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國家能源局近日發(fā)布的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國可再生能源發(fā)電總裝機量突破11億千瓦，比10年前增長了近3倍，占世界可再生能源總裝機量的30%以上。其中，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電裝機規(guī)模和在建核電規(guī)模穩(wěn)居世界第一；非化石能源消費量占世界總量的近1/4，居全球第一。
可再生能源裝機增長有助于我國能源轉(zhuǎn)型進程穩(wěn)步推進。隨著大型風(fēng)光基地、“整縣推進”分布式光伏項目、“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)計劃”不斷落地，未來我國可再生能源裝機將持續(xù)擴大。與傳統(tǒng)電力不同的是，可再生能源電力電子設(shè)備規(guī)模小、數(shù)量多，應(yīng)如何保障綠色電力安全上網(wǎng)？隨著數(shù)字賦能電力行業(yè)，電力電子設(shè)備、技術(shù)又有哪些新變化？圍繞上述問題，本報記者近日專訪了正泰集團股份有限公司輪值總裁欒廣富，聽他闡釋數(shù)字化、智能化在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮的作用。
新形態(tài)電網(wǎng)與大電網(wǎng)將協(xié)同發(fā)展
中國能源報：隨著可再生能源電力占比不斷提升，我國電力系統(tǒng)正發(fā)生哪些變化？
欒廣富：要實現(xiàn)“雙碳”目標，就要建設(shè)清潔低碳、安全可控、靈活高效、開放互動、智能友好的電力系統(tǒng)，實現(xiàn)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)到新型電力系統(tǒng)的演進。新型電力系統(tǒng)的顯著特征是風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源在電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，源網(wǎng)荷儲等多要素、多主體協(xié)調(diào)互動，集中式、分布式新能源廣泛介入，交直流混聯(lián)大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)等多形態(tài)電網(wǎng)并存，一次物理系統(tǒng)、二次控制系統(tǒng)、交易運營系統(tǒng)多系統(tǒng)融合，電力與氫、氣、冷、熱等多能源系統(tǒng)互聯(lián)，各類用戶、運營商、服務(wù)商等社會多參與者共享互動。
在上述背景下，高比例可再生能源接入給電力系統(tǒng)帶來巨大挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為發(fā)電主體既可以是電力生產(chǎn)方，也可以是電力消費方，呈現(xiàn)產(chǎn)消合一的發(fā)展趨勢。用戶參與電力市場的方式從被動變主動，供需預(yù)測難度增大。同時，由于新能源具有隨機性、波動性、間歇性等特點，電網(wǎng)在持續(xù)可靠供電、安全穩(wěn)定運行等方面面臨風(fēng)險，需要火電、儲能等靈活電源進行調(diào)節(jié)。電源種類也呈多樣化發(fā)展趨勢，在區(qū)域負荷自組合的情況下，電網(wǎng)調(diào)度空間被壓縮。上述情況直接提高了企業(yè)服務(wù)客戶的要求和標準。
新型電力系統(tǒng)將是開放包容的系統(tǒng)。隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)推進，我國電力系統(tǒng)將發(fā)生革命性變化。在電網(wǎng)發(fā)展形式上，從以大電網(wǎng)為主向大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)融合發(fā)展轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)新形態(tài)電網(wǎng)與大電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展。在電源發(fā)展方式上，新能源發(fā)電將呈現(xiàn)出集中式與分布式開發(fā)并舉的發(fā)展趨勢，分布式電源與儲能及數(shù)字化管理相結(jié)合，建成一批微電網(wǎng)和虛擬電廠，既可獨立運行，也可與大電網(wǎng)協(xié)調(diào)互動。
“電力+算力”助力新能源無條件上網(wǎng)
中國能源報：在您看來，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，最重要的技術(shù)是什么？
欒廣富：未來電網(wǎng)形態(tài)將發(fā)展為“大電網(wǎng)+主動配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”，即以信息化、數(shù)字化構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。同時，“電力+算力”的系統(tǒng)平衡理論是新型電力系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，可以使系統(tǒng)可觀、可控，實現(xiàn)新能源無條件上網(wǎng)。
新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合的特點，以數(shù)據(jù)流引領(lǐng)和優(yōu)化能源流和業(yè)務(wù)流，使電網(wǎng)具備超強感知能力、智慧決策能力和快速執(zhí)行能力。數(shù)字化是駕馭新型電力系統(tǒng)的根本路徑，要強化數(shù)字賦能，打造多元融合高彈性電網(wǎng)，以及全網(wǎng)協(xié)同、數(shù)字驅(qū)動、主動防御、智能決策的新一代調(diào)控體系，并加強預(yù)測預(yù)警體系建設(shè)，保證極端事件下電力系統(tǒng)快速恢復(fù)。
在運用智能技術(shù)后，每一個可再生能源電力電子設(shè)備都可以在微端被遠程控制。不管是小型分布式屋頂光伏電站還是集中式大基地光伏發(fā)電基地，每一個光伏組件都可以通過數(shù)字化技術(shù)操控，不僅能優(yōu)化可再生能源電站的發(fā)電量，還可以主動監(jiān)控和預(yù)防故障出現(xiàn)，從源頭進行安全把控，將可再生能源電站對電網(wǎng)的影響降到最低。當然，這不僅涉及軟件技術(shù)，還包括固態(tài)斷路器、逆變器、直流電纜、固態(tài)變壓器等一系列關(guān)鍵零部件設(shè)備。
中國能源報：數(shù)字化賦予了電力系統(tǒng)強大的發(fā)展動能，在這種情況下，新能源上網(wǎng)對能源和電力企業(yè)提出了哪些新要求？
欒廣富：隨著能源電力加快清潔轉(zhuǎn)型，新能源快速發(fā)展，電源結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，電力系統(tǒng)發(fā)展對電能靈活調(diào)節(jié)不斷提出新要求。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，提升電力系統(tǒng)柔性化水平十分重要。簡單來講，柔性電力技術(shù)是通過電力變換方式對電能數(shù)量和質(zhì)量進行調(diào)節(jié)和控制的技術(shù), 柔性電力技術(shù)可應(yīng)用于發(fā)電、輸電、配電及用電各個環(huán)節(jié), 為保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、靈活運行發(fā)揮重要作用。
對此，要重點攻克制約儲能技術(shù)發(fā)展的難點，因地制宜確定風(fēng)光儲、冷熱電最佳比例，在用戶側(cè)實現(xiàn)削峰填谷，解決傳統(tǒng)電力系統(tǒng)負荷峰谷差較大的問題，進一步加強配電網(wǎng)建設(shè)，發(fā)展柔性配電網(wǎng)，不斷提高供電質(zhì)量。同時，由于直流輸電、柔性交流輸電等電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)發(fā)生了重大變化，需要相關(guān)企業(yè)重點開展針對電源側(cè)設(shè)備光伏電站的并網(wǎng)穩(wěn)定性研究、光伏逆變器控制策略、阻抗重塑技術(shù)等研究，以及針對配電網(wǎng)側(cè)直流微網(wǎng)能量管理方案、電能路由器控制策略、直流母線電壓平衡技術(shù)等研究。
全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力實現(xiàn)聚變式發(fā)展
中國能源報：為建設(shè)新型電力系統(tǒng)，未來能源及電力企業(yè)的發(fā)力點在哪？
欒廣富：除上述提及的高可靠性、低損耗新型電力電子元器件和系統(tǒng)技術(shù)外，要建設(shè)新型電力系統(tǒng)，還需要高效、低成本、電網(wǎng)支持型新能源發(fā)電和非電利用技術(shù)，清潔、高效、低成本的氫能生產(chǎn)儲運轉(zhuǎn)化和應(yīng)用技術(shù)，以及安全、高效、低成本、長壽命的新型儲能技術(shù)等。這不是依靠行業(yè)內(nèi)一家公司、一家科研院所就能獨立完成的，而是需要全產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同努力，匯集各環(huán)節(jié)的先進技術(shù)和發(fā)展智慧。這也是新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成立的意義所在，既是推進新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展的重要保障，也是促進能源行業(yè)協(xié)同發(fā)展的創(chuàng)新之舉，推動技術(shù)創(chuàng)新快速突破和成果協(xié)同轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)事業(yè)聚變式發(fā)展，實現(xiàn)能源領(lǐng)域資源最優(yōu)化配置。
未來，新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟將開展新型電力系統(tǒng)實施路徑研究、大型風(fēng)光基地輸電通道電源優(yōu)化示范研究、服務(wù)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的電力市場相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)研究、大規(guī)模清潔能源并網(wǎng)送出關(guān)鍵技術(shù)研究、新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同規(guī)劃研究、新型電力系統(tǒng)碳排放追蹤與減排技術(shù)研究、主動支撐新能源發(fā)電及組網(wǎng)運行技術(shù)研究、新型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護研究等。
作為全球知名的智慧能源系統(tǒng)解決方案提供商，正泰集團將錨定“雙碳”目標，以綠色低碳技術(shù)、電力電子技術(shù)為核心，打造企業(yè)低碳智能電氣設(shè)備核心競爭力；以數(shù)字孿生技術(shù)為基礎(chǔ)，積累數(shù)據(jù)資產(chǎn)轉(zhuǎn)型、數(shù)字化運營能力；以碳管理系統(tǒng)為抓手，打破企業(yè)經(jīng)營決策信息壁壘；以新的業(yè)務(wù)模式帶動新的利潤增長，打造服務(wù)型企業(yè)。未來，正泰集團將聚焦綠色能源、智能電氣、智慧低碳核心業(yè)務(wù)等，助力節(jié)能降碳、加速能源轉(zhuǎn)型。
