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高峰:新型電力系統是能源互聯網的核心形态
發布時間 2021-08-15 03:00:00
來源 中(zhōng)電傳媒能源大(dà)數據
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2021年,我(wǒ)國能源互聯網發展6周年。

這一(yī)年,以新能源爲主體(tǐ)的新型電力系統爲能源電力行業錨定新的發展方向。這一(yī)年,我(wǒ)國55個能源互聯網示範項目建設已滿四年。

一(yī)邊是“3060”目标下(xià)持續收緊的碳減排壓力,一(yī)邊是數字化轉型的奔湧大(dà)潮。2021年,在技術、商(shāng)業模式中(zhōng)摸索的能源互聯網面臨着挑戰,同時也蘊藏着機遇。

我(wǒ)們應該如何定位新型電力系統下(xià)的能源互聯網?如何看待能源互聯網示範項目的得與失?我(wǒ)國力推的新型儲能又(yòu)給能源互聯網帶來哪些機遇?

日前,記者采訪了清華大(dà)學能源互聯網研究院副院長高峰。

(來源:微信公衆号“中(zhōng)電傳媒能源大(dà)數據”  ID:zdzksjk  作者:張振興)
新型電力系統是能源互聯網發展方向
記者:2015年7月國務院發布《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》以來,能源互聯網發展已滿6年,但是行業認知(zhī)差異依然存在。能源行業認爲是能源的互聯網化升級轉型、互聯網行業則認爲是互聯網的能源化應用。您如何評價當前兩種觀點,在構建以新能源爲主體(tǐ)的新型電力系統發展目标下(xià),我(wǒ)們又(yòu)如何界定當前的能源互聯網?


高峰:爲了支撐2016年2月國家發展改革委、國家能源局、工(gōng)信部發布的國家能源互聯網行動綱領性文件《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》,清華大(dà)學能源互聯網研究院在2015年承擔了國家能源局能源互聯網戰略研究課題,辨析能源互聯網的定義、内涵、關鍵技術等。

能源互聯網是将系統性思維和數字化技術與能源生(shēng)産、傳輸、存儲、消費(fèi)以及能源市場深度融合的新型生(shēng)态化能源系統,以可再生(shēng)能源優先,以電力爲基礎,通過多能協同、供需協同等破解“能源不可能三角”。

新型電力系統是能源互聯網雙碳目标下(xià)現階段發展的核心形态。未來電力系統就像互聯網系統一(yī)樣,以平台拉近供需距離(lí),實現供需協同,大(dà)衆廣泛參與,形成新型電力生(shēng)态;以數據中(zhōng)心、5G網絡等新基建爲支撐,通過“技術+機制”創新電力生(shēng)态,實現數字轉型和能源轉型攜手共進。

記者:您如何定位新型電力系統,它應該具備哪些特征?


高峰:碳達峰、碳中(zhōng)和目标給能源革命提出了具體(tǐ)的時間表,這也是在能源發展過程、基于能源發展所取得的階段性成果而提出的目标。構建以新能源爲主體(tǐ)的新型電力系統是在雙碳目标下(xià)能源革命内涵的深化,爲電力發展指明了方向,也給電力系統推進能源革命、推進生(shēng)态文明建設、實現雙碳目标提出了具體(tǐ)要求。

新型電力系統還将呈現出其他幾個支撐性的具體(tǐ)特征。一(yī)是靈活性特征,未來的電力系統将是一(yī)個強不确定性系統,這就需要靈活性資(zī)源得到充分(fēn)利用。一(yī)方面是電源端和負荷端的靈活性,新能源将呈現智能靈活和友好并網,靈活性火(huǒ)電機組、天然氣機組和儲能電站将共同構成調峰電源體(tǐ)系;另一(yī)方面是電網靈活性,未來電網将從傳統的發輸配用的垂直單一(yī)模式轉變爲含多電力電子變換的功率與信息雙向流動模式,電網電力電子化,實現軟件定義電網。二是數字化特征,即泛在貫通,賦能高效。通過無處不在的數據采集和數據貫通,爲電力生(shēng)産、輸送、調度和消費(fèi)賦能,以電力大(dà)數據服務社會治理與經濟發展,培育新型電力數字産業,爲數字賦能。三是綜合能源多網協同,即電力的延伸特征。電力系統将與天然氣、交通、建築等多領域互聯互通,智能電網将與熱力管網、天然氣管網、交通網絡進行互聯互通,形成綜合能源供應,構成綜合能源系統,這也是推進新能源消納、實現能源電力系統高效運行的有效措施。

能源互聯網示範項目的創新價值
記者:2020年,我(wǒ)國開(kāi)展首批55個“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示範項目驗收工(gōng)作,結果顯示,55個首批能源互聯網項目中(zhōng),有部分(fēn)項目通過了驗收。我(wǒ)們應該如何看待這種情況?


高峰:能源互聯網示範項目具有探索性,全行業需要用寬容的心态看待它們。能源互聯網示範項目中(zhōng),成功的經驗、失敗的教訓,對于能源行業的發展都有參考價值。

清華大(dà)學受到國家能源局委托,從事央企能源互聯網示範項目的評審。另外(wài),受到地方政府委托,參與地方能源互聯網示範項目的評審。整個行業對能源互聯網認識程度、技術能力、投資(zī)能力存在差異,均會影響到項目的實施。這種情況下(xià),的确有部分(fēn)項目無法通過驗收,但是也有很多技術能力強、商(shāng)業模式創新,具備推廣價值的優秀項目。

記者:能源互聯網示範項目爲我(wǒ)們帶來哪些新的創新因子?能否舉例說明?

高峰:能源互聯網示範項目中(zhōng),也有很多具有開(kāi)創性的突破。例如,珠海唐家灣三端柔性直流配電網工(gōng)程建設是依托國家能源局首批“互聯網+”智慧能源示範項目進行的,是中(zhōng)國建設直流配電網、推進能源互聯網技術的重要探索。

清華大(dà)學能源互聯網研究院直流研究中(zhōng)心參與了工(gōng)程系統規劃、架構設計、工(gōng)程專題、核心技術研究、關鍵設備研發,突破了柔性直流配電網成套設計技術,自主創新研發了多套±10kV直流核心裝備,包括三端口直流斷路器、IGCT交叉箝位型換流閥。無論定制IGCT器件、裝置原理拓撲先進性,還是系統電壓等級與容量均達到目前國際最高參數水平,攻克了柔性直流配電網關鍵裝備研制難關!

珠海唐家灣三端柔性直流配電網工(gōng)程的核心在于清華大(dà)學研發的多端口的直流斷路器,它發揮能源互聯網路由器的功能,是新型電力系統所需要的數字化轉型乃至軟件定義電力系統的重要支撐。傳統電力系統更多強調可調控的資(zī)源,比如儲能電站、燃氣電站等,電網自身的靈活性相對欠缺。在電網潮流不斷變化特别是在配電側大(dà)規模接入分(fēn)布式電源時,通過電力電子模塊化裝置可以“模塊組合、靈活适配”,讓配電網設備始終運行在效率最高的工(gōng)況下(xià),改變傳統電力系統設備最佳運行工(gōng)況單一(yī)的問題,有效降低系統全工(gōng)況損耗。這就是新型電力系統下(xià)新型電力裝備實現“着力提高利用效能”目标的具體(tǐ)體(tǐ)現。

因此,我(wǒ)們認爲,基于電力電子的新型電力裝備将在新型電力系統中(zhōng)發揮越來越重要的作用。

記者:電力工(gōng)業起步之初,愛迪生(shēng)的直流電系統由于固有條件的限制,而被特斯拉的交流電系統所替代。如今直流電再次重歸人們視野。


高峰:國家号召要把握數字化、網絡化、智能化融合發展的契機,以信息化、智能化爲杠杆培育新動能。我(wǒ)們深刻認識到,數字革命與能源革命的融合,将重構能源電力系統的運行模式和電力企業的治理方式。

在大(dà)城市,電能替代正在加速,特别是電動汽車(chē)的大(dà)規模使用,城市電負荷增量很大(dà),城市資(zī)源空間受限,直流承載更高容量、功率、潮流,具有很強的适用性。直流也成爲城市配電網轉型的重要方向。

分(fēn)布式微電網直流系統内部實現模塊化,使整個系統處在效率比較高的狀态。目前,直流設備可靠性、經濟性還存在一(yī)定的發展空間,但是直流是城市配電網可以明确預知(zhī)的一(yī)個方向。大(dà)的複雜(zá)的交流系統會導緻系統震蕩等一(yī)系列問題,交流弊端顯現,分(fēn)布式微網直流系統更加高效、靈活、穩定。在以新能源爲主體(tǐ)的新型電力系統建設中(zhōng),越來越多的集中(zhōng)式、分(fēn)布式新能源接入,分(fēn)布式微網直流系統将會發揮更加重要的作用。