十五五”期間,將推動南方五省區區域分別新增1億千瓦風光新能源裝機,新能源裝機將從目前0.5億千瓦增加到2030年2.5億千瓦,支撐提前實現碳達峰。

           


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