核心提示 在日前閉幕的2021國(guó)際工程科技發(fā)展戰(zhàn)略高端論壇暨第六屆紫金論電國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上，眾多專家學(xué)者交流新型電力系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、電力市場(chǎng)等領(lǐng)域的最新研究成果，群策群力，為加快推動(dòng)能源電力科技創(chuàng)新、推動(dòng)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)落地貢獻(xiàn)智慧。
本報(bào)記者 孫珂 通訊員 盧媛迪
8月14到20日，2021國(guó)際工程科技發(fā)展戰(zhàn)略高端論壇暨第六屆紫金論電國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)在江蘇南京舉辦。研討會(huì)由中國(guó)工程院主辦，中國(guó)工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院（南瑞集團(tuán)）、智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承辦。專家學(xué)者圍繞“電力系統(tǒng)主動(dòng)支撐碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)”這一主題在研討會(huì)上進(jìn)行了交流研討。
碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，電力行業(yè)是能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場(chǎng)
當(dāng)前，我國(guó)已全面啟動(dòng)對(duì)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的戰(zhàn)略研究和路徑選擇攻關(guān)，各行各業(yè)都在努力。
目前，我國(guó)處于工業(yè)化發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展任務(wù)艱巨，電力需求還將剛性增長(zhǎng)。在2021國(guó)際工程科技發(fā)展戰(zhàn)略高端論壇暨第六屆紫金論電國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)上，業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，能源行業(yè)是主戰(zhàn)場(chǎng)，電力行業(yè)是主力軍。
“實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，必須堅(jiān)持‘立足國(guó)情，安全發(fā)展，科學(xué)創(chuàng)新，務(wù)求實(shí)效’的原則，認(rèn)識(shí)到能源消費(fèi)是核心，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是關(guān)鍵，化石能源是重點(diǎn)，節(jié)能提效是抓手，現(xiàn)代化能源體系建設(shè)是目標(biāo)。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部主任蘇義腦認(rèn)為，電力行業(yè)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的主戰(zhàn)場(chǎng)，新型電力系統(tǒng)是我國(guó)現(xiàn)代化能源體系的重要板塊。
國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年年底，我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重為15.9%，清潔能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模占總裝機(jī)比重接近50%，煤炭消費(fèi)占一次能源消費(fèi)比重達(dá)57%。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化深入推進(jìn)，我國(guó)能源消費(fèi)總量將在2030年前后達(dá)峰。達(dá)峰后，電力需求仍將保持增長(zhǎng)。
“我國(guó)2020年能源碳排放達(dá)99億噸，占全球總量的31%；電力行業(yè)碳排放量占我國(guó)碳排放總量的37%。幾大發(fā)電企業(yè)均提出2028年之前碳達(dá)峰，這要求我們‘十四五’嚴(yán)控新增煤電，‘十五五’不能新增煤電。煤電要轉(zhuǎn)變職能，從提供電量向提供電力輔助服務(wù)轉(zhuǎn)變。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)華能集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)舒印彪在會(huì)上表示，推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)轉(zhuǎn)型要打造零碳電力系統(tǒng)，從深度低碳到零碳，推薦保留一定規(guī)模的火電，發(fā)電量占比不超過10%，產(chǎn)生的碳排放通過碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)移除。“火電要發(fā)揮托底和應(yīng)急保障作用，解決新能源發(fā)電長(zhǎng)周期、季節(jié)性波動(dòng)帶來的保供問題。”他說。
“2030至2040年，煤電發(fā)電量處于平臺(tái)期，2040年后煤電發(fā)電量加速下降。”中國(guó)工程院院士、西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院名譽(yù)院長(zhǎng)邱愛慈在會(huì)上說。她認(rèn)為，依據(jù)“十四五”電力規(guī)劃初步研究成果的邊界條件，到2025年全國(guó)非化石能源發(fā)電量占比為35.85%，這說明“十五五”時(shí)期必須限制化石能源裝機(jī)和利用小時(shí)數(shù)，并且上調(diào)風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源裝機(jī)增長(zhǎng)比例，才能達(dá)到2030年非化石能源發(fā)電量占比50%的目標(biāo)。
在邱愛慈看來，我國(guó)應(yīng)該走能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和可再生能源發(fā)展并行之路，即低碳和零碳并行。要在保證安全的前提下，分兩個(gè)階段構(gòu)建適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的新型電力系統(tǒng)：第一階段對(duì)現(xiàn)有電力系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，第二階段將多類型的大規(guī)模儲(chǔ)能和氫能作為靈活電源。
優(yōu)化新型電力系統(tǒng)發(fā)展路徑，加快相關(guān)科技攻關(guān)
“碳達(dá)峰、碳中和是我國(guó)既定的戰(zhàn)略目標(biāo)，但其實(shí)施路徑需要滾動(dòng)優(yōu)化，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)最重要的支撐之一。”中國(guó)工程院院士、國(guó)網(wǎng)電科院名譽(yù)院長(zhǎng)薛禹勝在研討會(huì)上表示。
在諸多業(yè)內(nèi)專家看來，電力行業(yè)不僅要在能源生產(chǎn)側(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)化石能源的清潔替代，還要在能源消費(fèi)側(cè)實(shí)現(xiàn)電能替代，承接工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域轉(zhuǎn)移的能源消耗和碳排放。目前，在碳達(dá)峰、碳中和背景下，電力行業(yè)亟需加速構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
薛禹勝認(rèn)為，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程不僅受到來自新能源大規(guī)模接入的挑戰(zhàn)，還受到日趨嚴(yán)格的環(huán)境約束、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、社會(huì)參與者行為等因素的制約。他表示，愿景中的新型電力系統(tǒng)與非電能源系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)等非電力環(huán)節(jié)之間的邊界條件不再近似不變，不能再按封閉系統(tǒng)來規(guī)劃與調(diào)度，需要將其納入信息-物理-社會(huì)框架內(nèi)的能源系統(tǒng)框架，在碳達(dá)峰、碳中和與能源低碳轉(zhuǎn)型的視野下優(yōu)化新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑。
“隨著我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源將迎來新一輪爆發(fā)式增長(zhǎng)，2030年風(fēng)電、光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)要達(dá)到12億千瓦以上，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)將至關(guān)重要。”中國(guó)工程院院士、湖南大學(xué)校學(xué)術(shù)委員會(huì)主任羅安在會(huì)上說。
他通過主旨報(bào)告闡述了高比例新能源友好接入電力系統(tǒng)面臨著的穩(wěn)定控制和智能傳感有序管理的挑戰(zhàn)，分別介紹了集中式新能源場(chǎng)站寬頻帶振蕩問題及對(duì)策研究、集中式新能源場(chǎng)站電壓與頻率穩(wěn)定問題及對(duì)策研究、分布式微網(wǎng)內(nèi)部環(huán)流與諧振問題及對(duì)策、配電網(wǎng)數(shù)字電力智能傳感與識(shí)別問題及對(duì)策研究。他認(rèn)為，頻域阻抗法、主動(dòng)支撐技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、電流指紋傳感芯片與智能識(shí)別技術(shù)可以為解決高比例新能源友好接入提供有效的理論方法與科學(xué)手段。
今年3月1日，國(guó)家電網(wǎng)有限公司發(fā)布了國(guó)內(nèi)首個(gè)碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)方案，爭(zhēng)當(dāng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的引領(lǐng)者、推動(dòng)者和先行者。當(dāng)前，國(guó)家電網(wǎng)公司正深入研究推動(dòng)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，制定并發(fā)布《構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2021～2030）》，實(shí)施新型電力系統(tǒng)科技攻關(guān)行動(dòng)計(jì)劃。
南瑞集團(tuán)是國(guó)家電網(wǎng)公司重大科研成果產(chǎn)出和電網(wǎng)關(guān)鍵核心裝備研制的主力軍，依托智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，加快推進(jìn)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。
南瑞集團(tuán)董事長(zhǎng)、黨委書記冷俊在會(huì)上表示，南瑞集團(tuán)瞄準(zhǔn)碳達(dá)峰、碳中和以及新型電力系統(tǒng)建設(shè)，在業(yè)內(nèi)率先提出能源的信息物理社會(huì)系統(tǒng)（CPSSE）框架和能源-電力-環(huán)境協(xié)同優(yōu)化求解方法，著力深化新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析基礎(chǔ)理論、信息-物理-社會(huì)元素的交互及協(xié)調(diào)機(jī)制、主動(dòng)支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的新能源發(fā)電控制方法等理論研究、源頭創(chuàng)新，組織攻關(guān)碳管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，為支撐能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作貢獻(xiàn)。
推進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研究，不斷增強(qiáng)電力系統(tǒng)彈性
“能源轉(zhuǎn)型下，供應(yīng)安全、新能源消納系統(tǒng)穩(wěn)定等問題逐漸突出，表明電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行受到威脅。彈性電力系統(tǒng)是應(yīng)對(duì)未來電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的重要手段之一。”邱愛慈在會(huì)上提出，能源轉(zhuǎn)型下彈性電力系統(tǒng)的建設(shè)需采取“三步走”策略，經(jīng)過15年的發(fā)展建設(shè)，最終達(dá)到預(yù)期目標(biāo)：在極端事件攻擊下，電力系統(tǒng)7天全面恢復(fù)，核心區(qū)域電網(wǎng)48小時(shí)恢復(fù)，關(guān)鍵重要負(fù)荷不停電。她表示：“目前，我國(guó)彈性電力系統(tǒng)發(fā)展仍將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，需要充分考慮新能源發(fā)電間歇性、波動(dòng)性的影響。發(fā)展彈性電力系統(tǒng)需要多方形成共識(shí)、多學(xué)科交叉，需要馳而不息、久久為功。”
會(huì)上，智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)網(wǎng)電科院副院長(zhǎng)鄭玉平針對(duì)新型電力系統(tǒng)保護(hù)和運(yùn)行控制所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，探討并提出了三方面技術(shù)觀點(diǎn)：以新能源為控制主體，提升新型電力系統(tǒng)暫態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力；以不受電源特性影響為目標(biāo)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)體系；以源網(wǎng)荷高效互動(dòng)作為新型電力系統(tǒng)運(yùn)行控制的重要手段。
東北電力大學(xué)教授姜濤和博士張儒峰在會(huì)上提出，高比例新能源接入對(duì)電力系統(tǒng)供能安全提出了更高的要求和更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，未來電力系統(tǒng)需要具有更高的靈活性和韌性，以應(yīng)對(duì)新能源的隨機(jī)波動(dòng)和頻繁發(fā)生的極端自然災(zāi)害。他們認(rèn)為，綜合能源系統(tǒng)具有多能耦合與互補(bǔ)特點(diǎn)，靈活性資源豐富且供能安全交互影響，綜合協(xié)調(diào)利用多能靈活性資源構(gòu)建韌性綜合能源系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)新能源安全、清潔、高效消納的重要手段之一，也是能源行業(yè)支撐碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)落地的重要技術(shù)方向。
評(píng)論