“雙碳”背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)與建議

“雙碳”背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)與建議摘

要：在當前雙碳背景下，需要構(gòu)建以低碳能源為主體的電力系統(tǒng)，從不可再生能源主導(dǎo)朝著可再生能源主導(dǎo)的方向過度，將傳統(tǒng)發(fā)電的石化能源轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵭湍茉矗P(guān)注新型平衡體系、復(fù)雜安全機理、成本疏導(dǎo)機制變革。在實際執(zhí)行過程中，分析研判新型電力系統(tǒng)演化路徑，結(jié)合實際情況選擇高效率、高質(zhì)量的技術(shù)，下面將對此展開分析與論述，從問題方面你入手提出了具體的發(fā)展建議。關(guān)鍵詞：雙碳背景；新型電力系統(tǒng)；挑戰(zhàn)與建議前

言：近年來我國為達成節(jié)約型社會建設(shè)目標，不斷推進能源改革，積極推進“以電代煤、以電代油”的替代技術(shù)，提升了電氣化水平，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和奠定了堅實基礎(chǔ)。電力行業(yè)若想在當前背景下實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，就必須要做好相應(yīng)的優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，現(xiàn)如今新能源的集中式開發(fā)、規(guī)模化利用已成為實現(xiàn)資源大范圍優(yōu)化配置的重要手段，但實際應(yīng)用中也受到諸多因素的影響，對電力系統(tǒng)的建設(shè)和運行較為不利，下面即將對此展開分析與論述。1雙碳"背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)概述傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是以常規(guī)火電機組為主力電源，新型電力系統(tǒng)是以新能源為主體電源，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基于常規(guī)電源發(fā)電側(cè)的精準控制，新型電力系統(tǒng)中則隨機性、間歇性特征明顯，電源負荷側(cè)界明確，現(xiàn)如今已成為未來新型電力系統(tǒng)發(fā)展形態(tài)主要特征[1]。為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，貫徹落實我國能源安全新戰(zhàn)略，需要采取更加有力的政策和措施，著力提高新能源的利用效能，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和，實施可再生能源替代行動。2021年10月，我國提出了《2030前碳達峰行動方案》，要求推動可再生電力資源大范圍優(yōu)化配置，為此現(xiàn)階段電力企業(yè)若想契合時代發(fā)展，就需要做好電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，加快電力脫碳與清潔能源的有效應(yīng)用，最終實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標。2雙碳背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的發(fā)展電力系統(tǒng)自動化不僅能模高供電質(zhì)量和效率，且能夠保證供電的可靠性以及穩(wěn)定性，許多西方發(fā)達國家早在十九世紀末期便對新能源技術(shù)進行研究，而我國一九八七年才首次對新能源進行研究，雖然未能成功但填補能源消耗量加劇的缺口，但也為未來提供了全新的發(fā)展方向。在我國提出“雙碳”目標后，各企業(yè)開始投入大里資金對電氣系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型優(yōu)化進行研究，并取得了顯著成果，且隨著我國科學(xué)技術(shù)得不斷發(fā)展，其體系也在隨之完善，現(xiàn)已成為了電力企業(yè)生產(chǎn)主要力量之一，大大降低了不可再生能源的消耗量，提高了電力企業(yè)運行的效益。

目前我國電力企業(yè)應(yīng)用的CC-2000、OPEN-200、SD-6000等系統(tǒng)皆采用了開放式能源應(yīng)用設(shè)計，不僅靈活性及適用性強，且穩(wěn)定性和可靠性也非常好，其中SD-6000系統(tǒng)，具有非常強大的云圖功能和自動回撥功能，集成了調(diào)動投影、單線圖技術(shù)等，現(xiàn)已應(yīng)用到電力系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)中[2]。電氣工程及其自動化技術(shù)促進了電力工業(yè)持續(xù)發(fā)展，但由于波形突變、頻率偏低等現(xiàn)象，導(dǎo)致電能質(zhì)量不能得到保障，通過自動化電力系統(tǒng)的實時監(jiān)控，保障其他節(jié)點的在正常運行，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)安全、可靠運行，加快電力系統(tǒng)自動化發(fā)展進程。3雙碳背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)3.1主體能源轉(zhuǎn)變我國在未來能源消費總量將會在達到峰值后逐步下降，但從我國當前的調(diào)查研究結(jié)果中看，電能消費總量一直呈上升趨勢，若想滿足雙碳背景下的要求，就必須從電力系統(tǒng)優(yōu)化方面入手，應(yīng)用清潔能源降低不可再生能源消耗，實現(xiàn)從“補充能源”向“主體能源”的轉(zhuǎn)變。預(yù)計到2030年，新能源發(fā)電量將達到3.5萬億干瓦時，且后續(xù)新能源發(fā)展將進一步提速，成為電力系統(tǒng)的重要支撐。3.2可靠容量不足風電、光伏可靠性偏低一直是當前電力企業(yè)有待解決的問題之一，在未來不可再生能源控制下，傳統(tǒng)大電網(wǎng)將難以滿足未來電力輸送需求[3]?，F(xiàn)階段我國能源資源與負荷呈逆向分布，各地區(qū)用電量需求與日俱增，社會用電量就將達到6萬億千瓦時，為此在后續(xù)調(diào)整中應(yīng)對此加大關(guān)注，注重可再生能源的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化方面，保證新型電力系統(tǒng)能夠契合雙碳背景下的要求。3.3運行方式復(fù)雜由于新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度運行方式較為復(fù)雜，電力系統(tǒng)源荷界限仍然較為模糊，且隨著后續(xù)電力系統(tǒng)中電力電子裝備增加，動態(tài)特性將發(fā)生深刻變化，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定將成為挑戰(zhàn)，如不結(jié)合實際對此進行相應(yīng)的優(yōu)化，不僅會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓支撐與調(diào)節(jié)能力急劇下降，拖慢電力企業(yè)的發(fā)展進程，且會影響我國“雙碳”目標的實現(xiàn)，為此在后續(xù)需要進行技術(shù)創(chuàng)新，以此來規(guī)避此類風險。5雙碳"背景下構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的建議面向我國碳達峰碳中和目標，需要突破新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵期和窗口期，解決好新能源與傳統(tǒng)能源的矛盾，具體的優(yōu)化建議如以下幾個方面。4.1明確發(fā)展規(guī)劃目標在當前雙碳背景下，若想構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，應(yīng)以低碳電力技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動力，將確保能源電力安全作為前提，以清潔能源為供給主體，統(tǒng)籌源、網(wǎng)、荷、儲資源，滿足電力安全供應(yīng)的綜合性目標。新型電力系統(tǒng)要適應(yīng)低碳節(jié)約的核心目標，承擔繁重的轉(zhuǎn)型任務(wù)，形成源網(wǎng)荷儲協(xié)同消納新能源的格局，保障能源供需和防范風險的安全性電力系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，要做好新型電力系統(tǒng)各方面的創(chuàng)新發(fā)展工作，形成各層次電力市場協(xié)同運行、統(tǒng)一交易規(guī)則與技術(shù)標準，構(gòu)建更高的資源優(yōu)化配置空間，并結(jié)合發(fā)展需求健全多層次的統(tǒng)一市場體系，進一步發(fā)揮中長期市場平衡供需的作用，形成治理完善的電力市場體系[4]。4.2提升專業(yè)人員素質(zhì)新能源是我國節(jié)約型社會發(fā)展的產(chǎn)物，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，需要結(jié)合當前工作的實際情況建立控制結(jié)構(gòu)，掌握系統(tǒng)運行中的情況，在實際自動化控制中還能應(yīng)用反向?qū)W習算法計算各類參數(shù)，有效降低自動化控制誤差。同時，相關(guān)人員需要著重關(guān)注軟件控制、狀態(tài)預(yù)測、模糊控制等部分，接相關(guān)設(shè)備的參數(shù)波動可以準確極度，靈活運用仿真技術(shù)手段TCP/IP協(xié)議，及時發(fā)現(xiàn)并改進不準確不達標的指標，從而消除影響系統(tǒng)運行安全的各類風險因素。

4.3加快推進技術(shù)改造若想加強內(nèi)部管理與監(jiān)督，需要將現(xiàn)代化轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用在電力生產(chǎn)中，建立總體的結(jié)構(gòu)和模塊，滿足雙碳背景的要求。在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中，可以應(yīng)用ECS將相關(guān)電氣設(shè)備關(guān)聯(lián)，合并到ECS平臺上提高電力系統(tǒng)工作效率，進而在更短的時間內(nèi)完成更多電網(wǎng)處理。由于我國電力應(yīng)用的深度及廣度越來越強，因此需要應(yīng)用柔性交流輸電技術(shù)，結(jié)合地區(qū)情況配置240V、120V配電網(wǎng)絡(luò)及13kV、14kV網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)揮新能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的作用，提高電網(wǎng)運行的合理性及科學(xué)性。

4.4配電智能改造升級加快配電網(wǎng)改造和智能化升級，統(tǒng)籌推進配電網(wǎng)改造升級，為火電受控背景下靈活調(diào)節(jié)資源建設(shè)做好準備。在繼續(xù)推進已有火電靈活性改造的基礎(chǔ)上，重點啟動抽水蓄能示范電站建設(shè)，積極推進“新能源＋儲能”配比，協(xié)調(diào)技術(shù)發(fā)展與碳減排目標，充分考慮碳中和目標的倒逼驅(qū)動，開展低碳電力調(diào)度，關(guān)注高比例可再生能源并網(wǎng)后的安全穩(wěn)定運行，分析虛擬同步技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性，從而進一步凸顯電力系統(tǒng)碳減排的作用。結(jié)束語：在當前雙碳背景下，需要貫徹落實我國能源安全新戰(zhàn)略，推進能源生產(chǎn)和消費革命，結(jié)合發(fā)展需求構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，促進電力領(lǐng)域脫碳。為此需要在實際工作開展中建立新型平衡體系，從結(jié)構(gòu)、形態(tài)、技術(shù)等方面入手進行調(diào)整，分析研判新型電力系統(tǒng)的路徑，從而為我國后續(xù)發(fā)展建設(shè)提供相應(yīng)的幫助。參考文獻：[1]舒印彪,陳國平,賀靜波,等.構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)框架研究[J].中國工程科學(xué),2021,23(6):61-69.[2]袁家海,張凱."碳中和"目標下,新型電力系統(tǒng)中常規(guī)煤電退