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新型配电网未来发展展望

日期:2022/3/24 点击次数:2    

随着《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、《2030年前碳达峰行动方案》等重要文件的提出和贯彻落实,能源行业的改革如火如荼。与之相应的,国家电网公司与2021年底发布了《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案(2021-2030年)》,全面推进新型电力系统建设,服务国家碳达峰碳中和目标。总体而言,新型电力系统表现为“多能互补、多态融合、多元互动”三个特征

 

多能互补:风光电热协同供能

 

在新型电力系统中,多能互补意味着源侧由多种能源的简单叠加过渡为基于复杂多能流网络协同的多种能源联动性、系统性的大时空尺度优化配置,而负荷侧也变为了可满足用户电-气-热-冷多元化需求的区域综合能源系统。

 

就电源侧而言,在新型电力系统的多能互补体系下,水力发电的定位会由电量为主逐渐转变为容量支撑为主;光伏发电也向着发电主力军的身份转变;分布式和集中式并举的光伏布局方式,将大大提升东部及中部地区的电力负荷水平以及新能源消纳水平;分散式风电布局可突破土地资源稀缺、风速低以及环保等条件限制;积极稳妥地发展第四代核电技术,对于提高核能在新型电力系统中比重对保障电网系统的安全稳定具有重要且深远的意义;大力推进火力发电技术的改革,实现火电机组的灵活性改造,以及碳捕获技术的开发和应用是保障电网韧性与可靠性,实现双碳目标的重要途径。

 

对于负荷侧而言,具有多能互补、源网荷储一体化特点的区域负荷综合能源技术对提高电能质量以及节约用户用电成本具有现实价值。电气热冷氢等各类能源融合互补,将有效解决新能源接入电网所带来的的波动性与随机性问题,显著提高局部区域新能源供电的可靠性以及能源利用效率。

 

多态融合:源网荷储一体转变

 

在电网形态方面,新型电力系统电网形态呈现特高压主电网与微电网、局域网的融合发展,交流大电网与交直流配电网共存等显著特征。而传统电网调度所表现出的“源随荷动、只调整集中式发电”特征,也逐步转变为适应于新型电力系统的“源网荷储一体化转变”。

 

微电网可以将新能源电能以分散式、小容量的方式接入电网,并通过微电网内的电力负荷进行就地消纳,弥补大电网安全性不足的问题。主电网+微电网的建立,可以进一步提升电力系统对新能源的消纳能力,推动可再生电力的长远发展。

 

在源网荷储一体化融合发展下,电力行业也催生了“多站合一”、“虚拟电厂”新的行业形态。“多站合一”以变电站传统结构为基础,通过充分利用现有密集变电站作为基本资源,实现储能电站、数据中心、光伏电站以及北斗地基增强站等功能单位的深度融合。

 

虚拟电厂指的是在充分利用通讯技术以及信息采集技术的基础上,对所包含的广域空间范围内的新能源发电模块、分布式负荷模块以及储能模块间的信息进行深度融合,以实现对分布式资源缠身、消纳及储存的综合控制以及有效利用。虚拟电厂对于降低分布式电源的调度难度,和配电管理趋于合理有序等方面具有重要作用。

 

多元互动:多元负荷产销融合

 

在双碳背景下,以电动汽车V2G以及分布式光伏产品将进一步占据能源市场,推动新型电力系统负荷的多元化发展。这些分布式负荷及能源的出现为提升用户侧对电网的调节能力,为实现源网荷储协同提供了重要契机,能源消费者的身份也从单纯的消费者转变为了具有电网双向调节能力的产销者。在能源互联网建设的背景下,多元互动、产销融合的全新模型将不断提升电网的网荷互动能力以及需求响应能力。

 

可再生能源所具有的波动性与随机性对电网的稳定控制与运行带来挑战,与电网调峰调频所对应的辅助市场的形成对于调节电网出力,抑制可再生能源所造成的电网波动起到重要作用。电力辅助市场不仅能够促进可再生能源的深度消纳,也可以为相应的市场主体提供相应的经济补偿,提高社会经济效益。对于未来辅助市场的规划与发展,既要充分调动相关主体的积极性,使更多主体参与到电力辅助市场之中;也要给与辅助市场参与主体相应的经济预期与回报,使之成为完善电力辅助市场的重要途径。

 

结束语

 

“碳中和,碳达峰”是全人类应对气候变化的所提出的共同目标,也是国家战略。构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰与碳中和最主要的举措之一,它一方面能够加快电力行业向清洁低碳转型的步伐,另一方面能够充分发挥其他行业电气化进程中的减排效益,助力工业、交通部门和全社会的深度脱碳。新型电力系统的形成伴随着电源侧、负荷侧和用户侧系统性的重组和变革,而在变革过程中表现出了“多能互补、多态融合、多元互动”的特点。未来,新型电力系统的构建要以确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为收到目标,以坚强智能电网为枢纽平台,以源网荷储互动和多能互补为支撑,构建低碳清洁能源互联网,实现双碳目标。

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