王菲 孟健

實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場(chǎng)，電力是主力軍。推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，必須立足我國(guó)國(guó)情、遵循電力系統(tǒng)技術(shù)特性和發(fā)展規(guī)律，統(tǒng)籌能源安全和低碳轉(zhuǎn)型，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)式現(xiàn)代化提供綠色、可靠的電力保障。

【資料圖】

系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理及特性變化

《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱《藍(lán)皮書(shū)》）指出，隨著高比例可再生能源和高比例電力電子設(shè)備“雙高”特性日益凸顯，電力系統(tǒng)形態(tài)將由“源網(wǎng)荷”三要素向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”四要素轉(zhuǎn)變，調(diào)控運(yùn)行模式將由“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)多元智能互動(dòng)”轉(zhuǎn)變。物質(zhì)基礎(chǔ)與運(yùn)行模式等方面的改變，使得電力系統(tǒng)平衡、穩(wěn)定機(jī)理與特性發(fā)生變化。

在電力平衡方面，新型電力系統(tǒng)中源荷雙側(cè)不確定性顯著增強(qiáng)，系統(tǒng)平衡由傳統(tǒng)的“確定性發(fā)電跟蹤不確定負(fù)荷”轉(zhuǎn)變?yōu)椤安淮_定發(fā)電與不確定負(fù)荷雙向匹配”，電力可靠供應(yīng)和新能源高效利用難度大幅增加。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)功率實(shí)時(shí)平衡，需要深度挖掘源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)潛力，通過(guò)資源協(xié)同互動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功率平衡、保障電力可靠供應(yīng)。

在系統(tǒng)穩(wěn)定方面，新型電力系統(tǒng)低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等特征明顯，造成功角、電壓、頻率等系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題突出，同時(shí)交直流、送受端、高低壓電網(wǎng)的緊密耦合也進(jìn)一步增加了系統(tǒng)連鎖故障風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于海量電力電子裝置的響應(yīng)特性差異顯著，其接入交流系統(tǒng)使得以寬頻振蕩為代表的新型穩(wěn)定問(wèn)題不斷出現(xiàn)。因此，電力系統(tǒng)將由“同步發(fā)電機(jī)為主導(dǎo)的機(jī)械電磁系統(tǒng)”向由“電力電子設(shè)備和同步機(jī)共同主導(dǎo)的混合系統(tǒng)”轉(zhuǎn)變，系統(tǒng)的穩(wěn)定特性將由“機(jī)電主導(dǎo)”逐步向“機(jī)電—電力電子裝置協(xié)同主導(dǎo)”轉(zhuǎn)變。

柔性靈活是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐

《藍(lán)皮書(shū)》提出柔性靈活是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。具體而言，就是要科學(xué)統(tǒng)籌源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展、共同發(fā)力，保障電力可靠供應(yīng)和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

合理優(yōu)化電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠替代的基礎(chǔ)上，其中煤電要在保障全社會(huì)電力可靠供應(yīng)的前提下，逐步向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性并重電源轉(zhuǎn)型，要持續(xù)推進(jìn)煤電機(jī)組靈活性改造、鼓勵(lì)退役火電機(jī)組實(shí)施調(diào)相功能改造、優(yōu)化新建煤電機(jī)組選型，提高煤電機(jī)組的平衡調(diào)節(jié)能力。水電要由傳統(tǒng)的“電量供應(yīng)為主”向“電量供應(yīng)與靈活調(diào)節(jié)并重”轉(zhuǎn)變，要適當(dāng)超前布局調(diào)峰氣電，安全有序發(fā)展核電。新能源要提升主動(dòng)支撐能力，逐步實(shí)現(xiàn)在電力供應(yīng)和穩(wěn)定支撐方面的可靠替代。

打造堅(jiān)強(qiáng)柔性電網(wǎng)平臺(tái)。構(gòu)建“大電網(wǎng)”和“分布式”兼容并舉的電網(wǎng)格局，形成分層分區(qū)、結(jié)構(gòu)清晰、安全可控、靈活高效的電網(wǎng)網(wǎng)架，主動(dòng)適應(yīng)大規(guī)模集中式新能源和量大面廣的分布式能源發(fā)展，助力能源系統(tǒng)綠色低碳轉(zhuǎn)型。進(jìn)一步擴(kuò)大以西電東送為代表的跨省跨區(qū)通道規(guī)模，充分發(fā)揮電網(wǎng)資源優(yōu)化配置平臺(tái)作用，支撐沙漠、戈壁、荒漠大型風(fēng)電光伏基地開(kāi)發(fā)和電力送出。加快各區(qū)域電網(wǎng)骨干網(wǎng)架建設(shè)，科學(xué)推動(dòng)電網(wǎng)分層分區(qū)，促進(jìn)各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。推動(dòng)建設(shè)分布式智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)與大電網(wǎng)的兼容互補(bǔ)和友好互動(dòng)。

提升負(fù)荷靈活響應(yīng)能力。系統(tǒng)整合分散的需求側(cè)響應(yīng)資源，引導(dǎo)用戶優(yōu)化儲(chǔ)、用電模式，高比例釋放居民、一般工商業(yè)用電負(fù)荷的彈性，挖掘負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)能力。推動(dòng)微電網(wǎng)、虛擬電廠、電動(dòng)汽車充電設(shè)施等參與系統(tǒng)調(diào)控，充分發(fā)揮可中斷負(fù)荷、可控負(fù)荷等資源的平衡調(diào)節(jié)和穩(wěn)定支撐作用。

加快儲(chǔ)能系統(tǒng)布局應(yīng)用?？茖W(xué)推動(dòng)各類型儲(chǔ)能發(fā)展，形成多時(shí)間尺度的電能存儲(chǔ)和電力調(diào)節(jié)能力，確保系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力與新能源發(fā)展相協(xié)調(diào)。加快抽水蓄能建設(shè)，積極探索常規(guī)水電改抽水蓄能和混合式抽水蓄能電站的技術(shù)應(yīng)用，充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器和穩(wěn)定器作用，有效應(yīng)對(duì)新能源系統(tǒng)功率大幅波動(dòng)。推動(dòng)新型儲(chǔ)能多元化發(fā)展，加快在源網(wǎng)荷各側(cè)的建設(shè)應(yīng)用，充分發(fā)揮其快速功率調(diào)節(jié)支撐能力，有效支撐新型電力系統(tǒng)電力電量平衡與安全穩(wěn)定運(yùn)行。

此外，以“雙高”為典型特征的新型電力系統(tǒng)控制對(duì)象較傳統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)生了深刻變化，要求構(gòu)建適應(yīng)新能源發(fā)展的調(diào)度運(yùn)行體系，通過(guò)一次設(shè)備、二次系統(tǒng)共同發(fā)力，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)用電需求和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

堅(jiān)持系統(tǒng)規(guī)劃推動(dòng)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，占據(jù)主導(dǎo)地位的常規(guī)電源出力穩(wěn)定可控，且天然具備提供短路容量、慣量和一次調(diào)頻的能力。因此，長(zhǎng)期以來(lái)電力系統(tǒng)規(guī)劃采用了“以荷定源、源荷定網(wǎng)”的思路。新型電力系統(tǒng)中源網(wǎng)荷儲(chǔ)各側(cè)電力電子化水平不斷提高，電力電量平衡更加復(fù)雜、安全穩(wěn)定問(wèn)題呈現(xiàn)新特征，電力保供難度前所未有，要求堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌推動(dòng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展。

一是加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃保障電力可靠供應(yīng)。常態(tài)化開(kāi)展中長(zhǎng)期電力電量平衡分析，準(zhǔn)確把握電力電量平衡面臨的形勢(shì)任務(wù)，科學(xué)研判源網(wǎng)荷儲(chǔ)發(fā)展需求。加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)統(tǒng)一規(guī)劃，促進(jìn)電力生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)、儲(chǔ)能各環(huán)節(jié)協(xié)同聯(lián)動(dòng)、有效銜接，充分發(fā)揮源網(wǎng)荷儲(chǔ)各側(cè)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)和調(diào)節(jié)能力，共同維持電力電量平衡，在新能源全面實(shí)現(xiàn)安全可靠替代常規(guī)電源之前，需要合理規(guī)劃新建常規(guī)電源、維護(hù)好存量機(jī)組。統(tǒng)籌好各類電源、儲(chǔ)能與電網(wǎng)建設(shè)周期的差異，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體規(guī)劃、同步建設(shè)、同步投運(yùn)。

二是加強(qiáng)各環(huán)節(jié)支撐能力建設(shè)提升系統(tǒng)穩(wěn)定水平。發(fā)揮好常規(guī)電源的基礎(chǔ)性穩(wěn)定支撐作用，根據(jù)不同地區(qū)、不同發(fā)展階段的系統(tǒng)穩(wěn)定支撐需求，因地制宜提出常規(guī)電源的發(fā)展路徑規(guī)劃。新能源要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新不斷提升自身的主動(dòng)支撐能力，推動(dòng)系統(tǒng)友好型電站建設(shè)，逐步具備與常規(guī)電源相近的涉網(wǎng)性能，承擔(dān)起作為主力電源的穩(wěn)定支撐責(zé)任。發(fā)揮好儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的支撐性作用，推動(dòng)可調(diào)節(jié)負(fù)荷、非生產(chǎn)負(fù)荷參與事故緊急調(diào)節(jié)。

三是強(qiáng)化調(diào)度運(yùn)行體系建設(shè)保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。新型電力系統(tǒng)運(yùn)行方式復(fù)雜多變，控制變量成倍增加，新能源發(fā)電、儲(chǔ)能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、非生產(chǎn)負(fù)荷均需要納入調(diào)度范疇。要構(gòu)建適應(yīng)新能源發(fā)展的調(diào)度運(yùn)行體系，精準(zhǔn)掌握電力系統(tǒng)特性變化，不斷提高新能源功率預(yù)測(cè)精度，統(tǒng)籌全系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源，支撐源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制。此外，對(duì)二次系統(tǒng)的高度依賴是新型電力系統(tǒng)的重要特征，需要統(tǒng)籌開(kāi)展源網(wǎng)荷儲(chǔ)各側(cè)二次系統(tǒng)規(guī)劃，通過(guò)一次設(shè)備、二次系統(tǒng)共同發(fā)力，實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)廣域可觀、可測(cè)、可控，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行。（作者單位：國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司）

責(zé)任編輯：吳蘇靈

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