以互聯網思維審視和改變傳統電力系統
發布日期:2020-05-23 09:42 瀏覽次數:

電力系統在人們印象中是較為傳統的產業,轟鳴的發電機、嗡嗡作響的變壓器和高空中舒展的高壓線等電力裝備,是工業時代的標志,其很難讓人把它與互聯網聯系到一起。然而,電力系統的確天然具有互聯網基因。通過四通八達的電線來傳輸互聯網信息是早已實現的技術,并在進一步發展。各類一次能源發電和分散化布局的電源結構通過大規;ヂ摰妮斉潆娋W絡,鏈接千家萬戶使用,具有天然的網絡化基本特征;傳統電力系統終端用戶用電早已實現“即插即用”,也具有典型的開放和分享的互聯網特征。

電力系統是****能源調節的大動脈。各種不同的能源形式具有不同的波動特點,同時又要滿足不同需求的波動性,其匹配關系非常復雜,因此通過智能計算、大數據技術和互聯網思維對能源進行統籌規劃,對于我國拓展多種形式的能源、降低能源成本、提高能源利用效率、促進綠色能源發展極其重要。新一代電力系統作為新一代能源系統的核心,其理念和目標與能源互聯網高度契合。****科學院院士周孝信關于“以互聯網思維審視和改變傳統電力系統”的觀點,正是抓住了新一代電力系統的發展方向。此外,智能計算、大數據分析和互聯網思維也使得電力系統的觸角延伸入社會的方方面面,任何人不可能不使用電力能源,而只要使用電力能源,他就是電力網絡的一個終端,在互聯網思維看來,其潛在市場十分具有想象力。

4月25日,2019****電力工業發展高峰論壇在北京舉行,論壇上,****科學院院士、****電力科學研究院名譽院長周孝信從新一代能源系統的關鍵指標出發,闡釋了對能源互聯網的內涵和認知,提出在新形勢下,應以互聯網思維來審視和改變傳統電力系統,使其獲得更長遠的發展。

推動能源轉型構建新一代電力系統

周孝信院士認為,目前,我國正處在能源轉型的關鍵時期,我國能源轉型與革命的核心戰略目標應是大力推動能源轉型,構建清潔低碳、安全高效的新一代能源系統。新一代能源系統具備實現可再生能源優先、因地制宜的多元能源結構,集中分布并舉、相互協同的可靠能源生產和供應模式,面向全社會的平臺型、商業型和用戶服務型等主要特征。在新一代能源系統中,電氣化是其*主要的參數演化趨勢之一。

目前,我國正在實行第三代電網,其目標是從21世紀初到21世紀中葉,實現以可再生能源等非化石能源發電為主(發電量將占到70%~80%以上),將骨干電源與分布式電源結合,骨干電網與局域配額網、微網結合,實現智能的電網控制、保護系統,智能輸變電設備和網絡的自愈,大容量、低損耗、環境友好的輸電方式,使得供電可靠性大幅提高,基本排除用戶的意外停電風險,集中于分布結合的規模經濟型,分布式能源廣泛接入的智能配電網、微網,提供雙向能源電流、綜合能源、電力和信息服務。綜合來說,第三代電網是100多年來,****、二代電網(電力系統)的傳承和發展,是新形勢下推動能源轉型發展,構成新一代能源系統核心的新一代電力系統。

新一代電力系統的主要技術特征主要包括高比例可再生能源電力系統,高比例電力電子裝備電力系統,多能互補的綜合能源電力系統,信息物理融合的智慧能源電力系統。其中高比例可再生能源電力系統中的風光發電成本近年來持續降低。以光伏行業為例,近10年來,我國光伏組件價格從每瓦近50元左右降到2~2.2元左右;光伏逆變器價格從每瓦2元左右降到0.2元左右;整個光伏系統成本從每瓦60元左右降到5元左右。2007年至2018年,光伏度電成本累計下降約90%,光伏領跑基地****中標電價已降低至0.31元/度(青海格爾木),低于當地的脫硫煤標桿電價。此外,全球陸上風電加權平均LCOE成本下降了85%,由1983年的0.4美元/度下降至2017年的0.06美元/度。而高比例可再生能源電力系統運用中,化學電池儲能應用的進展也值得關注;瘜W電池儲能的主要功能在于其能有效緩解用電高峰局部電網供電不足問題,為電網運行提供多種輔助服務,為當地電網的安全平穩運行提供保障。比較突出的一個例子是江蘇鎮江-電網側的電池儲能電站,其總儲能容量達到101MW/202MWH,于2018年7月18日建成并網。而在建的甘肅省區域大規模儲能電站,其總容量將達到180MW/720MWH,其建成后,預計年利用新能源棄電量約2.2億度,助力甘肅新能源棄光率下降1~2%。多能互補的綜合能源電力系統,則主要體現在源端基地和終端消費綜合能源電力系統上。源端基地綜合能源電力系統中,水電、風電、太陽能發電、靈活煤電等能源基地和儲能通過直流輸電網實現多能互補向中東部輸電;電力供熱制冷、產業耗電、多種途徑就地消納;電解制氫、制甲烷就地利用或通過天然氣管道東送。

樹立能源戰略互聯網思維深度融合

周孝信院士還詳細介紹了傳統電力系統所具備的互聯網特征。主要包括,傳統電力系統中各類一次能源發電和分散化布局的電源結構通過大規;ヂ摰妮斉潆娋W絡,鏈接千家萬戶使用,具有天然的網絡化基本特征;傳統電力系統終端用戶用電早已實現“即插即用”,具有典型的開放和分享的互聯網特征。這是計算機信息系統多年奮斗才得以實現的理念。傳統電力系統具有典型的互聯網思維,與信息互聯網進一步廣泛融合,以互聯網思維改造傳統電力系統,與信息通信技術深度融合,建設能源互聯網,是構建新一代電力系統的關鍵步驟。

但是,目前傳統電力系統在互聯網的軟硬件方面尚有諸多不足。傳統電力系統單一的電能生產、傳輸配送和使用的傳統模式不能實現多能協同互補,以高效滿足用戶多種能源需求。傳統電力系統的用戶目標單一,以用戶為中心的理念和信息對稱、雙向互動的能力欠缺。傳統電力系統集中統一的管理、調度、控制系統不適應大量分布式新能源發電、用電的高效一體化系統,不適應接入綜合能源電力系統供需分散、系統扁平的發展趨勢。

基于此,****電網公司近期提出了大力構建新一代電力系統的能源互聯網企業戰略目標。其內容主要是以互聯網思維和技術建設清潔低碳、高效安全的新一代能源系統,實現能源轉型。能源互聯網是在智能電網的基礎上,互聯網思維理念、技術與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源系統和能源產業發展新形態,是新一代能源系統的重要發展方向。新一代電力系統作為新一代能源系統的核心,其理念和目標與能源互聯網高度契合,其核心目標都是要解決我國能源革命的首要問題,即****限度開發利用可再生能源,*高程度提高能源綜合利用效率,實現能源系統的可持續發展。

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