首先了解三個(gè)概念:
(1)“碳達(dá)峰、碳中和”:是我國(guó)的能源戰(zhàn)略,通過(guò)新能源與電力替代,將來(lái)實(shí)現(xiàn)能源自給自足。
(2)新型電力系統(tǒng):有五大特點(diǎn),第一,綠色低碳,新能源成為電量供應(yīng)的主體;第二,多能互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化發(fā)展,冷熱電氣水多能聯(lián)供,開(kāi)展綜合能源服務(wù);第三,源網(wǎng)荷儲(chǔ)高度融合;第四,建立起一個(gè)有效競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)體系;第五,建立一個(gè)智慧高效的電力系統(tǒng)。
(3)源網(wǎng)荷儲(chǔ):是一個(gè)需要保持瞬時(shí)平衡的系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中,發(fā)電量主要通過(guò)發(fā)電機(jī)組的旋轉(zhuǎn)慣性和調(diào)頻能力來(lái)調(diào)節(jié),即所謂的電力平衡“源隨荷動(dòng)”。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)發(fā)展將形成以大電網(wǎng)為主、多種電網(wǎng)形式并存的模式。
新能源高滲透下的電網(wǎng),儲(chǔ)能及負(fù)荷側(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀
(1)電網(wǎng)環(huán)節(jié):特高壓與智能運(yùn)維
因我國(guó)清潔能源資源區(qū)位和用電地區(qū)的位置差異,一般采用大型能源基地配套調(diào)峰機(jī)組以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定外輸效果。發(fā)電端從火電向清潔能源轉(zhuǎn)變帶來(lái)了特高壓建設(shè)的高潮。輸電環(huán)節(jié)的數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景主要有如下,以提高特高壓的智能化運(yùn)行管理水平為主。
變電環(huán)節(jié)與輸電環(huán)節(jié)的數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景相似。除了巡檢機(jī)器人、巡檢無(wú)人機(jī)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、變電設(shè)備狀態(tài)智能傳感監(jiān)測(cè)外,還有配電自動(dòng)化(三遙)、配電網(wǎng)保護(hù)與控制(配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù))、智能配電房、智能配電臺(tái)區(qū)、智能管廊等應(yīng)用場(chǎng)景。
配網(wǎng)建設(shè)將重點(diǎn)圍繞擴(kuò)容與升級(jí)展開(kāi),重點(diǎn)滿足下游用電需求增長(zhǎng)以及電力系統(tǒng)復(fù)雜化的趨勢(shì);同時(shí)升級(jí)過(guò)程將率先圍繞我國(guó)重點(diǎn)城市群及核心負(fù)荷區(qū)域展開(kāi),呈現(xiàn)一定的區(qū)域階梯性。
(2)需求側(cè):用電環(huán)節(jié)
用電側(cè)方向主要以能源數(shù)字化和電力電子化為主
1、能源數(shù)字化方面,進(jìn)一步改變并催化綜合能源服務(wù)(節(jié)能服務(wù))的快速發(fā)展。以電力流為載體,追求能源使用低碳化、數(shù)字化(可視化)的主動(dòng)能源管理,預(yù)計(jì)將廣泛輻射工業(yè)項(xiàng)目、數(shù)字新基建項(xiàng)目、商業(yè)園區(qū)、住宅、公共事業(yè)項(xiàng)目等全領(lǐng)域用電主體。
2、電力電子化方面,主要趨勢(shì)是將終端用電設(shè)備的電力電子化(以逆變器、工業(yè)變頻等產(chǎn)品為代表),并與數(shù)位化技術(shù)相結(jié)合,將能量流與信息流融合,推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
(3)儲(chǔ)能的影響及需求
電力是需要維持瞬時(shí)平衡的復(fù)雜系統(tǒng),需要源網(wǎng)荷儲(chǔ)之間相互配合,共同助力維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。儲(chǔ)能作為電力系統(tǒng)的蓄水池,協(xié)助電力系統(tǒng)進(jìn)行電量與電力的實(shí)時(shí)平衡。
當(dāng)前儲(chǔ)能有兩種主流方式:抽水蓄能及電化學(xué)儲(chǔ)能。前者適于調(diào)頻、調(diào)相以及穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓。后者有更廣泛適用性及受地理環(huán)境等外部因素影響較小,目前占比逐漸上升。
儲(chǔ)能的價(jià)值是依托于系統(tǒng)而存在的,在不同場(chǎng)景下儲(chǔ)能需求有所差異,按照當(dāng)前的應(yīng)用場(chǎng)景劃分,主要包括發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)三個(gè)方向:
①發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能用于大規(guī)模風(fēng)光并網(wǎng),通過(guò)負(fù)荷跟蹤、平滑輸出等解決新能源消納問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)一次調(diào)頻;
②電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能可布置于電網(wǎng)樞紐處,既提供調(diào)峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù),也可聯(lián)合周邊新能源電站提升新能源消納;
③用戶側(cè)儲(chǔ)能在分布式發(fā)電、微網(wǎng)及普通配網(wǎng)系統(tǒng)中通過(guò)能量時(shí)移實(shí)現(xiàn)用戶電費(fèi)管理與需求側(cè)響應(yīng),實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量改善、應(yīng)急備用和無(wú)功補(bǔ)償?shù)雀郊觾r(jià)值。
當(dāng)新能源的比例越來(lái)越高時(shí),因其波動(dòng)性、間歇性,源網(wǎng)荷儲(chǔ)的協(xié)調(diào)發(fā)展就顯得尤為重要。同時(shí),新型電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行、保護(hù)控制等方面的一系列問(wèn)題,則可以采用一體化思路進(jìn)行破解。
從政策上來(lái)看,根據(jù)《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的實(shí)施路徑有以下三點(diǎn):
1、充分優(yōu)化負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)能力——“云大物移智鏈”加強(qiáng)互動(dòng),虛擬電廠等一體化聚合;
2、實(shí)現(xiàn)就地就近、靈活堅(jiān)強(qiáng)發(fā)展——增加本地電源支撐,提升重要負(fù)荷中心局部堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè);
3、激發(fā)市場(chǎng)活力,引導(dǎo)市場(chǎng)預(yù)期——市場(chǎng)化電價(jià)機(jī)制引導(dǎo)電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、獨(dú)立儲(chǔ)能健康發(fā)展。
從推進(jìn)的重點(diǎn)來(lái)看,主要在于提升保障能力和利用效率:
1、區(qū)域(?。┘?jí)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化:公平引入電源、負(fù)荷、獨(dú)立儲(chǔ)能主體放開(kāi)市場(chǎng)化交易,提升用戶側(cè)調(diào)峰積極性,依托 5G 等現(xiàn)代通訊及智能化技術(shù)加強(qiáng)全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度。
2、市(縣)級(jí)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化:重點(diǎn)城市開(kāi)展局部堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè),研究熱電聯(lián)產(chǎn)、新能源電站、靈活運(yùn)行電熱負(fù)荷一體化。
3、園區(qū)(居民區(qū))級(jí)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化:依托現(xiàn)代信息通訊、大數(shù)據(jù)、人工智能、儲(chǔ)能等,運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”模式調(diào)動(dòng)調(diào)節(jié)響應(yīng)能力;在商業(yè)區(qū)、綜合體、居民區(qū),依托光伏發(fā)電、并網(wǎng)型微電網(wǎng)和充電基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)展建設(shè)以碳中和政策為契機(jī),源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同發(fā)展將迎來(lái)長(zhǎng)足發(fā)展并成為了電力行業(yè)能否成功降碳的關(guān)鍵。未來(lái),協(xié)同發(fā)展、一體規(guī)劃將成為越來(lái)越多行業(yè)的選擇。
原標(biāo)題:新型電力系統(tǒng)與源網(wǎng)荷儲(chǔ)