“2024年,我国能源转型升级全面提速,驶入发展‘快车道’”“新型电力系统发展势头强劲,呈现出加速演进的明显态势”“灵活性资源布局成为战略部署的焦点。在此过程中,车网互动技术为电力体系革新注入了源源不断的活力”……在12月14日至15日举行的第四届能源转换与经济年度论坛上,中国工程院院士舒印彪、中国电力企业联合会副秘书长刘永东等众多专家学者汇聚一堂,思想火花激烈碰撞,为构建新型电力系统提供了宝贵的建议。
据悉,论坛由国网经济技术研究院有限公司(以下简称“国网经研院”)携手清华大学能源互联网创新研究院、浙江大学海南研究院、天津大学电气自动化与信息工程学院、华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室等单位共同主办,国网经研院副总经理、党委委员李敬如主持本届年度论坛。
论坛以“新型电力系统和能源互联网”为主题,组织10个方向30场特邀专题论坛和10场技术交流论坛,250余位报告嘉宾分享最新研究成果与实践经验。活动期间,国内外500余位能源领域专家、学者,共同探讨能源发展未来趋势。
■■ 新型电力系统建设是广泛深刻变革
国家能源局电力司副司长谭洪江在致辞中表示,加快构建新型电力系统意义重大,是规划建设新型能源体系、加快绿色低碳转型的中心环节,是长远保障我国能源安全的战略选择,是应对电力转型挑战的有效举措。下一步,国家能源局电力司将继续坚持系统思维,聚焦新型电力系统建设需要突破基础理论、关键技术和需要探索的管理模式、政策机制,加快推动新型电力系统建设取得实际成果。
国网经研院总经理、党委副书记张全在致辞中表示,落实“双碳”目标、加快构建新型电力系统,是一场能源电力领域广泛而深刻的变革,涉及能源生产、供应、消费各方面,交织着技术、经济等众多要素,需要不断凝聚社会各方共识,形成能源转型合力。实现这一目标需要加强规划统筹,开展跨学科攻关,加强成果转化,发展新质生产力。未来要充分运用新型电力系统产业链优势,依托国家技术转移体系,促进自主攻关产品推广应用和迭代升级,使更多科技成果从样品变成产品、形成产业。
中国科协创新战略研究院副所长刘萱表示,在新型电力系统建设的关键时期,科技创新无疑是破局的关键驱动力,国家一系列科技政策与创新布局正为其注入强大动力,指引发展新方向。当下,我国科技战略紧密围绕强国目标动态调整,新型电力系统建设置身其中,承载着能源领域高水平科技自立自强的重任。对于新型电力系统而言,强大的基础研究能力是基石,亟待攻克高比例新能源接入、电力储能高效利用、源网荷储协同管控等核心技术难题,催生颠覆性成果。
谈及需求侧在新型电力系统中扮演的角色,上海交通大学教授何光宇表示,其研究团队提出了“电力互替品”市场机制,通过对电能价值的再认知,区分电能的生产使用价值和平衡价值,创造出互替电量和调节电量两个产品。这一机制有望降低新能源的系统消纳成本,使规模化新能源同时具备低发电边际成本与低系统消纳成本,实现安全供应、清洁低碳和价格可及的目标。
国网经研院直流中心主任李明指出,我国在直流输电领域取得的成就令人瞩目,为新型电力系统的构建奠定了坚实基础。
■■ 车网互动是新型电力系统建设关键力量
随着我国新能源汽车产业的迅猛发展,车网互动技术已成为新型电力系统灵活性的关键拼图。中国电力企业联合会副秘书长刘永东指出,新能源汽车产业的爆发式增长,为我国能源结构优化提供了新动力。新能源汽车保有量的井喷式增长,使得充电桩网络迅速扩张,快充技术不断迭代,电动汽车已成为出行常态。预计到2030年,我国新能源汽车保有量将达到8000万辆至1.2亿辆,充电桩设施将超过1000万台。电动汽车不仅是可控负荷,还具有成为分布式储能的巨大潜力。电动汽车身负双重关键角色,既是可控负荷,又是分布式储能“潜力股”。当下其充电电量虽仅在全社会用电量中占比不足1%,却已在局部用电峰谷间崭露头角,未来或攀至5%。电动汽车迈向规模化应用的过程中,需建立以车主获益为撬动点的商业模式,打通电池、车、桩、平台、电网之间的信息互联互通,使经济账与能源账双赢,让车与电网“血脉相连”。
清华大学电机系电力系统研究所副所长胡泽春分析,我国电动汽车保有量快速增长,充电负荷对电网的影响不容忽视。通过车网互动技术,不但可以降低充电需求对电网的影响,还可以为电网的安全运行和新能源消纳提供支撑。尽管车网互动前景广阔,但目前车网双向互动技术的推广仍面临一些难题。其一,放电电价机制缺失,用户缺乏放电动力,亟待合理激励机制和商业模式“撬动”积极性;其二,车企出于车辆质保与安全考量,对开放放电功能极为审慎,市面上能够向电网放电的车辆占比很低;其三,用户担心放电导致电池寿命折损,对放电的安全性存顾虑;其四,零散车辆放电量小、行为随机,亟待聚合商整合、发挥规模效应,并探索能够使得多方获益的商业模式。胡泽春指出,尤其是在负载率高或电网薄弱区域,电动汽车的充电需求对配电网造成一定压力。未来,大量电动汽车电池的反向供电能力可为电网提供新的调节手段。伴随续航里程提升,电动汽车闲置电池容量反哺电网,可变身为移动储能“利器”,促进新能源发电的接入和消纳,助力新型电力系统的构建和“双碳”目标的实现。
浙江大学电气工程学院副院长丁一指出,虚拟电厂能有效整合配电网中的闲散资源,使得分布式光伏、电动汽车余电等资源“变废为宝”,为电力系统注入新的活力,并在平衡能源供需、平滑可再生能源波动方面发挥重要作用。
■■ 气候变化是新型电力系统建设重要驱动力
在气候变化的大背景下,一系列创新思路与前沿理念应运而生,正在重塑电力发展新格局。
清华大学四川能源互联网研究院常务副院长鲁宗相强调,气候变化正成为推动我国电力系统转型升级的关键力量。为构建以新能源为主体的新型电力系统,必须创新,考虑电力供需的时序概率特性,并推动“源网荷储”市场全要素协同发展,这是优化区域电力系统规划的新技术路径。我国新型电力系统规划紧随时代步伐,从以新能源为核心的发展理念,到不断提升其在能源结构中的比重,以及最新提出的一体化融合发展,体现了我国能源电力清洁化转型正逐步从理想目标走向行业实践。中长期规划中,西部的风电光伏电源、西南的水电以及东部沿海的海上风电是最主要的新能源增长极,可依此重新布局电网,促进源网互动升级,彻底改变传统的电源与负荷匹配模式。
“技术层面的挑战不容小觑。”鲁宗相提醒,随着新能源占比从较低水平向高比例甚至全面替代迈进,保障电力供应面临新挑战。电网装机容量与实际用电需求之间的“剪刀差”日益扩大,风电和光伏的出力波动性复杂,供需不确定性显著增加。应对这些挑战,我国正在探索新的时序概率电力电量平衡方法,引入全新的理念和方法体系,以解决未来电力系统场景分析与优化。
华北电力大学电力系统研究所副所长孙英云指出,借助人工智能技术,未来可以在中长期场景及极端场景建模方面取得突破,为电网和储能规划提供支持,推动能源转型。