《以数字电网推动新型电力系统建设》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2022-07-19
  • 实现碳达峰碳中和目标,是我国实现可持续发展、高质量发展的内在要求,也是推动构建人类命运共同体的必然选择。

    构建以新能源为主体的新型电力系统,应把握新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局。深入扎实推进能源革命,亟需开展新型电力系统建设,发挥在全社会能源资源优化配置中的积极作用,促进能源绿色生产和消费,推动能源发展战略落地,支撑“双碳”目标的实现,为建设人与自然和谐共生的美丽中国夯实基础。

    构建新型电力系统意义重大

    新型电力系统强调数字技术进步与用户需求驱动变革,以建设多样互动的用电体系为目标,推动“源网荷储”的互动融合和关键技术应用,更加关注电网数据价值的发现和创造。构建以新能源为主体的新型电力系统,是全面建设社会主义现代化强国的物质基础,具有重大的历史意义和现实意义。

    构建新型电力系统是新时代生态文明建设的创新实践。构建以新能源为主体的新型电力系统,一方面将大幅减少化石能源开发和使用带来的环境污染,兼顾了发展和保护之间的关系,实现人与自然和谐共存;另一方面将提供更加绿色低碳的能源供给,服务人民用上清洁能源,为人民创造更多的自然财富、生态财富,满足人民日益增长的优美生态环境需要。

    构建新型电力系统是实现碳达峰碳中和目标的重要手段。电力是我国是碳排放量占比最大的单一行业,直接影响碳达峰碳中和的整体进程。大力发展新能源是推动能源绿色低碳转型的重要选项。随着“新电气化”引领终端电能替代加速推进,终端能源绿色消费比重将持续提升,电力转型发展对于实现碳达峰碳中和目标将起到决定性作用。

    构建新型电力系统是贯彻能源安全新战略的时代需要。能源安全就是国家安全。自“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出以来,我国步入能源高质量发展阶段,建设新型电力系统,把能源的主动权掌握在自己手中,确保能源供应保障能力不断提升,能源消费结构优化成果显著,能源技术创新日新月异,能源体制机制持续优化,从而促进用能绿色低碳化,助力改善终端用能能效水平,推动形成能源节约型社会,构建能源消费新格局。

    数字电网是支撑新型电力系统的关键载体

    2019年,南方电网公司研究提出数字电网建设和数字化转型的战略部署。数字电网是以物理电网为基础,以数据为生产要素,新一代数字技术与电网技术、业务、生态融合的新型能源网络。数字电网依托强大的“电力+算力”,以物理电网为基础,以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等数字技术为手段,有效贯通电力系统各环节的能量流、信息流、价值流,在数字物理电网、数字企业运营、数字客户服务、数字经济产业四大方面承载新型电力系统建设。

    数字化转型、数字经济已成为国内大型企业培育竞争新优势的普遍选择。数字电网作为“云大物移智链”等数字技术的综合应用,成为了数字技术在电力系统的代名词。新型电力系统在数字电网的支撑下,数字技术与物理系统将深度融合,整个系统表现出设备全面互联感知、系统运行规律和潜在风险精准分析、系统智慧决策、指令快速执行、业务高效协同等特色。以数字化改造提升传统电网业务、打造现代供电服务体系、开拓能源数字经济市场,是电网企业主动适应新型电力系统面临的新形势、新要求。在能源革命和数字革命相融并进的当下,数字电网将有力推进能源革命向纵深发展,成为支撑新型电力系统的关键载体。

    以数字电网为基础科学构建新型电力系统

    作为保障国家能源安全的“国家队”,电网企业必须发挥“引领者”作用,坚持不懈推进科技进步与创新,推动实现以数字电网为基础的新型电力系统构建目标。

    一是建立发挥数据要素作用的体制机制。推动电力数据要素市场机制建设,加快完善电力数据要素市场化配置,以数据要素的合规高效流动,推动电力系统中其它生产要素充分融通,实现以数据流优化电力流、业务流,进而带动全要素生产率提升。加强对数据资源确权、流通交易、收益分配等数据基础制度研究,通过研究制定数据资源确权、交易、收益分类等一系列机制,充分调动电力系统数据资源流通活力。

    二是推进新型电力系统建设的协同规划机制。完善支撑能源绿色低碳发展机制,大力发展新能源,坚持集中式和分布式并举,支持广东海上风电积极稳妥发展,推动西南水电加快开发、沿海核电安全发展、气电合理发展。建立跨省跨区通道输送高比例绿色电力保障机制。建立新能源开发与配套电网建设协调推进机制,建立新能源配套电网项目核准绿色通道,保障新能源与配套电网项目同步核准。将新型电力系统成本分摊问题在规划阶段予以考虑,专门设立能源规划研究机构开展规划编制,建立跨部门协商工作机制,加强能源规划与其他规划的衔接协调。加强数字技术在新型电力系统协同规划的应用,推动新型电力系统建设申请、需求分析、规划设计等全流程线上审批,推动数字电网对电力系统规划建设综合研判,科学规划新能源建设规模、并网时序及空间布局。

    三是建立适应多元主体协同发展的电力市场机制。建立健全适应新型电力系统的电力市场机制,充分发挥市场在能源资源配置中的决定性作用,以多元竞争的市场格局推进能源结构转型。加快建立多层次统一电力市场体系,加快国家电力市场建设,积极在南方、京津冀、长三角等条件相对成熟的地区探索建设区域电力市场,健全全国、省(区、市)、区域各层次电力市场体系。积极探索区域市场架构和模式。推动数字技术支撑电力现货交易、绿电交易。

    四是引导绿色能源生产消费的价格形成机制。推动新型电力系统建设,需要继续统筹发挥好“有效市场”和“有为政府”作用,科学形成、准确释放价格信号,积极引导绿色能源生产消费,推动电力资源优化配置。完善新能源发电上网电价形成机制,以市场化方式发现新能源发电上网或差价合约价格。加强研究大数据技术支撑快速、准确测算电网各环节成本应用,为新型电力系统建设下政府部门厘清电力各环节成本、有序推进电价改革、准确核定输配电价提供技术手段。

    五是推动建立电碳市场协同运营和发展机制。电力市场、碳市场在核心产品属性、政策、技术、市场定位等方面联系密切,市场间的协同运营,有利于形成合力,充分发挥综合调控作用。探索电碳产品互认联通机制,加强电碳市场监管模式和治理体系的统筹谋划,构建电碳计量技术体系,利用大数据加强电碳排放核算。

    六是支持绿色产业技术发展的金融服务体系。当前,金融服务对新型电力系统建设相关的绿色产业、节能减排等技术创新的支持力度有待提升,亟需充分发挥金融服务实体经济的作用,助力建设新型电力系统。拓宽支持绿色产业技术发展的投融资渠道,完善绿色产业技术的金融支持政策,加强基于电力数据的碳金融体系研究。

    七是完善新型电力系统建设的相关治理体系。推动新型电力系统建设,需要进一步完善治理体系、提升治理效能,为新型电力系统建设提供更加坚实的制度保障。建立健全新型电力系统建设相关法律和标准体系,运用大数据、互联网等数字技术提升能源产业链的监管治理能力,优化新型电力系统科技创新环境。

    南方电网公司深圳数字电网研究院承担着企业责任和社会责任,坚决贯彻落实国家重大部署,以数字电网推动新型电力系统发展,将通过研发创新、技术平台、软硬集成、实施运营四大体系,深耕互联网、物联网领域,具备全过程的IT服务价值创造能力,支撑新型电力系统信息化、数字化、智能化建设,为我国实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。

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  • 《国家能源局:以数字化智能化电网支撑新型电力系统建设》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-04-03
    • 3月31日,国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》(以下简称《意见》)。 《意见》指出,到2030年,能源系统各环节数字化智能化创新应用体系初步构筑、数据要素潜能充分激活,一批制约能源数字化智能化发展的共性关键技术取得突破,能源系统智能感知与智能调控体系加快形成,能源数字化智能化新模式新业态持续涌现,能源系统运行与管理模式向全面标准化、深度数字化和高度智能化加速转变,能源行业网络与信息安全保障能力明显增强,能源系统效率、可靠性、包容性稳步提高,能源生产和供应多元化加速拓展、质量效益加速提升,数字技术与能源产业融合发展对能源行业提质增效与碳排放强度和总量“双控”的支撑作用全面显现。 《意见》提到,要以数字化智能化电网支撑新型电力系统建设。推动实体电网数字呈现、仿真和决策,探索人工智能及数字孪生在电网智能辅助决策和调控方面的应用,提升电力系统多能互补联合调度智能化水平,推进基于数据驱动的电网暂态稳定智能评估与预警,提高电网仿真分析能力,支撑电网安全稳定运行。 国家能源局关于加快推进 能源数字化智能化发展的若干意见 各省(自治区、直辖市)能源局,有关省(自治区、直辖市)及新疆生产建设兵团发展改革委,有关中央企业: 推动数字技术与实体经济深度融合,赋能传统产业数字化智能化转型升级,是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。能源是经济社会发展的基础支撑,能源产业与数字技术融合发展是新时代推动我国能源产业基础高级化、产业链现代化的重要引擎,是落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略和建设新型能源体系的有效措施,对提升能源产业核心竞争力、推动能源高质量发展具有重要意义。为加快推进能源数字化智能化发展,现提出如下意见。 一、总体要求 (一)指导思想。 以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻党的二十大精神,立足新发展阶段,完整、准确、全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,深入实施创新驱动发展战略,推动数字技术与能源产业发展深度融合,加强传统能源与数字化智能化技术相融合的新型基础设施建设,释放能源数据要素价值潜力,强化网络与信息安全保障,有效提升能源数字化智能化发展水平,促进能源数字经济和绿色低碳循环经济发展,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,为积极稳妥推进碳达峰碳中和提供有力支撑。 (二)基本原则。 需求牵引。针对电力、煤炭、油气等行业数字化智能化转型发展需求,通过数字化智能化技术融合应用,急用先行、先易后难,分行业、分环节、分阶段补齐转型发展短板,为能源高质量发展提供有效支撑。 数字赋能。发挥智能电网延伸拓展能源网络潜能,推动形成能源智能调控体系,提升资源精准高效配置水平;推动数字化智能化技术在煤炭和油气产供储销体系全链条和各环节的覆盖应用,提高行业整体能效、安全生产和绿色低碳水平。 协同高效。推动数据资源作为新型生产要素的充分流通和使用,打通不同主体间的信息壁垒,带动能源网络各环节的互联互动互补,提升产业链上下游及行业间协调运行效率,以数字化智能化转型促进能源绿色低碳发展的跨行业协同。 融合创新。聚焦原创性、引领性创新,加快人工智能、数字孪生、物联网、区块链等数字技术在能源领域的创新应用,推动跨学科、跨领域融合,促进创新成果的工程化、产业化,培育数字技术与能源产业融合发展新优势。 (三)发展目标。 到2030年,能源系统各环节数字化智能化创新应用体系初步构筑、数据要素潜能充分激活,一批制约能源数字化智能化发展的共性关键技术取得突破,能源系统智能感知与智能调控体系加快形成,能源数字化智能化新模式新业态持续涌现,能源系统运行与管理模式向全面标准化、深度数字化和高度智能化加速转变,能源行业网络与信息安全保障能力明显增强,能源系统效率、可靠性、包容性稳步提高,能源生产和供应多元化加速拓展、质量效益加速提升,数字技术与能源产业融合发展对能源行业提质增效与碳排放强度和总量“双控”的支撑作用全面显现。 二、加快行业转型升级 (四)以数字化智能化技术加速发电清洁低碳转型。发展新能源和水能功率预测技术,统筹分析有关气象要素、电源状态、电网运行、用户需求、储能配置等变量因素。加强规模化新能源基地智能化技术改造,提高弱送端系统调节支撑能力,提升分布式新能源智能化水平,促进新能源发电的可靠并网及有序消纳,保障新能源资源充分开发。加快火电、水电等传统电源数字化设计建造和智能化升级,推进智能分散控制系统发展和应用,助力燃煤机组节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”,促进抽水蓄能和新型储能充分发挥灵活调节作用。推动数字技术深度应用于核电设计、制造、建设、运维等各领域各环节,打造全面感知、智慧运行的智能核电厂,全面提升核安全、网络安全和数据安全等保障水平。 (五)以数字化智能化电网支撑新型电力系统建设。推动实体电网数字呈现、仿真和决策,探索人工智能及数字孪生在电网智能辅助决策和调控方面的应用,提升电力系统多能互补联合调度智能化水平,推进基于数据驱动的电网暂态稳定智能评估与预警,提高电网仿真分析能力,支撑电网安全稳定运行。推动变电站和换流站智能运检、输电线路智能巡检、配电智能运维体系建设,发展电网灾害智能感知体系,提高供电可靠性和对偏远地区恶劣环境的适应性。加快新能源微网和高可靠性数字配电系统发展,提升用户侧分布式电源与新型储能资源智能高效配置与运行优化控制水平。提高负荷预测精度和新型电力负荷智能管理水平,推动负荷侧资源分层分级分类聚合及协同优化管理,加快推动负荷侧资源参与系统调节。发展电碳计量与核算监测体系,推动电力市场和碳市场数据交互耦合,支撑能源行业碳足迹监测与分析。 (六)以数字化智能化技术带动煤炭安全高效生产。推动构建智能地质保障系统,提升矿井地质条件探测精度与地质信息透明化水平。提升煤矿采掘成套装备智能化控制水平,采煤工作面加快实现采-支-运智能协同运行、地面远程控制及井下无人/少人操作,掘进工作面加快实现掘-支-锚-运-破多工序协同作业、智能快速掘进及远程控制。推动煤矿主煤流运输系统实现智能化无人值守运行,辅助运输系统实现运输车辆的智能调度与综合管控。推动煤矿建立基于全时空信息感知的灾害监测预警与智能综合防治系统。推进大型露天煤矿无人驾驶系统建设与常态化运行,支持露天煤矿采用半连续、连续开采工艺系统,提高露天煤矿智能化开采和安全生产水平。支持煤矿建设集智能地质保障、智能采掘(剥)、智能洗选、智能安控等于一体的智能化煤矿综合管控平台。 (七)以数字化智能化技术助力油气绿色低碳开发利用。加快油气勘探开发专业软件研发,推进数字盆地建设,推动油气勘探开发数据库、模型库和样本库建设。推动智能测井、智能化节点地震采集系统建设,推进智能钻完井、智能注采、智能化压裂系统部署及远程控制作业,扩大二氧化碳驱油技术应用。加快智能钻机、机器人、无人机、智能感知系统等智能生产技术装备在石油物探、钻井、场站巡检维护、工程救援等场景的应用,推动生产现场井、站、厂、设备等全过程智能联动与自动优化。推动油气与新能源协同开发,提高源网荷储一体化智能调控水平,强化生产用能的新能源替代。推动油气管网的信息化改造和数字化升级,推进智能管道、智能储气库建设,提升油气管网设施安全高效运行水平和储气调峰能力。加快数字化智能化炼厂升级建设,提高炼化能效水平。 (八)以数字化智能化用能加快能源消费环节节能提效。持续挖掘需求侧响应潜力,聚焦传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、智能楼宇等典型可调节负荷,探索峰谷分时电价、高可靠性电价、可中断负荷电价等价格激励方式,推动柔性负荷智能管理、虚拟电厂优化运营、分层分区精准匹配需求响应资源等,提升绿色用能多渠道智能互动水平。以产业园区、大型公共建筑为重点,以提高终端能源利用效能为目标,推进多能互补集成供能基础设施建设,提升能源综合梯级利用水平。推动普及用能自主调优、多能协同调度等智能化用能服务,引导用户实施技术节能、管理节能策略,大力促进智能化用能服务模式创新,拓展面向终端用户的能源托管、碳排放计量、绿电交易等多样化增值服务。依托能源新型基础设施建设,推动能源消费环节节能提效与智慧城市、数字乡村建设统筹规划,支撑区域能源绿色低碳循环发展体系构建。 (九)以新模式新业态促进数字能源生态构建。提高储能与供能、用能系统协同调控及诊断运维智能化水平,加快推动全国新型储能大数据平台建设,健全完善各省(区)信息采集报送途径和机制。提升氢能基础设施智能调控和安全预警水平,探索氢能跨能源网络协同优化潜力,推动氢电融合发展。推进综合能源服务与新型智慧城市、智慧园区、智能楼宇等用能场景深度耦合,利用数字技术提升综合能源服务绿色低碳效益。推动新能源汽车融入新型电力系统,提高有序充放电智能化水平,鼓励车网互动、光储充放等新模式新业态发展。探索能源新型基础设施共建共享,在确保安全、符合规范、责任明确的前提下,提高基础资源综合利用效率,降低建设和运营成本。推进能源行业大数据监测预警和综合服务平台体系建设,打造开放互联的行业科技信息资源服务共享体系,支撑行业发展动态监测和需求布局分析研判,服务数字治理。 三、推进应用试点示范 (十)推动多元化应用场景试点示范。围绕重点领域、关键环节、共性需求,依托能源工程因地制宜挖掘和拓展数字化智能化应用,重点推进在智能电厂、新能源及储能并网、输电线路智能巡检及灾害监测、智能变电站、自愈配网、智能微网、氢电耦合、分布式能源智能调控、虚拟电厂、电碳数据联动监测、智慧库坝、智能煤矿、智能油气田、智能管道、智能炼厂、综合能源服务、行业大数据中心及综合服务平台等应用场景组织示范工程承担系统性数字化智能化试点任务,在技术创新、运营模式、发展业态等方面深入探索、先行先试。 (十一)加强试点示范项目评估管理。强化试点示范项目实施监测,建立常态化项目信息上报及监测长效机制,提升项目管理信息化水平。建立试点示范成效评价机制,充分发挥行业协(学)会、智库咨询机构等多方力量在示范项目技术支持、试验检测、评估论证等方面的能力和作用,推动开展示范项目定期评优,分析评估新技术、新产品、新方案、新模式实际应用效果,总结可复制推广的做法和成功经验,组织遴选一批先进可靠、成熟适用、应用前景广阔、带动性强的示范内容,向领域内类似场景进行推广应用,加强标杆示范引领,确保取得实效。 四、推动共性技术突破 (十二)推动能源装备智能感知与智能终端技术突破。加快能源装备智能传感与量测技术研发,提升面向海量终端的多传感协同感知、数据实时采集和精准计量监测水平。推动先进定位与授时技术在能源装备感知终端的集成应用,加快相关终端产品研发。推动面向复杂环境和多应用场景的特种智能机器人、无人机等技术装备研发,提升人机交互能力和智能装备的成套化水平,服务远程设备操控、智能巡检、智能运维、故障诊断、应急救援等能源基础设施数字化智能化典型业务场景。推动基于人工智能的能源装备状态识别、可靠性评估及故障诊断技术发展。 (十三)推动能源系统智能调控技术突破。推动面向能源装备和系统的数字孪生模型及智能控制算法开发,提高能源系统仿真分析的规模和精度。加快面向信息物理融合能源系统应用的低成本、高性能信息通信技术研究,实现新型通信技术、感知技术与能源装备终端的融合,提升现场感知、计算和数据传输交互能力。推动能源流与信息流高度融合的智能调控及安全仿真方法研究,强化多源数据采集、保护数据隐私的融合共享及大数据分析处理,发展基于群体智能、云边协同和混合增强的能源系统调控辅助决策技术,提升能源系统动态监测、协同运行控制及灾害预警水平,探索多能源统一协同调度,支撑系统广域互济调节、新能源供给消纳和安全稳定运行。 (十四)推动能源系统网络安全技术突破。加强融合本体安全和网络安全的能源装备及系统保护技术研究,加快推进内生安全理论技术在能源系统网络安全领域的应用,提升网络安全智能防护技术水平,强化监控及调度系统网络安全预警及响应处置,提高主动免疫和主动防御能力,实现自动化安全风险识别、风险阻断和攻击溯源。推动开展能源数据安全共享及多方协同技术研发,发展能源数据可信共享与精准溯源技术,强化数据共享中的确权及动态访问控制,提高敏感数据泄露监测、数据异常流动分析等技术保障能力,促进构建数据可信流通环境,提高数据流通效率。 五、健全发展支撑体系 (十五)增强能源系统网络安全保障能力。推动煤矿构建覆盖业务全生命周期的“预警、监测、响应”动态防御体系,提升油气田工业主机主动防御能力,加强电厂工控系统网络安全防护,推进传统能源厂(站)信息系统网络安全动态防护、云安全防护、移动安全防护升级,加快实现核心装备控制系统安全可信、自主可控。进一步完善电力监控系统安全防护体系,推进电力系统网络安全风险态势感知、预警和应急处置能力建设,强化电力行业网络安全技术监督。加快推动能源领域工控系统、芯片、操作系统、通用基础软硬件等自主可控和安全可靠应用。 (十六)推动能源数据分类分级管理与共享应用。推动能源行业数据分类分级保护制度建设,加强数据安全治理。对于安全敏感性高的数据,提高数据汇聚融合的风险识别与防护水平,强化数据脱敏、加密保护和安全合规评估;对于安全敏感性低的数据,健全确权、流通、交易和分配机制,有序推动数据在产业链上下游的共享,推进数据共享全过程的在线流转和在线跟踪,支持数据便捷共享应用。加强行业大数据中心数据安全监管,强化数据安全风险态势监测,规范数据使用。充分结合全国一体化大数据中心体系建设,推动算力资源规模化集约化布局、协同联动,提高算力使用效率。 (十七)完善能源数字化智能化标准体系。立足典型场景应用需求,加强能源各行业现行相关标准与数字技术应用的统筹衔接,推动各行业加快编制一批数字化智能化关键技术标准和应用标准,推进与国际标准体系兼容,引导各行业分类制定数字化智能化评价体系。持续完善能源数字化智能化领域标准化组织建设,加强标准研制、实施和信息反馈闭环管理。建立健全能源数字化智能化与标准化互动支撑机制,完善数字化智能化科技成果转化为标准的评价机制和服务体系,广泛挖掘技术先进、市场推广价值优良的示范成果进行技术标准化推广应用。 (十八)加快能源数字化智能化人才培养。深化能源数字化智能化领域产教融合,支持企业与院校围绕重点发展方向和关键技术共建产业学院、联合实验室、实习基地等。依托重大能源工程、能源创新平台,加速能源数字化智能化中青年骨干人才培养,加速培育一批具备能源技术与数字技术融合知识技能的跨界复合型人才。鼓励将能源数字化智能化人才纳入各类人才计划支持范围,优化人才评价及激励政策。促进交流引进,大力吸引能源数字化智能化领域海外高层次人才回国(来华)创业和从事教学科研等活动。 六、加大组织保障力度 (十九)强化组织实施。国家能源局牵头建立能源数字化智能化发展专项协调推进机制,会同有关部门分工协作解决重大问题,指导各地方完善相关配套政策机制。各地方能源主管部门要根据意见要求,建立健全工作机制,结合实际加快推动本地区能源数字化智能化发展。各相关企业要切实发挥创新主体作用,依托专业领域优势,做好各项要素保障。相关行业协(学)会、智库咨询机构要充分发挥沟通政府与服务企业的桥梁纽带作用,做好政策宣传解读,及时反映行业和企业诉求,为相关部门和企业提供信息服务、搭建沟通合作桥梁。 (二十)推动协同创新。依托国家能源科技创新体系,推动建设一批能源数字化智能化研发创新平台,积极探索“揭榜挂帅”“赛马”等机制,围绕能源数字化智能化技术创新重点方向开展系统性研究,加快前沿和关键核心技术装备攻关,提升全产业链自主可控水平。充分发挥龙头企业牵引作用,鼓励民营企业和社会资本积极参与能源数字化智能化技术创新,支持由企业牵头联合科研机构、高校、金融机构、社会服务机构等共同发起建立能源数字化智能化创新联合体,大力推进产学研深度融合,鼓励开展国际合作,构建开放共享的创新生态圈,加速科技研发与科技成果应用的双向迭代。 (二十一)加大支持力度。国家明确的各类能源数字化智能化示范项目,各级能源主管部门要加大支持力度,优先纳入相关规划。将能源数字化智能化创新应用示范相关技术装备优先纳入能源领域首台(套)重大技术装备支持范围,享受相关优惠和支持政策,并在行业评优评奖方面予以倾斜。发挥财政资金的引导作用,落实好促进数字科技创新的投资、税收、金融、保险、知识产权等支持政策,用好科技创新再贷款和碳减排支持工具,鼓励金融机构创新产品和服务,加大对能源数字化智能化技术创新的资金支持力度,形成支持能源数字化智能化发展的长效机制。 国家能源局 2023年3月28日
  • 《“双碳”目标倒逼新型电力系统建设提速》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-03-24
    • 截至2020年底,我国风电装机2.81亿千瓦、光伏发电装机2.53亿千瓦,合计达5.34亿千瓦。要实现碳达峰、碳中和目标,到2030年我国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上,这意味着风电、太阳能发电装机还将至少增加6.66亿千瓦。为此,近日召开的中央财经委员会第九次会议提出,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统,这为推动能源电力转型发展指明了方向。 在能源革命和数字革命相融并进,以及碳达峰、碳中和目标的大背景下,能源电力行业正发生前所未有的变化。以安全可靠、清洁经济、智慧开放、可持续发展的能源节约型社会为目标,以高渗透率的可再生能源、高比例的电力电子设备、高速增长的直流负荷 “三高”为主要特征的新一代电力系统正在逐步形成。特别值得关注的是,碳中和将加速电力增长零碳化进程,发展清洁和循环经济,更需要坚强大电网和智能配电系统协同发展,相得益彰,逐步向综合能源系统演化。 当前,我国已成为世界级的能源生产和消费大国,形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源、可再生能源全面发展的能源供给体系,能源事业发展取得举世瞩目的成就,但过去粗犷式能源发展导致的生态环境问题日趋严重,能源综合利用效率相对偏低。目前,由于大量可再生能源出现,能源开发将向集中生产与分布式生产并重转变,根据资源的自然禀赋和负荷时空特性,新的能源必须连接到系统,或通过远距离输送,或就地到最终用户,可再生能源将逐步成为电网中的主要一次能源来源。优化调整电源结构,保障能源供给安全清洁可持续发展是重中之重。 新型电力系统面临的主要挑战是:高渗透率的分布式可再生能源将对电网安全稳定运行带来冲击,特别是大量分布式能源聚合体对电网运行能力和调度水平带来严峻考验,因此需加快整体电力系统结构改造,为可再生能源消纳提供有力保障;分散能源资源将大量小规模资产连接到配电网,并出现新的电网参与者,如当地能源社区和消费者;可再生能源渗透率与弃电率整体呈现正相关关系,降低弃电率成为挑战,也是未来电力系统改造升级和投资布局的重点。为保障可再生能源高效消纳,需提升对风电和太阳能发电出力的预测精度,为机组组合和调度做好预案,也要加强对发电侧、输电侧、用户侧、储能侧的灵活性改造、建设,提升深度调峰和快速响应能力。 为保证电能供给质量(电压、频率等),风电和太阳能发电在并网发电过程中也需要必要的辅助服务,从而产生消纳成本,导致电价上升。借鉴发达国家电力系统低碳发展的标杆德国的历程,2019年,德国电力系统可再生能源发电占比突破40%,电费比2015年增长约8%。因此,可再生能源的全系统消纳成本将随着渗透率提升而增加,电力市场、价格、体制机制和各种不确定因素将影响电网发展。 提高现有电力系统的利用率,以达到物尽其用、提质增效是重要工作。同时,积极应对极端天气和气候变化,保障可靠供电,也是电力系统面临的一大任务。 未来电网将成为实现各能源网络有机互联的链接枢纽,以及含有源-网-荷-储的多元、非线性、时空变化、网中网的复杂大系统,是能源互联网的基础和核心,应具有先进的人工智能装备、充足的系统灵活性、高标准的系统可靠性。 具体而言,电网将呈现大电网、局域电网和微电网并存的电网格局:广域大电网可有机整合各种可再生能源的时空互补性,并实现资源密集区域的电力向负荷密集区域的大容量远距离输送;局域电网和微电网可就地利用分散资源,将大量小规模资产连接到配电网,并出现新的电网参与者,如当地能源社区和消费者,形成众多的产用储一体化聚合体。 同时,分布式能量自治单元——就地收集、存储和使用能源的微单元,成为被控制的一个简单可调度负荷,可以在数秒内作出响应,以满足电网系统需要。对于用户,微电网可以成为一个可定制的电源,向用户提供差异化(电能质量、电压等级、交直流供电模式、供电可靠性等)服务。通过能源载体的电力转换,终端用户和电网的耦合加强,反之亦然。此外,对现有电网输配电能力的提升挖潜、精益化资产管理将是重要任务。 负荷侧:电能是未来最重要的终端能源,终端电气化是大方向,将带来新负载模式,如电动汽车快速充电,其特点是短时内高功率充放电会对电网造成冲击。 自下而上采用物联网(如电动车等可控负荷)及身联网(如健身环,心脏起博持器等)和人工智能等新技术,将为负荷的柔性化和优化响应奠定基础。另外,直流已在用户身边,电子设备等直流负荷快速增长,风光储直柔的直流微电网和聚合体将大幅增加,大量并网主体如分布式电源、微电网、电动汽车(V2G)、新型交互式用能设备等多兼具生产者与消费者双重身份。在高比例新能源背景下,“源随荷动”式传统的解决电力系统平衡问题的基本方式将出现 “荷随源动”的趋势。 因此,应研究出台由各个利益相关者参与的有吸引力的价格机制,让具有强大响应能力的用户参与调峰。负荷的柔性处理和主动响应将是能源电力改革的新蓝海。 储能:储能技术是支撑可再生能源普及的战略性技术,也是提高电力系统灵活性和可靠性的关键技术。 电力系统的灵活性越高,调节能力越强,则越能满足高比例可再生能源带来的调峰、调频和备用需求,保障电能供给质量。随着技术发展和材料革命,越来越多不同技术路线的规模化储能,如抽水蓄能电站和燃气调峰电站、氢能、碳捕集与利用技术和储能装置,以及蓄电(机械转换、化学转化等)和蓄热(水/冰蓄冷、热化学存储)等将根据不同需求在源网荷侧安装,参与控制,平衡时空变化的源与荷。因此,要加强对发、输、用侧和储能侧的灵活性建设,提升深度调峰和快速响应能力,提高供电可靠性和电能质量。 电力系统运行模式:将逐步演变为以可再生能源发电为主、交直流混合电网、源网荷储协同互动,灵活智能控制运营成为重中之重。 以大电网为“主干网”,以微网、能量自治单元为“局域网”,能够“即插即用”,以开放对等的信息-能源一体化架构,真正实现能源的双向按需传输和动态平衡使用,提供共享能量和信息平台及协作的机会。此外,大电网和微电网二者相互补充,相得益彰,因地制宜成为关键。应从现有系统中唤醒沉睡的资源,实现源网荷储的高效和最大利益化的优化调节利用。 能源和电力物理信息系统:将产生海量多源、离散的大数据,为数字化能源电力奠定基础,实现信息流、能源流、业务流融合。 信息化对智能电网的支撑作用,正逐步由以IT技术为核心转变为以数据数字化为核心。值得注意的是,未来的信息服务模式,将由应用建设向数据分析服务模式转变,实现数字赋能。 大量高新技术集成融合:从技术上向新一代电力系统升级,“大云物移智”等新技术将逐渐成为标配。 其中,人-机-物高度融合,无人化、芯片传感、数字化等新技术和多功能融合的新设备、材料、新器件将层出不穷,能量的产、输、配、转换和使用均具备一定智能,能源互联网将具备“智慧、能自学习、能进化”的生命体特征。 理想目标:向着综合能源互联体系演进,逐步实现综合能源体系。 以电为核心、网为平台,以因地制宜的多元能源结构为基础,信息能源基础设施一体化的综合能源体系将朝着低碳化、高效化、数字化及可持续发展的清洁循环经济方向发展,形成以“能源结构生态化、产能用能一体化、资源配置高效化”为特征的全新的能源生态体系。 回顾人类三次工业革命,都源于重大科学发现和理论突破。传统的能源竞争,就是哪里有资源,就去抢夺,甚至是战争。但是,以风能、太阳能为代表的新能源,其竞争方式不是资源竞争,而是核心技术竞争。 目前,世界上主要国家和地区均把能源技术视为新一轮科技革命和产业革命的突破口,因此,我们应深刻理解“科技独立自强是发展大局的根本支撑”,开展独立自主的创新,必须深入分析面临的挑战及技术成熟性、可行性、经济性,前瞻未来发展,进而科学理智地制定切实可行的技术路线,群策群力,努力践行。应以清洁、低碳、数字、高效和物联为发展方向,以安全高效、循环可持续为驱动和目标,以研究与创新为支撑、智慧互连共享为核心,孕育新模式、新业态,推动跨界融合,实现产学研用协同。同时,从基础理论、新材料、关键技术、软硬件设备到真正能复制的工程示范,探索颠覆性技术,实现能源技术自主创新,保障可再生能源和新型电力系统理智、健康、有序发展,助力碳达峰、碳中和目标实现。