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国家电网总信息师孙正运:构建新型电力系统 数字化转型和体制机制建设是关键

北极星输配电网  来源:《国家电网》杂志  作者:张友良  2021/5/11 13:17:17  我要投稿  

北极星输配电网讯:国家电网总信息师孙正运: 构建新型电力系统,数字化转型和体制机制建设是关键

《国家电网》:请您谈谈现阶段构建以新能源为主体的新型电力系统有哪些重要意义?

孙正运:3月15日,中央财经委员会第九次会议召开,研究了实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。习近平总书记强调,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,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。有关数据显示,能源系统碳排放量占碳排放总量的80%以上,电力碳排放量占能源系统碳排放量的40%左右。可以说,能源系统是实现碳达峰、碳中和目标的主战场,电力系统则是其中的主力军。

中央财经委员会第九次会议提出,要把握好“十四五”的关键期、窗口期,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。

这一能源领域的重要工作部署,首次明确了新能源在未来电力系统中的主体地位,也充分说明新型电力系统将在我国实现碳达峰、碳中和目标的过程中发挥至关重要的作用。

《国家电网》:如何理解构建以新能源为主体的新型电力系统与“四个革命、一个合作”国家能源安全新战略的关系?

孙正运:构建以新能源为主体的新型电力系统是推动“四个革命、一个合作”国家能源安全新战略落地的创新实践。能源事关国家经济社会发展大局,确保能源安全具有重大的战略意义。2014年6月,习近平总书记提出要推动能源消费、能源供给、能源技术和能源体制4个方面的革命,同时强调要全方位加强国际合作,为我国能源事业改革发展指明了方向。

“贫油少气富煤”和太阳能、风能富集的资源禀赋,中东部负荷中心与西北部能源资源中心逆向分布的特征,未来社会电气化、智能化程度越来越高的发展趋势,决定了电力系统在我国能源事业发展中扮演的角色和发挥的作用会越来越重要。近年来,在“四个革命、一个合作”国家能源安全新战略的指引下,我国电网建设得更加坚强智能,光伏发电和风能发电等新能源快速发展,煤电也更加清洁高效,电力市场化改革不断实现新突破,消费领域电能替代加速推进,电力领域改革发展取得了显著成就。

要实现我国应对全球气候变化挑战、实现全人类可持续发展福祉和进一步推动能源电力领域改革发展的双重任务目标,构建以新能源为主体的新型电力系统是最佳解决方案。加快建设新型电力系统,将推动我国能源消费更加科学节约,能源供给更加清洁高效,能源技术更加绿色先进,能源体制更加符合市场发展规律;同时,在碳达峰、碳中和的共同愿景下,推动我国能源电力领域与国际社会开展更加紧密的、全方位合作。

《国家电网》:与现有电力系统相比,新型电力系统有什么不同?

孙正运:以新能源为主体的新型电力系统,将推动电源侧清洁化、电网侧智能化、用户侧电气化,加快以电力为中心的清洁低碳高效、数字智能互动的能源体系建设。与现有电力系统相比,新型电力系统在内部电气特征和外部表现形式上有所不同。

从内部电气特征方面来看,新型电力系统将由高碳电力系统向深度低碳或零碳电力系统转变,由以机械电磁系统为主向以电力电子器件为主转变,由确定性可控连续电源向不确定性随机波动电源转变,由高转动惯量系统向弱转动惯量系统转变。

从外部表现形式方面来看,新型电力系统将通过广泛互联互通推动电网向能源互联网演进,现代数字技术与传统电力技术深度融合将使得电力系统发输配用等各领域、各环节整体智能化、互动化,虚拟电厂、抽水蓄能电站、多种形式的新型储能、电力辅助服务等将让电力调度和源网荷储互动更加灵活智能,安全智能可控的技术手段成为交流电网与直流电网、电网和电源协调发展的关键保障。

《国家电网》:“十四五”是构建新型电力系统的关键期,如何理解“以新能源为主体”的含义?重点要从哪些方面发力?

孙正运:构建以新能源为主体的新型电力系统的新形势和新任务,使得新能源的发展边界条件、发展逻辑及发展机制都发生了重大变化。综合来看,“十四五”期间,新能源发展进入了一个新阶段,呈现大规模、高比例、市场化、多能互补4个特征。

一是新能源年均装机规模将大幅度提升。到“十四五”末,以新能源为主体的可再生能源发电装机占我国总电力装机的比例将超过50%,新能源新增装机将成为新增电力装机的主要来源。二是新能源高比例入网消纳。到“十四五”末,以新能源为主体的可再生能源新增发电量在全社会用电量增量中的比重将达到三分之二,在一次能源消费增量中的比重将超过50%,成为能源电力消费增量的主体。三是市场在能源资源配置中的决定性作用进一步发挥。从今年开始,光伏发电、风能发电进入平价阶段,将摆脱对财政补贴的依赖,实现市场化发展、竞争化发展。四是高比例新能源接入需要构建火电、水电、储能等多种能源互补和协同互动机制,提升新能源消纳能力,推动源网荷储深度融合。

当前,我国的电力系统向新型电力系统的转型已经起步。电源侧、电网侧、用户侧都有了一些积极的实践探索,彼此之间也有了一些互动,比如推动数字化转型、开展虚拟电厂试点、建设新能源云促进新能源消纳、进行电力需求侧管理等。

未来,新能源发电将成为主要电源,而分布式光伏和储能等充分发展会让很多用户侧主体兼具发电和用电双重属性,发电侧和用户侧的界限将模糊化。发电侧、电网侧、用户侧会成为智能互动、有机统一的整体,推动我国能源电力发展实现整体效率、效益最大化。这需要电力系统各环节数据信息内部深度共享互动、彼此融合贯通,不断提高电力系统弹性,提升新能源消纳能力。新能源要成为电力供应的主要来源,还有很长的路要走,面临不少问题和挑战。

快速推进以新能源为主体的新型电力系统建设,必须大力推进电力科技创新,深入推进电力体制机制改革。一方面,我们要深化数字化转型发展,通过“大云物移智链”等现代信息和通信技术,推动发电侧、电网侧、用户侧智能化,并实现有机融合,形成一个整体、高效、科学、互动的智能系统。这样将有效解决新能源随机性与波动性带来的问题,实现电力系统运行、企业运营、客户服务各环节关键信息的全息感知、动态采集和高效处理。另一方面,我们要加强市场化体制机制建设,充分发挥电力系统各环节、各参与主体的积极性、主动性和创造性,为构建新型电力系统营造良好的政策、制度和市场环境。比如,进一步建立健全辅助服务机制,提升新能源消纳水平;加强虚拟电厂建设研究和探索,探索符合市场化发展规律,实现多方共赢的商业模式和运行机制等。

《国家电网》:新能源大发展,高比例接入电网,将给电网发展带来哪些挑战?

孙正运:新能源出力随机性、波动性、不确定性强,具有“极热无风”“晚峰无光”的反调峰特性。目前,新能源“大装机、小电量”特点也比较突出,风电、光伏多年平均利用小时数分别为1922、1206小时。最新数据显示,2020年我国新能源装机容量占比24.3%,发电量占比为9.5%。

基于新能源的这些特性、特点,近年来,如何在确保电网安全稳定运行的前提下,更快更好更多地消纳新能源,一直是电网企业面临的问题和社会关注的焦点。

随着新型电力系统建设的深入推进,新能源接入电网的规模将越来越大,对电网自动化、智能化、互动化的要求也越来越高,电网发展面临的挑战更艰巨。安全、效率和新技术应用是三个需要重点关注的方面。

新型电力系统必须做到供需实时平衡和瞬间响应,还要以新能源为主体,这给作为电力系统核心和枢纽的电网的安全稳定运行带来了极大的考验。比如,电网调峰调频的难度加大,同时电力电子设备具有强非线性、脆弱性等特点,一旦出故障有可能产生连锁反应,造成连锁事故;要尽可能多消纳新能源,需要加大电网和常规电源的投资建设,需要火电、储能甚至用户等提供相应的辅助服务与之相配套,这就涉及效率和成本的问题;要保证电力系统的安全和效率,传统的手段已经不能适应这个要求了,必须加快推进数字化技术与传统电力技术深度融合,实现智能化、自动化,在这些方面有很多难题亟待破解。

《国家电网》:国家电网公司开展了哪些创新实践?

孙正运:电网企业连接发电企业和用户,在开展能源资源大范围优化配置,促进水火风光互补互济,推动源网荷储协同互动等方面发挥着引领和统筹作用。

近年来,国家电网公司始终高度重视、全力服务新能源发展,通过推动电源结构和布局优化,构建多元化清洁能源供应体系;加快电网向能源互联网转型升级,打造清洁能源优化配置平台;推动全社会节能提效,提升终端电气化水平;推进电力系统技术装备创新,提升系统安全和效率水平;推动健全市场机制和政策体系,完善电力市场机制,推动出台相关支持政策等,促进新能源大规模并网、大范围配置和高比例消纳。截至2020年年底,全国新能源装机5.3亿千瓦,其中国家电网并网达到4.5亿千瓦,占全国新能源总装机的85%,新能源利用率达到97.1%,全面完成国家清洁能源消纳三年行动计划目标。

服务碳达峰、碳中和,构建新型电力系统,是公司2021年最重要的工作之一。近期,公司先后发布服务碳达峰、碳中和行动方案,出台加快抽水蓄能开发建设6项重要措施,发布国家电网新能源云,充分发挥了落实“双碳”目标,探索建设新型电力系统的引领者、推动者和先行者作用。

公司明确了建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业战略目标。这一战略目标的本质,是以能源互联网为平台和手段,充分发挥电网在能源汇集传输和转换利用中的枢纽作用,以及作为能源配置平台、综合服务平台和新业务、新业态、新模式发展平台的价值作用,汇聚各类资源,促进供需对接、要素重组、融通创新,支撑构建以新能源为主体的新型电力系统和清洁低碳安全高效的现代能源体系。可以说,推动战略目标落地落实,就是公司推动构建以新能源为主体的新型电力系统的具体实践。

原标题:电力系统上新 | 国家电网总信息师孙正运: 构建新型电力系统,数字化转型和体制机制建设是关键

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