新型電力系統(tǒng)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)措施

新型電力系統(tǒng)建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)措施摘要：目前，國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高。隨著大規(guī)模集中式、分布式新能源逐步接入電力系統(tǒng)在供需平衡、清潔能源消納等方面面臨重大挑戰(zhàn)。改變以火電為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式，主動(dòng)構(gòu)建適應(yīng)新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)是“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)指引下實(shí)現(xiàn)能源電力領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型的必由之路。發(fā)展綜合服務(wù)是支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要舉措。綜合能源服務(wù)可以在多能協(xié)同互補(bǔ)、分布式能源開(kāi)發(fā)利用、微電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用等方面發(fā)揮積極作用，推動(dòng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)，提高終端電氣化及能效水平是加快能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的重要路徑是提升能源系統(tǒng)效率和可再生能源比重的重要手段有利于電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。關(guān)鍵詞：新型；電力系統(tǒng)建設(shè)；面臨挑戰(zhàn)；應(yīng)對(duì)措施引言建立起新型電力系統(tǒng)是我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)的主要方向，文章分析了雙碳目標(biāo)以及在該目標(biāo)下我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)正面臨的挑戰(zhàn)，研究目前新型電力系統(tǒng)建設(shè)的主要技術(shù)，最后從不同角度分析新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑。通過(guò)研究，指出我國(guó)新型電力系統(tǒng)的建設(shè)方向，解決目前電力系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題。1新型電力系統(tǒng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)1.1源一荷精細(xì)化預(yù)測(cè)相對(duì)于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，新一代電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有更強(qiáng)的隨機(jī)性，尤其是風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源，發(fā)電量很難受人類(lèi)控制，因此需要建立可以應(yīng)對(duì)隨機(jī)情況的決策模型，方便開(kāi)展對(duì)電力系統(tǒng)的管理和控制工作。風(fēng)能和太陽(yáng)能會(huì)受到風(fēng)速、陽(yáng)光照射強(qiáng)度的影響，因此可以根據(jù)光照強(qiáng)度和風(fēng)速的分布特性，建立能源的隨機(jī)出力模型，完成對(duì)發(fā)電狀況的預(yù)測(cè)。1.2低碳電力市場(chǎng)的機(jī)制分析低碳電力市場(chǎng)以新型電力系統(tǒng)作為最基本的應(yīng)用場(chǎng)景，其內(nèi)部的碳交易、電力市場(chǎng)互動(dòng)機(jī)制、運(yùn)營(yíng)模式是目前研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。隨著各國(guó)對(duì)碳排放控制的重視，很多國(guó)家都加強(qiáng)了對(duì)碳交易市場(chǎng)建設(shè)的探索，但是目前還沒(méi)有形成系統(tǒng)化的碳市場(chǎng)交易規(guī)則，一般都采取免費(fèi)分酉S和拍賣(mài)兩種方式打包碳配額。我國(guó)已經(jīng)建立了很多碳交易試點(diǎn)，積累了很多碳市場(chǎng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，由于電力市場(chǎng)和碳交易市場(chǎng)之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性，所以結(jié)合兩者的交互關(guān)系，通過(guò)建立適合我國(guó)國(guó)情的低碳市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制和運(yùn)營(yíng)方式，對(duì)改革我國(guó)電力系統(tǒng)具有十分重要的意義。2面臨的挑戰(zhàn)2.1電源側(cè)隨著新能源出力波動(dòng)與負(fù)荷需求波動(dòng)疊加后的凈負(fù)荷峰谷差明顯增大，電力系統(tǒng)需要解決調(diào)峰、調(diào)頻、靈活調(diào)節(jié)資源稀缺，低慣性、抗擾動(dòng)能力弱，新能源機(jī)組低、高電壓穿越等問(wèn)題。從平衡角度來(lái)看，新型電力系統(tǒng)從'源隨荷動(dòng)”轉(zhuǎn)為“源荷互動(dòng)”，傳統(tǒng)的平衡方式是單向鏈條，電源側(cè)跟蹤負(fù)荷變化，未來(lái)新型電力系統(tǒng)的平衡將會(huì)出現(xiàn)一些新特征，給原有電網(wǎng)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。2.2電網(wǎng)側(cè)“一低、兩高、雙峰、雙隨機(jī)'的新型電力系統(tǒng)及交直流混聯(lián)電網(wǎng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)給電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，電網(wǎng)需不斷提升系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡能力、清潔能源消納能力及資源優(yōu)化配置能力。新能源高比例接入電力系統(tǒng)后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小頻率調(diào)節(jié)能力降低，系統(tǒng)短路容量下降抗擾動(dòng)能力降低，同時(shí)，系統(tǒng)無(wú)功支撐能力降低，暫態(tài)過(guò)電壓?jiǎn)栴}突出，新能源機(jī)組存在大規(guī)模電網(wǎng)解列可能，這些都增加了電網(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、電能質(zhì)量控制及維持系統(tǒng)平衡提出了更高要求。2.3用戶(hù)側(cè)多元、互動(dòng)、靈活的用能設(shè)備大量接入對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行控制、終端電能質(zhì)量等造成重大影響。分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)、智能用電等交互式設(shè)備大量接入，潮流流向?qū)l(fā)生改變，電壓分布、諧波等影響配電網(wǎng)電能質(zhì)量，終端無(wú)序用電將會(huì)增加凈負(fù)荷峰谷差，功率波動(dòng)問(wèn)題更加突出，配電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力和消納能力面臨挑戰(zhàn)，安全穩(wěn)定運(yùn)行受到影響。同時(shí)，無(wú)論是電源還是電網(wǎng)若按傳統(tǒng)最大負(fù)荷進(jìn)行規(guī)劃，設(shè)備利用率將會(huì)降低。3新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑3.1電源側(cè)優(yōu)化在雙碳目標(biāo)下，新能源發(fā)展會(huì)得到更多支持，為了滿(mǎn)足發(fā)展需要，電源側(cè)需要具備更高的靈活性，通過(guò)加強(qiáng)新能源的儲(chǔ)能控制、多能互補(bǔ)，滿(mǎn)足能源的可靠供應(yīng)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。新能源發(fā)電技術(shù)方面的發(fā)展。新能源發(fā)電由于會(huì)受到自然條件的影響，因此必須要保證對(duì)發(fā)電的預(yù)測(cè)精度，尤其要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)電、光電的預(yù)測(cè)，可以給新能源的使用帶來(lái)更好的基礎(chǔ)。加強(qiáng)預(yù)測(cè)有助于提升發(fā)電的可控性，但也需要對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的交易進(jìn)行精確預(yù)測(cè)，從而建立性能靈活的電源發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源的多樣化供應(yīng)，滿(mǎn)足對(duì)源網(wǎng)協(xié)調(diào)能力的要求?？梢允褂锰摂M同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，保證對(duì)風(fēng)光發(fā)電更強(qiáng)的干涉性能，提升電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.2建立高效率的配置平臺(tái)電網(wǎng)是連接電力生產(chǎn)和消費(fèi)的樞紐平臺(tái)，針對(duì)隨機(jī)性更強(qiáng)的新能源系統(tǒng)，需要采用全新的配置方式，應(yīng)對(duì)新能源生產(chǎn)存在的波動(dòng)性、間歇性特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)消納，發(fā)揮電網(wǎng)的橋梁紐帶作用。優(yōu)化電網(wǎng)架構(gòu)。新型電力系統(tǒng)需要電網(wǎng)成為一個(gè)結(jié)構(gòu)范圍更大、更為清潔高效的能源配置平臺(tái)，所以應(yīng)加強(qiáng)對(duì)特高壓直流輸電、柔性直流輸電等電力工程技術(shù)的研究，滿(mǎn)足大跨度的電力輸送需求，有效實(shí)現(xiàn)新能源的消納。不同電網(wǎng)區(qū)域，應(yīng)該加強(qiáng)跨區(qū)互補(bǔ)的建設(shè)，促進(jìn)區(qū)域之間的靈活聯(lián)網(wǎng)配置，提升供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性，以及滿(mǎn)足大范圍能源資源配置的要求。加強(qiáng)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用。增加數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以提升電網(wǎng)的感知能力、控制能力以及反應(yīng)速度，在電力系統(tǒng)中，可以使用的技術(shù)包括大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)等，圍繞新型電力系統(tǒng)的控制需求，建立電力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的智慧管理能力，以及針對(duì)消費(fèi)、交易、儲(chǔ)存等問(wèn)題的決策能力。3.3挖掘負(fù)荷側(cè)資源需求潛力在雙碳背景下，對(duì)能源的消費(fèi)將會(huì)形成全新的模式，負(fù)荷的結(jié)構(gòu)也會(huì)朝著多元化的方向發(fā)展，負(fù)荷的變化特性也會(huì)更為復(fù)雜。需要加強(qiáng)對(duì)需求側(cè)潛力的挖掘，加強(qiáng)電力系統(tǒng)的雙向互動(dòng)，建立起全新的電源消納模式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的過(guò)功能互補(bǔ)，提升能源消費(fèi)的電氣化水平。強(qiáng)化對(duì)負(fù)荷側(cè)的管理。通過(guò)挖掘用戶(hù)側(cè)可調(diào)節(jié)的資源，利用數(shù)字化手段可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)調(diào)節(jié)，以及完成對(duì)所需信息的監(jiān)測(cè)工作，滿(mǎn)足對(duì)負(fù)荷的控制需求，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)充電樁、分布式電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)管理，可以繼續(xù)對(duì)用戶(hù)資源進(jìn)行更深層次的挖掘，并且能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資源的聯(lián)合互動(dòng)。為進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)用戶(hù)側(cè)的控制，也要加入對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)使用，提升對(duì)負(fù)荷的反應(yīng)能力。結(jié)語(yǔ)新型電力系統(tǒng)接入的大量分布式能源發(fā)電設(shè)施、儲(chǔ)能裝置及可以靈活調(diào)節(jié)的用電設(shè)備，要求通過(guò)數(shù)字化的手段實(shí)現(xiàn)單體控制和協(xié)同優(yōu)化，控制量大、計(jì)算量大、通信量大，控制系統(tǒng)性能要求高。通過(guò)電網(wǎng)分區(qū)，可以極大減少每個(gè)區(qū)域控制系統(tǒng)面對(duì)的對(duì)象，從而極大簡(jiǎn)化控制策略，降低運(yùn)算量和通信要求，保障控制指令可靠執(zhí)行。區(qū)域性電網(wǎng)優(yōu)化有利于電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃投資。采用網(wǎng)格化的思維，以更加獨(dú)立的網(wǎng)格化規(guī)劃為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的