加快構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),是實現(xiàn)“3060”目標的必然選擇。現(xiàn)階段,新型電力系統(tǒng)的主要特征是實現(xiàn)新能源高比例接入,加快信息技術與能量供給的深度融合,電力傳輸更加高效且富有韌性。依托新型電力系統(tǒng)建設,整合各類型能源資源,到碳中和階段,新型電力系統(tǒng)將逐漸發(fā)展為更加柔性、更加開放、高度智能的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
一、新型電力系統(tǒng)是更加柔性和開放的能源互聯(lián)網(wǎng)
新型電力系統(tǒng)能夠高效集成各種分布式能源,通過多傳感、大數(shù)據(jù)、智能管控等技術,實現(xiàn)能源實體與現(xiàn)代信息技術的融合,優(yōu)化能源生產(chǎn)、輸送和使用;同時繼續(xù)擔當分級分層能源設施的“神經(jīng)”和“骨架”,加速實現(xiàn)系統(tǒng)智能調(diào)度及市場自由交易,促進分布式智慧能源計量結算場景落地,逐漸發(fā)展為柔性和開放的能源互聯(lián)網(wǎng)。
二、分布式微網(wǎng)成為大電網(wǎng)的重要互補項
新型電力系統(tǒng)豐富了原有的能源互聯(lián)網(wǎng)概念并將其擴展為:既包括遠距離、復雜龐大的能源傳輸系統(tǒng),如全球、洲際或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的能量傳輸共享;也能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域能源就近交易,分布式微網(wǎng)成為大電網(wǎng)的重要互補項,電網(wǎng)將形成大量分散+集中的拓撲結構。
跨區(qū)送電是全局調(diào)配,區(qū)域供能是末端深挖,新型電力系統(tǒng)將部分跨區(qū)送電(特高壓)轉(zhuǎn)移到局域用能上,將更加注重能量的就地就近消納。未來局域智能微網(wǎng)將成為重要的供能形式,和跨區(qū)送電方式相互補充、相互支撐。
三、戶用光伏將是重要的發(fā)展形式
截至2020年底,我國光伏發(fā)電累計裝機2.5億千瓦,其中集中式電站占比68.93%,分布式光伏占比31.07%。與集中式光伏發(fā)電相比,分布式光伏就地消納的輸電成本和損耗較低,加上受土地、環(huán)境等約束更少等特征,新型電力系統(tǒng)中,戶用光伏將幫助實現(xiàn)地區(qū)可再生能源電量的高比例自給。
四、區(qū)塊鏈技術將在新型電力系統(tǒng)中得到應用
區(qū)塊鏈被認為是繼蒸汽機、電力、互聯(lián)網(wǎng)之后真正具有變革潛力的顛覆性技術,助推能源互聯(lián)網(wǎng)升華到2.0形態(tài)。
與傳統(tǒng)技術相比,區(qū)塊鏈具有四大優(yōu)勢:a)采用分布式核算和存儲,系統(tǒng)效率大大提高;b)通過智能合約共享資源,不依賴于中間機構的數(shù)據(jù)備份和信用背書;c)公開透明、自動執(zhí)行、強制履約;d)不可篡改,信息添加至區(qū)塊鏈即永久封存,無法在單個節(jié)點修改數(shù)據(jù)。
區(qū)塊鏈的去中心化實現(xiàn)了電力生產(chǎn)者、售電部門和消費者的“直連”,將分散的新能源發(fā)電接入現(xiàn)有電網(wǎng),實現(xiàn)不借助中心結算的點對點直接交易,資源利用更加集約高效?;趨^(qū)塊鏈技術的區(qū)域售電將成為智慧能源的重要突破口。
對于電力/能源區(qū)塊鏈技術的研究,目前世界各國基本處于同一起跑線,區(qū)塊鏈與“互聯(lián)網(wǎng)+”的結合將引發(fā)能源領域新一輪的技術革命。
五、將形成新的智慧能源商業(yè)模式和生態(tài)
順應電力零售的市場化趨勢,以分布式發(fā)電靈活性交易為切入點,電力零售、需求側容量交易和運維、節(jié)能等綜合能源服務都可以通過物聯(lián)網(wǎng)場外互聯(lián)網(wǎng)電商平臺實現(xiàn),借助供需匹配和智能結算,打造新的智慧能源商業(yè)模式和生態(tài)。
新型智慧能源商業(yè)模式特點:a)用戶和發(fā)電廠實現(xiàn)點對點的電力交易;b)分散決策;c)決策調(diào)度:未來電力調(diào)度的客體是大量的分布式能源以及智慧用電負荷,通過區(qū)塊鏈生成調(diào)度決策;d)實現(xiàn)市場競爭的帕累托最優(yōu),資源配置效率較高。
智慧用能還原了能源的商品屬性,建立起競爭、開放、有序的供能和用能市場,對冷、熱、電等資源進行優(yōu)化配置,達到競爭性供需平衡的狀態(tài),大幅提高微網(wǎng)的用能效率和效益。智能控制+新型電力交易將為我國的碳交易、微電網(wǎng)、智慧能源等注入新的生機,推動智慧電力/能源生態(tài)形成和能源體制機制重建。
六、企業(yè)節(jié)能,用戶節(jié)約,用能更加智能、精確、經(jīng)濟
與傳統(tǒng)能源、電力用能模式相比,區(qū)域電力互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的電力生產(chǎn)商、配電運營商、傳輸運營商和供、用能單位,可以直接在各個層次上進行交易,電量結算不再依靠傳統(tǒng)電力結算平臺,個人或企業(yè)可以直接進行點對點交易,能源的商品屬性和金融屬性將進一步凸顯。
基于分布式賬本和智能化合約的新型電力交易,將在發(fā)電和用電間建立起一種智能連接,利用區(qū)塊鏈計算技術,大幅降低交易成本,提升交易效率;實現(xiàn)用戶與電源、電網(wǎng)的柔性互動,用戶側負荷參與需求側響應;由集中式整體平衡向分散化決策、帕累托最優(yōu)的局部微平衡發(fā)展,將極大提升能源消費供給的柔韌度和透明度,用能更加智能、精確、經(jīng)濟。
七、終端用能將和移動互聯(lián)、智能家居進一步融合
第四次工業(yè)革命建立在數(shù)字感知基礎上,智能傳感器及控制設備將萬物緊緊相連,能源商品市場化、供應多樣化、系統(tǒng)分散化及電網(wǎng)智能化將成為越來越清晰的發(fā)展趨勢。
未來通過移動互聯(lián)設備的語音交互、體感交互、無線通信等手段,便可以控制家中用能設備,冷、熱、電、氣等能量通過能源路由器、競爭性交易平臺進行分配重組,實現(xiàn)信息交互和匹配性用能。
八、可再生能源滲透率更高
2030年之前近十年時間,是各地新型電力系統(tǒng)、能源物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、壯大的重要戰(zhàn)略突破期,能源設施逐步實現(xiàn)互聯(lián)互通,隨著智能控制和儲能的突破,能量可被存儲也可隨時調(diào)用,用能選擇性將更廣,光伏等可再生能源在家庭和企業(yè)用能中的占比將有所提高。區(qū)域新型電力系統(tǒng)中,可再生能源滲透率的相關指標都將進一步提高。(包括η1=可再生能源發(fā)電裝機容量/電網(wǎng)內(nèi)峰值負荷,η2=清潔能源發(fā)電量/總用電量等)
九、新型電力系統(tǒng)呼喚新型儲能技術的突破
未來發(fā)電設備將逐漸呈現(xiàn)分散化的特征,電網(wǎng)拓撲結構也隨之發(fā)生改變,電化學儲能、氫能等新型儲能作為產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié),將進一步發(fā)揮削峰填谷作用。但目前儲能產(chǎn)品成本還較高,用戶側儲能盈利手段更多在于峰谷電價差套利,輔助服務市場的激勵作用還沒有體現(xiàn)出來。新型電力系統(tǒng)建設期待著儲能技術的突破和發(fā)展。
原標題:新型電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢展望