新型電力系統(tǒng)建設(shè)專家談
日期:2023-10-16 來源:南方電網(wǎng)報(bào)
電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院黨委書記、院長(zhǎng)杜忠明——
南方區(qū)域非化石能源高占比代表我國(guó)電力發(fā)展大趨勢(shì)
電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院黨委書記、院長(zhǎng)杜忠明認(rèn)為,隨著新型電力系統(tǒng)的加快構(gòu)建,我國(guó)非化石能源占比將逐漸提升,南方區(qū)域的高占比代表了未來電力發(fā)展的大趨勢(shì)。
記者:今年7月,中央全面深化改革委員會(huì)第二次會(huì)議提出,“要深化電力體制改革,加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng),更好推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命,保障國(guó)家能源安全?!比绾卫斫庑滦碗娏ο到y(tǒng)的特征?
杜忠明:新型電力系統(tǒng)包含了五個(gè)方面的特征。第一,清潔低碳。這始終是系統(tǒng)構(gòu)建最主要的方向和目標(biāo),因此,當(dāng)前的重點(diǎn)任務(wù)是提升非化石能源占比。目前我國(guó)非化石能源消費(fèi)比重為17%,目標(biāo)是到2030年提升至25%,壓力還是很大的。要實(shí)現(xiàn)清潔低碳發(fā)展,就必須通過新型電力系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)新能源、非化石能源可靠替代傳統(tǒng)化石能源。
第二,安全充裕。這是新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的根本任務(wù),也是保障我國(guó)用電安全、保障中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)的用電需要。根據(jù)預(yù)測(cè),未來用電會(huì)呈現(xiàn)剛性增長(zhǎng)趨勢(shì),要通過系統(tǒng)構(gòu)建保障用電需求。
第三,經(jīng)濟(jì)高效。這是高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。要通過系統(tǒng)構(gòu)建進(jìn)一步提升效率,讓系統(tǒng)運(yùn)行高效經(jīng)濟(jì),從而支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
第四,供需協(xié)同。未來電力系統(tǒng)特性從“荷隨源動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)”轉(zhuǎn)變,供需協(xié)同就顯得格外重要。特別是在需求側(cè)管理上要采取多重措施,與供應(yīng)側(cè)加強(qiáng)協(xié)同。
第五,靈活智能。這方面要通過技術(shù)與體制機(jī)制創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)升級(jí),從傳統(tǒng)系統(tǒng)向新型系統(tǒng)轉(zhuǎn)型,實(shí)質(zhì)上也是一種產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代,要通過創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)能源的清潔低碳綠色轉(zhuǎn)型,讓系統(tǒng)更加靈活智能。
記者:隨著新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建,非化石能源占比將不斷提升,我國(guó)南方區(qū)域這一數(shù)據(jù)更是大幅超過全國(guó)平均水平。今年前三季度,南方五省區(qū)新增非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量占比超八成,這有著怎樣的意義?未來南方區(qū)域如何進(jìn)一步提升比例?
杜忠明:南方資源稟賦特點(diǎn)決定了一直以來其非化石能源占比高于全國(guó)平均水平,今年以來占比超八成處于全國(guó)領(lǐng)先水平,這有兩方面意義:一是表明了南方區(qū)域在水電、風(fēng)光資源優(yōu)化配置上有了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步。西電東送水電占比明顯提升,同時(shí)風(fēng)、光電開發(fā)規(guī)模也日益擴(kuò)大,使得整個(gè)區(qū)域非化石能源占比都在提升。二是高占比代表了未來電力發(fā)展的大趨勢(shì)。我國(guó)構(gòu)建新型電力系統(tǒng),要通過新能源、非化石能源的持續(xù)開發(fā)利用來提升其占比,不光是裝機(jī)層面的數(shù)據(jù)提升,更希望終端用電消費(fèi)占比數(shù)據(jù)的提升,這也是未來努力的方向。
記者:在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過程中,西電東送戰(zhàn)略將發(fā)揮怎樣的作用?未來南方區(qū)域又該如何繼續(xù)發(fā)展西電東送?
杜忠明:西電東送在南方電網(wǎng)發(fā)展中有著舉足輕重的地位,目前,南方區(qū)域西電東送有“八交十一直”500千伏及以上通道,送電規(guī)模將近6000萬(wàn)千瓦,累計(jì)送電量突破3萬(wàn)億千瓦時(shí),這在世界上都是龐大的規(guī)模。
未來,南方區(qū)域內(nèi)部非化石能源發(fā)電開發(fā)潛力有限,因此,要從外挖潛。從電源側(cè)看,北方有沙戈荒基地、西南有西藏水電資源,南方區(qū)域要進(jìn)一步擴(kuò)大范圍和規(guī)模,從北方、西南地區(qū)送電,大力推進(jìn)西電東送、北電南送。從負(fù)荷側(cè)看,粵港澳大灣區(qū)及南方各省份經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,也會(huì)帶動(dòng)用電持續(xù)增長(zhǎng),特別是大灣區(qū)外向型經(jīng)濟(jì)明顯,清潔用電用能的需求潛力巨大,南方區(qū)域未來要擴(kuò)大綠色能源配置,向大灣區(qū)持續(xù)輸送綠色清潔的電力。 (帥泉)
清華大學(xué)副校長(zhǎng)、電機(jī)系教授曾嶸——
數(shù)字化是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的必經(jīng)之路
在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的過程中,電網(wǎng)的數(shù)字化與綠色化需要相互成就。然而,行業(yè)仍有不少關(guān)鍵核心技術(shù)有待突破創(chuàng)新。清華大學(xué)副校長(zhǎng)、電機(jī)系教授曾嶸接受記者采訪時(shí)表示,數(shù)字化與綠色化是相互依存、相互促進(jìn)的關(guān)系;構(gòu)建新型電力系統(tǒng),數(shù)字化不存在可不可選的問題,而是必然要走的路。
記者:報(bào)告提出,數(shù)字電網(wǎng)是新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的關(guān)鍵載體,以數(shù)字化、綠色化協(xié)同發(fā)展促進(jìn)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè),以數(shù)字化賦能綠色化發(fā)展,以綠色化帶動(dòng)數(shù)字化升級(jí)。您如何看待電網(wǎng)數(shù)字化與綠色化之間的關(guān)系?
曾嶸:數(shù)字化與綠色化是相互依存、相互促進(jìn)的關(guān)系。首先,數(shù)字化賦能綠色化發(fā)展,用數(shù)字信息化技術(shù)賦能電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié),促進(jìn)能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展;其次,綠色化能帶動(dòng)數(shù)字化升級(jí),不光是能源電力,鋼鐵、交通、建筑等等行業(yè)綠色化的過程都對(duì)數(shù)字化提出了巨大需求,同時(shí)也為數(shù)字化技術(shù)提供了各色應(yīng)用場(chǎng)景。
過去幾十年,我國(guó)能源電力的發(fā)展歷程就是逐步綠色化的過程,這其中數(shù)字信息化發(fā)揮著巨大作用。比如說,早期設(shè)備管理都是用紙筆記錄,后來依靠信息系統(tǒng)。而數(shù)字化內(nèi)涵則更加深刻,會(huì)涉及到業(yè)務(wù)模型的數(shù)據(jù)化、基于數(shù)據(jù)輔助分析決策等情況。對(duì)于新型電力系統(tǒng)而言,數(shù)字化不存在可不可選的問題,而是必然要走的路。
記者:當(dāng)前,我國(guó)電力行業(yè)在特高壓柔性直流、數(shù)字電力芯片等科技創(chuàng)新領(lǐng)域已取得一定成果,但與建成新型電力系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)仍有不小的距離。這其中有哪些關(guān)鍵核心技術(shù)需要突破創(chuàng)新?
曾嶸:我國(guó)電力行業(yè)最近二三十年發(fā)展很快,但客觀地說,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的任務(wù)還是很艱巨的。這么龐大復(fù)雜的電力系統(tǒng),如何保證安全可靠運(yùn)行,本身就是很大的挑戰(zhàn)。而隨著風(fēng)電、光伏接入越來越多,電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行面臨挑戰(zhàn),更要有一系列的技術(shù)保證,這些都需要不斷探索研發(fā)。未來幾十年間,行業(yè)還有不少關(guān)鍵核心技術(shù)需要突破。
具體到新型電力系統(tǒng)技術(shù),我想分幾方面加以闡述:
在電源側(cè),需要更低成本和更實(shí)用的新能源發(fā)電技術(shù),把新能源發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)更好地接入融合起來。而從整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定看,還需要一定比例的煤、氣、油發(fā)電,這些因發(fā)電產(chǎn)生的碳排放,需要突破核心技術(shù)加以捕集、封存、利用。
在電網(wǎng)側(cè),需要更加安全高效靈活的新型超/特高壓輸電技術(shù)、用于觀測(cè)電網(wǎng)的新型傳感技術(shù)、系統(tǒng)控制保護(hù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等應(yīng)用。
在負(fù)荷側(cè),要發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù),既要發(fā)展電化學(xué)儲(chǔ)能,也要發(fā)展壓縮空氣、重力儲(chǔ)能,還要發(fā)展適宜一定儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)的氫儲(chǔ)能技術(shù)。
此外,還有關(guān)于碳經(jīng)濟(jì)、新型調(diào)度等新興前沿技術(shù),也都是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)所需要的。
記者:針對(duì)這些關(guān)鍵核心技術(shù)的創(chuàng)新突破,企業(yè)與高??蒲袡C(jī)構(gòu)該如何深化合作?
曾嶸:黨的二十大報(bào)告指出,要“提升國(guó)家創(chuàng)新體系整體效能”。提升創(chuàng)新體系效能有兩個(gè)非常關(guān)鍵的主力——龍頭企業(yè)和高水平研究型大學(xué)。創(chuàng)新的目標(biāo)是提高經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益,從這層意義來講,就容易理解國(guó)家為什么提出企業(yè)是創(chuàng)新的主體。龍頭企業(yè)了解重大需求,并且有資源投入和落地場(chǎng)景,技術(shù)成果只有通過落地應(yīng)用發(fā)現(xiàn)問題,并加速迭代,才能最終形成高質(zhì)量的科技創(chuàng)新。
而頂尖高校擁有研究基礎(chǔ)、人才儲(chǔ)備等方面優(yōu)勢(shì),雙方互補(bǔ)協(xié)同創(chuàng)新是非常好的形式。企業(yè)應(yīng)與高校建立起真正高效的合作機(jī)制,把重大需求導(dǎo)入到創(chuàng)新聯(lián)合體中,聯(lián)合攻關(guān)、各展所長(zhǎng),最終形成高水平成果并應(yīng)用,給社會(huì)提供好的產(chǎn)品和服務(wù)。所以,我認(rèn)為,校企建立良好的合作機(jī)制是目前工作的重點(diǎn)。(帥泉)
中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)公司首席科學(xué)家饒宏——
在非化石能源裝機(jī)等核心指標(biāo)上,南方電網(wǎng)具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)
中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)公司首席科學(xué)家饒宏認(rèn)為,“十四五”以來,南方電網(wǎng)公司在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的理論研究與實(shí)踐探索上,取得了不少好的成果。從全國(guó)層面看,南方電網(wǎng)在非化石能源裝機(jī)及發(fā)電量占比、電能占終端能源消費(fèi)比重、客戶平均停電時(shí)間等方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
記者:近年來,南方電網(wǎng)公司在新型電力系統(tǒng)建設(shè)方面取得了哪些重要成果?
饒宏:南方電網(wǎng)公司創(chuàng)新提出將數(shù)字電網(wǎng)打造成為承載新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵載體,以數(shù)字化、綠色化協(xié)同發(fā)展推進(jìn)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)的實(shí)施路徑,科學(xué)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的“南網(wǎng)方案”。
“十四五”以來,南方電網(wǎng)公司在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的理論研究與實(shí)踐探索上,取得了不少好的成果。一是努力打造數(shù)字電網(wǎng)這個(gè)關(guān)鍵載體,支撐破解能源電力安全、綠色、經(jīng)濟(jì)“不可能三角”問題。二是在南方區(qū)域,清潔電源為主體的供給格局已經(jīng)基本形成。三是南方電網(wǎng)公司已基本建成現(xiàn)代供電服務(wù)體系。四是積極推進(jìn)南方區(qū)域電力市場(chǎng)建設(shè)。五是加大科研和創(chuàng)新力度,推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
記者:新型電力系統(tǒng)具有哪些關(guān)鍵性特征?
饒宏:南方電網(wǎng)公司系統(tǒng)研究提出表征新型電力系統(tǒng)的十個(gè)核心指標(biāo),包括非化石能源裝機(jī)/發(fā)電量占比、新能源電力滲透率、新能源消納率等,構(gòu)成了一套客觀科學(xué)的指標(biāo)體系。從全國(guó)層面看,南方電網(wǎng)在非化石能源裝機(jī)及發(fā)電量占比、電能占終端能源消費(fèi)比重、客戶平均停電時(shí)間等方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
記者:具體到粵港澳大灣區(qū)新型電力系統(tǒng)建設(shè),我們已經(jīng)取得了哪些成效?
饒宏:粵港澳大灣區(qū)在新發(fā)展格局中具有重要戰(zhàn)略地位。我們建成了灣區(qū)柔性直流互聯(lián)主網(wǎng)架,通過柔性直流背靠背工程,實(shí)現(xiàn)了直流多饋入負(fù)荷中心電網(wǎng)分區(qū)和柔性互聯(lián),有效降低了交直流互相影響、短路電流超標(biāo)和大面積停電風(fēng)險(xiǎn)。
另外,粵港澳大灣區(qū)周邊海上風(fēng)電資源豐富,我們積極推動(dòng)海上風(fēng)電高質(zhì)量發(fā)展,全力服務(wù)好粵西、粵東千萬(wàn)千瓦級(jí)海上風(fēng)電集群的有序接入和友好并網(wǎng)。同時(shí),南方電網(wǎng)公司大力加強(qiáng)科技創(chuàng)新力度,在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、裝備研制、示范應(yīng)用等方面取得了突破性進(jìn)展,促進(jìn)了電力工業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚壯大。
記者:通過這份報(bào)告,我們可以看出南方電網(wǎng)公司在技術(shù)路線上具有哪些特色?
饒宏:從新型電力系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)路線上看,南方電網(wǎng)公司在數(shù)字電網(wǎng)、柔性直流輸電等方面具有顯著的特色。南方電網(wǎng)西電東送采用直流輸電為主的技術(shù)路線,在特高壓遠(yuǎn)距離大容量多端直流輸電和柔性直流輸電方面,取得了多項(xiàng)世界第一。多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,我們的電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)清晰、經(jīng)濟(jì)合理,運(yùn)行安全可控。這樣的發(fā)展路線,符合南網(wǎng)特點(diǎn),取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。(帥泉 郭冬冬 宿雪晶)