“新技能”加速电力系统转型

本文转自：中国改革报

“新技能”加速电力系统转型

国家能源局发布的《新型电力系统发展蓝皮书》提出，电力系统调控运行模式要由单向计划调度向源网荷储多元智能互动转变，氢、储应用意义深远

□ 吴 昊

随着“双碳”战略逐步推进，电力系统的功能定位、供给结构、系统形态正在被重塑。国家能源局近日发布的《新型电力系统发展蓝皮书（征求意见稿）》（以下简称《蓝皮书》）提出，电力供给结构要从以化石能源发电为主体向新能源提供可靠电力支撑转变；电力系统调控运行模式要由单向计划调度向源网荷储多元智能互动转变。

近年来，在一系列政策推动下，我国电力系统的转型按下“快进键”。作为新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体，新型电力系统以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务，以源网荷储多向协同、灵活互动为坚强支撑，“打造新型电力系统”的“历史大戏”正在新的机遇和挑战中加速上演。

叠加“新技能”

电力系统迎接“工业4.0”

当前，“工业4.0”是各行各业重要的转型目标，智能化、数字化等一大批新的技术被叠加在传统产业之上。对于电力系统，智慧融合正在成为构建新型电力系统的基础保障，在这些新技术的加持下，电网正逐渐变得“聪明”起来。《蓝皮书》指出，新型电力系统以数据为核心驱动，呈现出数字与物理系统深度融合的特点。

未来，适应新型电力系统海量异构资源的广泛接入、密集交互和统筹调度，“云大物移智链边”等先进数字信息技术在电力系统各环节广泛应用，将助力各环节实现高度数字化、智慧化、网络化的革新升级。基于人工智能、大数据、云计算等新兴技术，智慧化调控运行体系将加快升级，满足分布式发电、储能、多元化负荷发展需求。

除了与智能化、数字化和互联网技术的融合，电力系统本身的新技术也是其转型的动力。比如，响应速度快、可控性好、运行方式灵活的柔性直流技术。业内专家表示：“如果把电网比作一张输送电力的‘路网’，那么柔性直流就像一辆行驶其中的‘超级货车’，与交流和常规直流相比，它不用牵引，不挑道路，可随时‘卸货’，可随时切换方向，能把‘忽大忽小’的风力发电和光伏发电稳妥送出。”

随着“新技能”的不断叠加，未来电力系统将能够在不同应用场景中促进新能源消纳利用。《蓝皮书》提出，电网稳步向柔性化、智能化、数字化方向转型，大电网、分布式智能电网等多种新型电网技术形态融合发展。电网全面柔性化发展，常规直流柔性化改造、柔性交直流输电、直流组网等新型输电技术广泛应用，将支撑“大电网”与“分布式智能电网”的多种电网形态兼容并蓄。

面向新能源

储能与多能互补协同发力

在实现“双碳”目标、能源转型的道路上，风电、光伏发电是最为核心的技术之一。但随着风光发电占比的不断提升，新能源波动性和间歇性造成的电力输出不稳定，给电力系统带来了巨大的挑战，并造成了“弃风弃光”的消纳难题。而解决消纳等新能源大规模发展的难题，储能在电力系统中的应用被普遍认为是“一剂良药”。

目前，储能已具备快速发展的基础，未来应抓住新型电力系统平衡这条主线，结合不同储能的技术特点进行科学配比。专家认为，从技术特点及电网友好性看，抽蓄、光热及储热具有运行稳定、储能时间相对较长、电网友好型强等优势，未来或将有较高配比。比如，光热发电有助于解决高比例可再生能源系统的电力电量供应问题、系统灵活调节问题以及电力系统安全问题。

从储能在电力系统中应用的角度，《蓝皮书》提出，系统形态由“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变，电网多种新型技术形态并存，推动解决新能源发电随机性、波动性、季节不均衡性带来的系统平衡问题，多时间尺度储能技术规模化应用。

除了储能的应用，在源端的多能互补，也被视为一把打开解决新能源消纳问题之门的钥匙。有专家坦言，未来要加快构建以储能为核心的多能互补新能源体系，“构建新型电力系统，需要促进新型储能多元化发展，推动热储能、氢储能、电化学储能等各类储能形式发展，同时积极发展源网荷储一体化和多能互补”。

为此，《蓝皮书》要求，充分利用各类电源互补互济特性，构建多元绿色低碳电源供应结构。科学有序安排新增电源装机规模、结构和布局，充分发挥水、核、风、光、煤、气等多能互补优势。统筹水电开发和生态保护，积极安全有序发展核电，大力推动新能源开发建设，按需规划清洁高效火电合理布局，因地制宜发展生物质能发电。

三个“小目标”

打造电氢互补能源体系

为更好地护航电力系统转型建设，《蓝皮书》以2030年、2045年、2060年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点，制定新型电力系统“三步走”发展路径，即加速转型期（当前至2030年）、总体形成期（2030年至2045年）、巩固完善期（2045年至2060年），有计划、分步骤推进新型电力系统建设的“进度条”。

其中，在“加速转型期”，要推动各产业用能形式向低碳化发展，非化石能源消费比重达到25%，新能源开发实现集中式与分布式并举，引导产业由东部向中西部转移。在“总体形成期”，随着水电、新能源等大型清洁能源基地的开发完成，跨省跨区电力流规模进入峰值平台期，电力系统清洁低碳化转型提速，新型电力系统总体形成。

而到了“巩固完善期”，实现全社会绿色转型和智慧升级是其核心功能定位，高开放性是新型电力系统持续演化、释放更多战略价值潜力的关键驱动力。随着支撑新型电力系统构建的重大关键技术取得创新突破，以新能源为电量供给主体的电力资源与其他二次能源融合利用，助力新型能源体系逐步成熟完善。

在构建新型电力系统的进程中，氢作为一种二次能源，其与电力协同互补形成的“电氢”体系，被寄予厚望。专家指出，风电和光伏的大规模发展需要大容量储能技术和氢能技术与之相匹配，解决其固有的不稳定性问题。未来，电能和氢能将共同作为绿色能源的终端形态，“电氢能源体系”将成为构建现代能源体系的途径之一。

在《蓝皮书》的三个“小目标”中，氢的应用成为电力系统转型的重要任务。在“巩固完善期”，交通、化工领域绿电制氢、绿电制甲烷、绿电制氨等新技术新业态新模式将大范围推广。通过电转氢、电制燃料等方式与氢能等二次能源融合利用，重点发展基于液氢和液氨的化学储能等长时储能技术路线。