當下，以電為中心、以新能源大規模開(kāi)發(fā)應用和電動(dòng)汽車(chē)等新型用電設施廣泛發(fā)展為標志的新一輪能源革命蓬勃興起，我國亟須走出一條具有中國特色的能源高質(zhì)量發(fā)展之路，確保國家能源安全。
習近平總書(shū)記賦予浙江“努力成為新時(shí)代全面展示中國特色社會(huì )主義制度優(yōu)越性的重要窗口”的新目標新定位。國家電網(wǎng)有限公司將國網(wǎng)浙江省電力有限公司作為建設具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)戰略落地實(shí)踐的示范窗口，在浙江率先建設國際領(lǐng)先的省域能源互聯(lián)網(wǎng)。9月26日，在由中國能源研究會(huì )主辦、國網(wǎng)浙江電力協(xié)辦的能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下多元融合高彈性電網(wǎng)高端研討會(huì )上，專(zhuān)家學(xué)者齊聚一堂，結合行業(yè)現狀暢談能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，共謀能源高質(zhì)量發(fā)展之路。
同步實(shí)現能源高質(zhì)量發(fā)展“三重目標”，呼喚系統整體的同步解決方案
“當前，我國能源發(fā)展中以化石能源為主的能源體系及粗放式發(fā)展模式與生態(tài)文明建設、經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展要求不協(xié)調問(wèn)題日益凸顯，亟待轉變能源發(fā)展方式、優(yōu)化能源結構，構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系。”中國工程院院士、西安交通大學(xué)電氣學(xué)院榮譽(yù)院長(cháng)邱愛(ài)慈在研討會(huì )上表示。
作為全球能源生產(chǎn)和消費大國，我國堅持以更加綠色、安全、高效的方式解決能源轉型發(fā)展中面臨的能源消費總量大、化石能源占比高、能源利用效率偏低等問(wèn)題。2014年6月13日，習近平總書(shū)記在中央財經(jīng)領(lǐng)導小組第六次會(huì )議上提出“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰略；2015年9月26日，習近平主席在聯(lián)合國發(fā)展峰會(huì )上，發(fā)出了構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)、推動(dòng)以清潔和綠色方式滿(mǎn)足全球電力需求的“中國倡議”。這為我國探索具有中國特色的能源轉型道路提供了根本遵循，也為同步實(shí)現保障能源安全、推動(dòng)低碳發(fā)展、降低用能成本“三重目標”指明了方向。
據國際能源署預測，未來(lái)30年，煤炭和天然氣仍是重要資源形式。但由于新能源發(fā)電成本不斷降低，以及各種政策的支持，未來(lái)新增新能源裝機容量將會(huì )占新增總裝機容量的三分之二，全球新能源發(fā)電量占比將在2040年超過(guò)40%。“未來(lái)，低碳能源中一半以上為風(fēng)電、光伏發(fā)電。這些不可調控的電源大大降低了電網(wǎng)對用電側峰谷變化的調節與適應能力。如何使電力負荷調控由目前的剛性轉為柔性，以適應電源側大比例的不可調控電源，是今后風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)展的待解難題。”中國工程院院士、清華大學(xué)建筑節能研究中心主任江億說(shuō)。
電力作為便捷、清潔和應用最為廣泛的二次能源，在推動(dòng)能源革命、構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系中，承擔著(zhù)轉型中心環(huán)節的重任。公司順應時(shí)代潮流，發(fā)揮責任央企的“大國重器”和“頂梁柱”作用，提出了建設具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的戰略目標，全力推動(dòng)能源安全新戰略和能源互聯(lián)網(wǎng)建設在電網(wǎng)企業(yè)落地實(shí)踐。
然而，傳統電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)的過(guò)程中，面臨源荷缺乏互動(dòng)、安全依賴(lài)冗余、平衡能力縮水、提效手段匱乏等問(wèn)題。以“重要窗口”浙江為例。浙江大學(xué)電機系主任辛煥海在研討會(huì )上說(shuō)，浙江一次能源匱乏，是能源凈輸入省份。浙江電網(wǎng)也是典型的受端電網(wǎng)，外來(lái)電占比超35%。近年來(lái)，浙江全社會(huì )用電量不斷增加，電網(wǎng)供電壓力增大。同時(shí)，特高壓交直流混聯(lián)運行、新能源大規模并網(wǎng)、新型用能設施大量接入等情況使得浙江電網(wǎng)形態(tài)越來(lái)越復雜，考驗著(zhù)電網(wǎng)的安全性、可靠性。
顯然不只浙江電網(wǎng)遇到了這些問(wèn)題。參與研討會(huì )的諸多專(zhuān)家認為，這些年，我國能源電力發(fā)展是在解決安全可靠、清潔低碳、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的矛盾中前進(jìn)，但傳統模式注重解決其中一對矛盾、實(shí)現當期目標。能源轉型到今天，電網(wǎng)企業(yè)面臨的主要挑戰已從保障電力供需平穩，轉變?yōu)榧纫Ｕ夏茉窗踩?，又要推?dòng)低碳發(fā)展，還要降低用能成本的高質(zhì)量發(fā)展矛盾。想要同時(shí)滿(mǎn)足這“三重目標”，必然需要從全局、長(cháng)遠的角度提供系統整體的同步解決方案。
探索能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下的多元融合高彈性電網(wǎng)落地實(shí)踐，支撐能源轉型
當前，我國正處于能源轉型期。能源高質(zhì)量發(fā)展既要保障能源安全，又要推進(jìn)能源綠色發(fā)展，以最經(jīng)濟的方式支持能源轉型。
這次研討會(huì )在浙江杭州舉行。浙江是我國經(jīng)濟最活躍的省份之一。從浙江發(fā)展大環(huán)境看，經(jīng)濟條件、行政效率、社會(huì )治理、市場(chǎng)化程度和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平都居國內領(lǐng)先水平，在浙江率先構建國際領(lǐng)先的區域能源互聯(lián)網(wǎng)具有現實(shí)基礎。
基于這樣的背景和形勢，針對浙江電網(wǎng)發(fā)展的痛點(diǎn)，國網(wǎng)浙江電力以“節約的能源是最清潔的能源、節省的投資是最高效的投資、喚醒的資源是最優(yōu)質(zhì)的資源”為理念先導，為省域層面實(shí)現能源高質(zhì)量發(fā)展“三重目標”給出了系統的解決方案——建設能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下多元融合高彈性電網(wǎng)，充分發(fā)揮電網(wǎng)在連接電力供需、促進(jìn)多能轉換、構建現代能源體系中的樞紐作用，發(fā)揮其引領(lǐng)力、輻射力、帶動(dòng)力，打造能源互聯(lián)新形態(tài)，構建能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。
具體來(lái)說(shuō)，建設高彈性電網(wǎng)，需要以技術(shù)支撐、市場(chǎng)推動(dòng)、政策引導、智能創(chuàng )造、組織創(chuàng )新賦能，多元融合高彈性電網(wǎng)縱向融合源網(wǎng)荷儲各環(huán)節要素，橫向融合能源系統、物理信息、經(jīng)濟社會(huì )、自然環(huán)境各領(lǐng)域要素，發(fā)揮聚合效應，促使電網(wǎng)形態(tài)轉變，使電網(wǎng)具備高承載、高互動(dòng)、高自愈、高效能四項能力，實(shí)現海量資源被喚醒、源網(wǎng)荷儲全交互、安全效率雙提升的電網(wǎng)升級。
清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)智庫中心主任夏清說(shuō)：“能源互聯(lián)網(wǎng)最終的目的是要激活所有沉睡的資源，這些沉睡的資源激活了，參與資源優(yōu)化配置的可行域變大，電網(wǎng)的彈性就變高了。”他同時(shí)提到，未來(lái)的電網(wǎng)規劃方式不會(huì )再是簡(jiǎn)單被動(dòng)的，而是要從全局角度、用戶(hù)參與角度變革規劃思路，并且需要把數字和數字經(jīng)濟作為一種生產(chǎn)力，提升整個(gè)系統的效率。
華北電力大學(xué)副校長(cháng)王增平分享了他關(guān)于電網(wǎng)安全和效率的思考：“國家能源安全和電力體制改革對大電網(wǎng)安全提出要求，要求在確保安全的同時(shí)，注重提升電網(wǎng)總體效率。”他認為，建立“三道防線(xiàn)”之間更加協(xié)同的聯(lián)系機制，構建更加完善、更加堅強的電網(wǎng)防御體系是建設多元融合高彈性電網(wǎng)的一個(gè)重要指標。
專(zhuān)家學(xué)者獻言獻策，推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設
目前，國網(wǎng)浙江電力初步完成了多元融合高彈性電網(wǎng)的概念設計和框架體系構建，制訂了彈性指數、效能指數、互聯(lián)指數三大維度指數構成的高彈性電網(wǎng)發(fā)展指標體系；圍繞源網(wǎng)荷儲四個(gè)電力系統核心環(huán)節，通過(guò)靈活規劃網(wǎng)架堅強、電網(wǎng)引導多能互聯(lián)、安全承載耐受抗擾、設備挖潛運行高效、各側資源喚醒集聚、源網(wǎng)荷儲彈性平衡、改革機制配套、科創(chuàng )引領(lǐng)數智賦能等八個(gè)方面，推進(jìn)“多元融合”具體落地。
對于如何更好推進(jìn)多元融合高彈性電網(wǎng)建設，參會(huì )專(zhuān)家紛紛建言獻策。邱愛(ài)慈認為，彈性電力系統建設是保障電力系統安全的重要探索。除了需要兼具正常運行下的靈活性，彈性電力系統還需加強極端事件下的恢復能力，準確識別電力系統應對極端事件面臨的最大風(fēng)險和薄弱環(huán)節，從關(guān)鍵節點(diǎn)加固、應急響應和快速恢復等方面開(kāi)展提升策略研究，從規劃層面實(shí)現電源結構與布局優(yōu)化，并結合人工智能等新型技術(shù)提升彈性電力系統抵御網(wǎng)絡(luò )攻擊的能力，保障能源轉型下的電力安全。
江億表示，據預測，未來(lái)我國建筑年用電量將在2.5萬(wàn)億千瓦時(shí)以上，并將有兩億輛充電式電動(dòng)汽車(chē)，二者所消耗的電力之和將達到全社會(huì )用電量的35%以上。設想一下，如果建筑全部成為帶有充電樁的柔性建筑，不僅可吸納接近一半由風(fēng)電、光伏發(fā)電造成的發(fā)電側波動(dòng)，還能有效解決建筑本身用電變化導致的峰谷差變化。但要達到這樣的效果，必須建立光、儲、直、柔配電系統。
中國科學(xué)院院士、國家電網(wǎng)有限公司一級顧問(wèn)陳維江在研討會(huì )上分享了他關(guān)于柔性低頻交流輸電的構想。他認為，柔性低頻交流輸電是工頻交流輸電與直流輸電方式的有益補充，是實(shí)現新能源匯集后中遠距離輸電的有益探索。
臺風(fēng)等自然災害在浙江較為多發(fā)，對電網(wǎng)運行造成一定的影響。西安交通大學(xué)黨委常委、電氣學(xué)院院長(cháng)別朝紅談到，今年防御臺風(fēng)“黑格比”中，通過(guò)臺風(fēng)監測預警中心數據應用、“災害數據指南針”等數字化手段，多元融合高彈性電網(wǎng)在精準防御上邁出了一大步。臺風(fēng)登陸后45小時(shí)內，浙江全部受影響配網(wǎng)就實(shí)現快速復電，這在國際上也是領(lǐng)先的。
“當前，用戶(hù)側和電網(wǎng)側都發(fā)生了巨大變化，用戶(hù)高品質(zhì)用電需求、電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展等都呼喚發(fā)展高彈性配網(wǎng)，滿(mǎn)足高要求安全用電。”四川大學(xué)電氣工程學(xué)院教授劉俊勇建議通過(guò)市場(chǎng)化機制，激發(fā)社會(huì )資本活力，激發(fā)用戶(hù)互動(dòng)能力。
能源革命是一場(chǎng)深入的革命，電力行業(yè)是關(guān)鍵領(lǐng)域。多方觀(guān)點(diǎn)的融合碰撞為建設多元融合高彈性電網(wǎng)、推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了更多啟示。
