“雙碳”背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)與建議

“雙碳”背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)與建議摘

要：在當(dāng)前雙碳背景下，需要構(gòu)建以低碳能源為主體的電力系統(tǒng)，從不可再生能源主導(dǎo)朝著可再生能源主導(dǎo)的方向過(guò)度，將傳統(tǒng)發(fā)電的石化能源轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵭湍茉?，關(guān)注新型平衡體系、復(fù)雜安全機(jī)理、成本疏導(dǎo)機(jī)制變革。在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中，分析研判新型電力系統(tǒng)演化路徑，結(jié)合實(shí)際情況選擇高效率、高質(zhì)量的技術(shù)，下面將對(duì)此展開(kāi)分析與論述，從問(wèn)題方面你入手提出了具體的發(fā)展建議。關(guān)鍵詞：雙碳背景；新型電力系統(tǒng)；挑戰(zhàn)與建議前

言：近年來(lái)我國(guó)為達(dá)成節(jié)約型社會(huì)建設(shè)目標(biāo)，不斷推進(jìn)能源改革，積極推進(jìn)“以電代煤、以電代油”的替代技術(shù)，提升了電氣化水平，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。電力行業(yè)若想在當(dāng)前背景下實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，就必須要做好相應(yīng)的優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，現(xiàn)如今新能源的集中式開(kāi)發(fā)、規(guī)?；靡殉蔀閷?shí)現(xiàn)資源大范圍優(yōu)化配置的重要手段，但實(shí)際應(yīng)用中也受到諸多因素的影響，對(duì)電力系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行較為不利，下面即將對(duì)此展開(kāi)分析與論述。1雙碳"背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)概述傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是以常規(guī)火電機(jī)組為主力電源，新型電力系統(tǒng)是以新能源為主體電源，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基于常規(guī)電源發(fā)電側(cè)的精準(zhǔn)控制，新型電力系統(tǒng)中則隨機(jī)性、間歇性特征明顯，電源負(fù)荷側(cè)界明確，現(xiàn)如今已成為未來(lái)新型電力系統(tǒng)發(fā)展形態(tài)主要特征[1]。為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，貫徹落實(shí)我國(guó)能源安全新戰(zhàn)略，需要采取更加有力的政策和措施，著力提高新能源的利用效能，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)。2021年10月，我國(guó)提出了《2030前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，要求推動(dòng)可再生電力資源大范圍優(yōu)化配置，為此現(xiàn)階段電力企業(yè)若想契合時(shí)代發(fā)展，就需要做好電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，加快電力脫碳與清潔能源的有效應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。2雙碳背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的發(fā)展電力系統(tǒng)自動(dòng)化不僅能模高供電質(zhì)量和效率，且能夠保證供電的可靠性以及穩(wěn)定性，許多西方發(fā)達(dá)國(guó)家早在十九世紀(jì)末期便對(duì)新能源技術(shù)進(jìn)行研究，而我國(guó)一九八七年才首次對(duì)新能源進(jìn)行研究，雖然未能成功但填補(bǔ)能源消耗量加劇的缺口，但也為未來(lái)提供了全新的發(fā)展方向。在我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)后，各企業(yè)開(kāi)始投入大里資金對(duì)電氣系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型優(yōu)化進(jìn)行研究，并取得了顯著成果，且隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)得不斷發(fā)展，其體系也在隨之完善，現(xiàn)已成為了電力企業(yè)生產(chǎn)主要力量之一，大大降低了不可再生能源的消耗量，提高了電力企業(yè)運(yùn)行的效益。

目前我國(guó)電力企業(yè)應(yīng)用的CC-2000、OPEN-200、SD-6000等系統(tǒng)皆采用了開(kāi)放式能源應(yīng)用設(shè)計(jì)，不僅靈活性及適用性強(qiáng)，且穩(wěn)定性和可靠性也非常好，其中SD-6000系統(tǒng)，具有非常強(qiáng)大的云圖功能和自動(dòng)回?fù)芄δ?，集成了調(diào)動(dòng)投影、單線(xiàn)圖技術(shù)等，現(xiàn)已應(yīng)用到電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)中[2]。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)促進(jìn)了電力工業(yè)持續(xù)發(fā)展，但由于波形突變、頻率偏低等現(xiàn)象，導(dǎo)致電能質(zhì)量不能得到保障，通過(guò)自動(dòng)化電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障其他節(jié)點(diǎn)的在正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，加快電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。3雙碳背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)3.1主體能源轉(zhuǎn)變我國(guó)在未來(lái)能源消費(fèi)總量將會(huì)在達(dá)到峰值后逐步下降，但從我國(guó)當(dāng)前的調(diào)查研究結(jié)果中看，電能消費(fèi)總量一直呈上升趨勢(shì)，若想滿(mǎn)足雙碳背景下的要求，就必須從電力系統(tǒng)優(yōu)化方面入手，應(yīng)用清潔能源降低不可再生能源消耗，實(shí)現(xiàn)從“補(bǔ)充能源”向“主體能源”的轉(zhuǎn)變。預(yù)計(jì)到2030年，新能源發(fā)電量將達(dá)到3.5萬(wàn)億干瓦時(shí)，且后續(xù)新能源發(fā)展將進(jìn)一步提速，成為電力系統(tǒng)的重要支撐。3.2可靠容量不足風(fēng)電、光伏可靠性偏低一直是當(dāng)前電力企業(yè)有待解決的問(wèn)題之一，在未來(lái)不可再生能源控制下，傳統(tǒng)大電網(wǎng)將難以滿(mǎn)足未來(lái)電力輸送需求[3]?，F(xiàn)階段我國(guó)能源資源與負(fù)荷呈逆向分布，各地區(qū)用電量需求與日俱增，社會(huì)用電量就將達(dá)到6萬(wàn)億千瓦時(shí)，為此在后續(xù)調(diào)整中應(yīng)對(duì)此加大關(guān)注，注重可再生能源的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化方面，保證新型電力系統(tǒng)能夠契合雙碳背景下的要求。3.3運(yùn)行方式復(fù)雜由于新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式較為復(fù)雜，電力系統(tǒng)源荷界限仍然較為模糊，且隨著后續(xù)電力系統(tǒng)中電力電子裝備增加，動(dòng)態(tài)特性將發(fā)生深刻變化，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定將成為挑戰(zhàn)，如不結(jié)合實(shí)際對(duì)此進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，不僅會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓支撐與調(diào)節(jié)能力急劇下降，拖慢電力企業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，且會(huì)影響我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為此在后續(xù)需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以此來(lái)規(guī)避此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。5雙碳"背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的建議面向我國(guó)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，需要突破新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵期和窗口期，解決好新能源與傳統(tǒng)能源的矛盾，具體的優(yōu)化建議如以下幾個(gè)方面。4.1明確發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)在當(dāng)前雙碳背景下，若想構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，應(yīng)以低碳電力技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力，將確保能源電力安全作為前提，以清潔能源為供給主體，統(tǒng)籌源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)資源，滿(mǎn)足電力安全供應(yīng)的綜合性目標(biāo)。新型電力系統(tǒng)要適應(yīng)低碳節(jié)約的核心目標(biāo)，承擔(dān)繁重的轉(zhuǎn)型任務(wù)，形成源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同消納新能源的格局，保障能源供需和防范風(fēng)險(xiǎn)的安全性電力系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，要做好新型電力系統(tǒng)各方面的創(chuàng)新發(fā)展工作，形成各層次電力市場(chǎng)協(xié)同運(yùn)行、統(tǒng)一交易規(guī)則與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建更高的資源優(yōu)化配置空間，并結(jié)合發(fā)展需求健全多層次的統(tǒng)一市場(chǎng)體系，進(jìn)一步發(fā)揮中長(zhǎng)期市場(chǎng)平衡供需的作用，形成治理完善的電力市場(chǎng)體系[4]。4.2提升專(zhuān)業(yè)人員素質(zhì)新能源是我國(guó)節(jié)約型社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，需要結(jié)合當(dāng)前工作的實(shí)際情況建立控制結(jié)構(gòu)，掌握系統(tǒng)運(yùn)行中的情況，在實(shí)際自動(dòng)化控制中還能應(yīng)用反向?qū)W習(xí)算法計(jì)算各類(lèi)參數(shù)，有效降低自動(dòng)化控制誤差。同時(shí)，相關(guān)人員需要著重關(guān)注軟件控制、狀態(tài)預(yù)測(cè)、模糊控制等部分，接相關(guān)設(shè)備的參數(shù)波動(dòng)可以準(zhǔn)確極度，靈活運(yùn)用仿真技術(shù)手段TCP/IP協(xié)議，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)不準(zhǔn)確不達(dá)標(biāo)的指標(biāo)，從而消除影響系統(tǒng)運(yùn)行安全的各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)因素。

4.3加快推進(jìn)技術(shù)改造若想加強(qiáng)內(nèi)部管理與監(jiān)督，需要將現(xiàn)代化轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用在電力生產(chǎn)中，建立總體的結(jié)構(gòu)和模塊，滿(mǎn)足雙碳背景的要求。在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中，可以應(yīng)用ECS將相關(guān)電氣設(shè)備關(guān)聯(lián)，合并到ECS平臺(tái)上提高電力系統(tǒng)工作效率，進(jìn)而在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多電網(wǎng)處理。由于我國(guó)電力應(yīng)用的深度及廣度越來(lái)越強(qiáng)，因此需要應(yīng)用柔性交流輸電技術(shù)，結(jié)合地區(qū)情況配置240V、120V配電網(wǎng)絡(luò)及13kV、14kV網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮新能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的作用，提高電網(wǎng)運(yùn)行的合理性及科學(xué)性。

4.4配電智能改造升級(jí)加快配電網(wǎng)改造和智能化升級(jí)，統(tǒng)籌推進(jìn)配電網(wǎng)改造升級(jí)，為火電受控背景下靈活調(diào)節(jié)資源建設(shè)做好準(zhǔn)備。在繼續(xù)推進(jìn)已有火電靈活性改造的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)啟動(dòng)抽水蓄能示范電站建設(shè)，積極推進(jìn)“新能源＋儲(chǔ)能”配比，協(xié)調(diào)技術(shù)發(fā)展與碳減排目標(biāo)，充分考慮碳中和目標(biāo)的倒逼驅(qū)動(dòng)，開(kāi)展低碳電力調(diào)度，關(guān)注高比例可再生能源并網(wǎng)后的安全穩(wěn)定運(yùn)行，分析虛擬同步技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步凸顯電力系統(tǒng)碳減排的作用。結(jié)束語(yǔ)：在當(dāng)前雙碳背景下，需要貫徹落實(shí)我國(guó)能源安全新戰(zhàn)略，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，結(jié)合發(fā)展需求構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，促進(jìn)電力領(lǐng)域脫碳。為此需要在實(shí)際工作開(kāi)展中建立新型平衡體系，從結(jié)構(gòu)、形態(tài)、技術(shù)等方面入手進(jìn)行調(diào)整，分析研判新型電力系統(tǒng)的路徑，從而為我國(guó)后續(xù)發(fā)展建設(shè)提供相應(yīng)的幫助。參考文獻(xiàn)：[1]舒印彪,陳國(guó)平,賀靜波,等.構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)框架研究[J].中國(guó)工程科學(xué),2021,23(6):61-69.[2]袁家海,張凱."碳中和"目標(biāo)下,新型電力系統(tǒng)中常規(guī)煤電退