新型電力系統的“雙高”“雙隨機”難題怎么破?


不久前,國家能源局首次對新型電力系統進行了解讀。

國家能源局電力司司長黃學農表示,構建新型電力系統的核心是新能源成為電力供應的主體,要通過裝備技術和體制機制創新,推動多種能源方式互聯互濟、源網荷儲深度融合,來實現清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經濟高效等目標。

雙碳目標下,我國可再生能源機組容量與非化石能源消費占比需保持10%5%以上的年均增速。無論從生產與消費量級、需求增長趨勢還是能源結構看,能源電力的清潔化轉型都是推動我國經濟社會綠色高質量發展、落實雙碳目標的核心要求。

隨著供需雙側清潔化進程的推進,電力系統中風、光接入比例將顯著增加,系統將呈現雙高雙隨機特點。


??? 雙高,即高比例可再生能源接入與高比例電力電子設備應用

雙碳目標要求下,未來10年我國年均新增風、光發電裝機需不少于7500萬千瓦,相應的,伴隨可再生能源的發展,大量風電、光伏電力電子變換器將接入電網,例如直驅式風電機組變流器、光伏電站和分布式光伏逆變器等。


雙隨機,即供給側隨機性和需求側隨機性。

傳統電力系統可通過調整發電機組出力滿足需求側隨機波動的負荷需求,呈現供應側可控、需求側隨機的特征。隨著波動性和間歇性的風能和光伏發電為主的可再生能源在電源結構中占比持續增長,供應側也將出現隨機波動的特性,能源電力系統將由傳統的需求側單側隨機系統向雙側隨機系統演進。

雙高、雙隨機特點使得電力系統的隨機擾動性、對網絡信息系統的依賴性明顯增強,系統可控性降低,安全風險進一步增加。鑒于此,必須加速構建適應雙碳目標要求的新型電力系統,而數字技術將成為助力新型電力系統建設的關鍵。


數字技術推動多能互補

未來,新興數字技術將深入滲透、影響新型電力系統建設,其中,推動橫向的多能互補應用是重要體現。

首先,數字技術賦能新型電力系統精準規劃。新型電力系統作為連接供需兩側的核心樞紐,可依托數字技術開放、包容等特點,一方面,通過對能源電力系統中各類能源生產設備、轉換設備、管網系統等全工況感知,構建多設備全工況運行模型;另一方面,依托集成的海量多源異構數據,對多元用戶開展精準畫像,掌握多元用戶用能特征。以設備全工況模型為約束、供需特征為依據、供需平衡為前提,挖掘多能互補協同與需求側資源優化調控潛力,實現穩健投資與精準規劃。

其次,數字技術賦能新型電力系統高效運營。在廣泛采集與集成用戶用能數據、氣象數據、宏觀經濟數據、多能源市場交易數據基礎上,利用關聯規則挖掘、機器學習等技術,通過對海量數據的分析與發掘,準確掌握包括用能種類、用能傾向、用能彈性等多元用戶用能特性,揭示多元用能負荷轉移、負荷削減以及異質能負荷轉換潛力,圍繞兩高三低目標(用能效率提高、供能可靠性提高及用戶用能成本降低、碳排放降低和其他污染物排放降低),發揮電、熱、水、氣多種異質能之間的協調聯動特性,從系統層面推動新型電力系統綜合化能效提升,實現綠色低碳、高質高效運營。

最后,數字技術賦能新型電力系統體制創新。借鑒平臺經濟與共享經濟思維,以區塊鏈等信息技術為支撐,創新去中心化的新機制、新模式與新業態,破除傳統能源系統單一中心化運營管理模式,打通系統中各節點、各主體間的服務流、信息流、資金流,推動實現能源系統優化運行分散決策、大網與分布式微能網雙向互動、分布式節點協同自治及實時自主交易,同時鼓勵創新綠色能源認證、綠色貨幣、綠色證書等清潔能源新型商業模式,為新型電力系統中新能源的規模化和有序發展提供重要保障。



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