新型電力系統主要具有6個技術特征
記者:相對傳統電力系統,我國提出構建的新型電力系統主要有哪些特征?
周孝信:“雙碳”目標下,我國新型電力系統主要具有6個技術特征。一是高比例可再生能源電力系統。這是最顯著的特征,是電力系統升級換代的重要標志。二是高比例電力電子裝備電力系統。傳統的電力系統以電磁變換裝備為主,隨著超大規模交直流輸電及大量新能源機組接入系統,電力電子裝備并網數量會不斷提升、范圍不斷擴大,系統運行特性可能發生很大改變。三是多能互補綜合能源電力系統。未來的電力系統不僅具有傳統的電能生產傳輸的單一功能,還要實現風、光、水、煤等資源協同互補,電、熱、冷、氣綜合利用。四是數字化智能化智慧能源電力系統。隨著技術高速發展,先進傳感量測、信息通信等手段將與電力系統深度融合,形成高效運行、用戶友好的智慧能源系統。五是清潔高效低碳零碳電力系統。這一點是“雙碳”目標對電力系統發展的必然要求,即實現清潔能源開發利用規模增加、系統總體能源利用效率提升、二氧化
碳排放有效控制,為能源轉型奠定基礎。六是高韌性本質安全可靠電力系統。集中分布并舉的生產供應和消費是未來電力系統重要結構模式,這種特征下的電網形態和電源布局,將會從結構設計層面,增強系統應對不確定性風險和故障的能力,從根本上實現“高韌性”意義上的“本質安全”和可靠性提高。
記者:保證具有上述各項特征的新型電力系統安全穩定運行,需要滿足哪些方面的性能要求?
周孝信:電力系統安全穩定和經濟運行有五項性能要求。一是靈活性,即應對系統中電源出力和負荷需求的短期和中長期波動時,保持正常穩態運行的調節能力,這是電力系統源荷平衡保持正常運行的必要條件。二是韌性,即極端氣候或外力嚴重干擾下,系統快速恢復電力供應的能力,這是電力系統應對突發事件的必備條件。三是穩定性,即系統承受各類擾動后保持暫態和動態穩定的能力,這是電力系統正常和擾動后安全穩定運行的基本條件。四是可靠性,即系統不間斷地向用戶供電能力的度量,這是電力系統安全運行的基礎條件。五是經濟性,即建立在市場或非市場基礎上,系統能量損失最小或經濟社會效益最大化的運行機制體現,是電力系統為社會提供優質服務的前提條件。
記者:目前新型電力系統建設還面臨哪些挑戰?
周孝信:在靈活性方面,新型電力系統可再生能源占比高,而這類電源具有較強的間歇性、波動性和隨機性,調節能力也相對較弱,系統面臨巨大的靈活調節需求。
在韌性方面,風電、太陽能、水能發電對氣候較為敏感,加之全球氣候變化加劇,電力系統對在極端氣候條件下快速恢復供電的韌性需求更為頻繁和迫切。
在穩定性方面,新型電力系統將面臨系統低慣性、頻率電壓穩定、寬頻振蕩,以及信息物理系統、多能耦合系統穩定性等多重挑戰。
在可靠性方面,電力電子器件過載能力弱、抵御故障能力差及新能源發電的不確定性,均影響風電、太陽能發電入網設備和系統供電的可靠性。
在經濟性方面,“雙碳”目標下,能源轉型過程中需有效化解電力成本的提高,建立有利于系統經濟高效運行及
綠色低碳轉型的市場化機制。
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