当前位置:yabocom官方网站>>电力广角 >> 新型电力系统以新能源为主体意味着什么?
电力广角

新型电力系统以新能源为主体意味着什么?

来源:原创     发布时间: 2021/6/9 11:23:35

  新能源在未来电力系统中的主体地位,首次得以明确。

  3月15日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央财经委员会主任习大大主持召开中央财经委员会第九次会议,研究促进平台经济健康发展问题和实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。

  会议指出,要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

  这是一个至关重要的定义。此前能源电力行业包括国家能源局的提法是,构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统,也就是新一代电力系统。此次会议则进一步定调,叫构建以新能源为主体的新型电力系统。

  大家知道,新能源主要就是指风电和光伏,新能源属于可再生能源,后者包括了风力发电、光伏发电、光热发电、水电、生物质发电等。

  构建以新能源为主体的新型电力系统,意味着风电和光伏将是未来电力系统的主体,煤电降成辅助性能源。

  去年12月12日,习大大在气候雄心峰会上表示,到2030年,中国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。而业内则普遍预测,12亿千瓦只是下限。主要智囊机构预测,到2030年风电和光伏装机可能在16-18亿千瓦左右。

  但是如此之高的新能源装机,对于电力系统构成了史无前例的巨大挑战,因此需要构建新型电力系统。

  大家知道,电力系统是一个超大规模的非线性时变能量平衡系统,电能以光速传播,发电、输电、用电瞬时完成,而且要时刻保持平衡。

  而传统电力系统采取的生产组织模式是“源随荷动”,简单说叫发电跟着用电走。在发电侧,常规发电机组,比如火电,可以进行精准的控制;在用电侧,千家万户的用电无法自由控制。传统电力系统,是根据日常经验的积累、大数据的分析、天气预报和节假日及不同季节负荷特性,对第二天用电趋势做出一个比较准确的预测,这个预测准确率一般高于95%。

  于是,用一个精准可控的发电系统,去匹配一个基本可测的用电系统,并在实际运行过程中滚动调节,可以实现电力系统安全可靠运行。

  但是新能源大规模接入后改变了这一切。应该说从根本上改变了 “源随荷动”的运行模式。在新能源高占比电力系统中,因为集中式的风电、光伏大规模接入,发电侧的新能源随机性、波动性影响巨大,“天热无风”、“云来无光”,发电出力无法按需控制。同时在用电侧,尤其是大量分布式新能源接入以后,用电负荷预测准确性也大幅下降。这意味着,无论是发电侧还是用户侧都完全不可控,所以传统的技术手段和生产模式,已经无法适应高占比新能源电网的运行需求。

  同时,新能源本质上是电力电子设备,不具备传统发电机的机械转动惯量,本身抗扰动性能就差,而整个系统转动惯量下降后,全系统抗故障冲击的能力也大大降低。

  国家电网调度部门给过一个形象的比喻——过去电网像一艘航空母舰,现在改成了一个小吨位的货轮加上无数艘小帆船来运行,大海里边一个大浪过来,首先小帆船就翻了,小吨位货轮也会产生大幅摇摆,对电网安全造成巨大的影响。

  因此,需要对传统电力系统进行革命,构建新型电力系统。

  而构建以新能源为主体的新型电力系统,将对三个领域产生巨大的拉动作用。

  首先是风电和光伏将进入倍增阶段。按照智囊机构的普遍预测,到2030年新能源装机可能会达到16-18亿千瓦,风电和光伏的爆发式增长已经是确定性事件,不再存有争议。截至2020年底,我国风电和光伏累计装机为5.3亿千瓦,这意味着从现在起的未来十年,新能源装机将新增10.7亿-12.7亿千瓦左右。而“十三五”期间,我国风电和光伏平均每年新增装机为0.72亿千瓦左右。

  其次是储能将实现爆发式增长。储能被认为是解决新能源发电不稳定的最主要工具,可以实现削峰填谷,是现在电力系统运行中迫切需要的。国网能源研究院预计,中国新型储能在2030年之后会迎来快速增长,2060年装机规模将达4.2亿千瓦(420GW)左右。而截至2019年,我国中国的新型储能累积装机规模为2.1GW。这意味着,2060年中国新型储能装机规模将飙升近200倍。所谓新型储能,即为抽水蓄能之外的各类储能总称。

  最后是能源数字化迎来黄金发展期。能源数字化体现在方方面面,包括源网荷储的各个环节。如果单纯用储能来平衡风、光等可再生能源的波动性,成本高昂且不易实现。电网企业将未来新型电力系统定义为能源互联网。而数字化就是能源互联网的核心抓手,未来需要利用数字化手段,打通源网荷储各个环节,例如把海量的分布式储能通过数字化手段形成一个虚拟的大型能源调节中心,进而帮助可再生能源的高比例接入和使用,来实现清洁、低碳的目的。传统智能电网时代,虽然已经具有智能化调控能力,但无法满足未来需要。以打车为例,早期在北京约车,大家都往96103打电话。96103总台统一发布消息,司机再应单对接。虽然也能实现叫车,但是效率非常低,满足不了海量并发的这种需求。而能源互联网相当于升级版的打车App,可以应对海量的用户侧接入,实现更大比例的生产,这是传统智能电网的集中调度、管控的方式难以应对的。

  构建以新能源为主体的新型电力系统,是实现碳达峰、碳中和最主要举措之一。

  按照中央财经委员会第九次会议精神,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,拿出抓铁有痕的劲头,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。

  当然实现碳达峰和碳中和并非易事,中国将用30年时间从碳达峰完成碳中和,走完发达国家需要70年才走完的路。因此,此次会议强调,实现碳达峰、碳中和是一场硬仗,也是对大家党治国理政能力的一场大考。要加强党中央集中统一领导,完善监督考核机制。各级党委和政府要扛起责任,做到有目标、有措施、有检查。领导干部要加强对碳排放相关常识的学习,增强抓好绿色低碳发展的本领。