《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。

  • 原文来源:http://www.cnenergynews.cn/dianwang/2022/07/19/detail_20220719125514.html
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    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-08-08
    • 8月6日,由国家发展改革委、国家能源局和国家数据局联合印发的《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》(以下简称《行动方案》)正式公布。《行动方案》提出,在2024—2027年重点开展9项专项行动,推进新型电力系统建设取得实效。 “随着中国式现代化深入推进,一方面,电力对经济社会高质量发展的基础支撑作用愈发突出,对人民群众从‘用上电’到‘用好电’的保障作用愈发凸显;另一方面,分布式新能源规模化接入配电网,新型用能形式不断涌现,新业态蓬勃发展,多元主体灵活互动、与电网友好交互需求日益高涨。”中国工程院院士、天津大学电气自动化与信息工程学院教授王成山分析,这些都要求持续提高配电网供电充裕度及可靠性,加快提高配电网承载力和灵活性。 “新形势下,加快构建新型电力系统意义重大,是助力实现‘双碳’目标的关键载体,是长远保障我国能源安全的战略选择,是应对好电力转型挑战的有效举措。”国家能源局电力司主要负责人表示,新型电力系统建设时间跨度长、涵盖领域广、涉及方面多,各发展阶段侧重点不同,需统筹推进实施。 《行动方案》提出,2024—2027年重点开展电力系统稳定保障行动、大规模高比例新能源外送攻坚行动、配电网高质量发展行动、智慧化调度体系建设行动、新能源系统友好性能提升行动、新一代煤电升级行动、电力系统调节能力优化行动、电动汽车充电设施网络拓展行动、需求侧协同能力提升行动9项专项行动。 对于大规模高比例新能源外送攻坚行动,上述负责人解释,目前,在运跨省区输电通道主要输送煤电、水电等传统电力,新能源电量占比较低。随着“沙戈荒”大型风电光伏基地、水风光综合基地的有序建设,新能源外送消纳需求将进一步增加。为适应新能源快速发展需要,《行动方案》提出,提高在运输电通道新能源电量占比、开展新增输电通道先进技术应用,依托先进的发电、调节、控制技术,实现大规模高比例新能源外送。 围绕智慧化调度体系建设行动,《行动方案》要求,加强智慧化调度体系总体设计。适应大规模高比例新能源和新型主体对电力调度的新要求,全面推进调度方式、机制和管理的优化调整。 “目前,风电在电力规划中参与平衡的比例较低,负荷晚高峰时段光伏参与平衡的比例基本为零,新能源可靠出力水平亟待提升。” 上述负责人表示。对此,《行动方案》明确,开展新能源系统友好性能提升行动,着力打造一批系统友好型新能源电站,实现新能源置信出力提升至10%以上;探索实施一批算力与电力协同项目,提高数据中心绿电占比;因地制宜建设一批智能微电网项目,提升新能源发电自发自用比例。 “配电网高质量发展需要有利的政策环境与相适应的体制机制。” 王成山建议,一方面需要以市场化方式推进新元素与配电网协调发展,支持分布式新能源、新型储能、电动汽车和微电网等新兴经营主体独立平等参与电力交易;另一方面需要完善电价机制,通过优化完善终端用户分时电价、灵活性调节电源电价以及输配电价等电价制度,调动各方投资建设新型储能、充电设施、虚拟电厂等新业态的积极性并取得合理收益,进一步推动新型领域的绿色低碳转型。
  • 《电氢耦合 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:2022-03-17
    • 随着碳达峰碳中和工作的推进,氢能作为清洁能源的载体,将在工业、交通等领域得到广泛应用。氢能与电力系统的耦合发展,将进一步推动新型电力系统建设,但目前受技术、经济性等因素影响,尚未具备大规模推广的条件。这需要从加强政策顶层设计和电氢协同、开展跨学科跨领域联合攻关、建设标准体系、打造典型示范工程等方面推动开展。 随着“双碳”工作推进,发展绿氢是未来重要趋势之一 氢能是氢在物理与化学变化过程中释放的能量,可用于发电,也可作为车辆和飞行器用燃料、家用燃料等。作为能源,氢具有以下特点:单位热值高,氢气的低位热值为120兆焦/千克,是同质量天然气、石油、煤炭等化石燃料热值的2.6~4倍;储量丰富,氢主要以化合物的形态贮存于水中,地球上丰富的水资源中蕴含着大量可供开发的氢能;清洁环保,氢本身无味、无毒,氢燃烧或发电后的产物是水,能够实现零排放。 根据生产来源,氢能可分为灰氢、蓝氢、绿氢。灰氢是通过化石燃料(如石油、天然气、煤炭等)燃烧产生的氢气,在生产过程中会有二氧化碳排放。蓝氢是在灰氢的基础上,将二氧化碳捕获、利用和封存,实现低排放生产。绿氢指的是主要通过使用风电、光伏发电等新能源发电制氢,实现零排放。目前,全球制氢手段仍主要是化石能源制氢。我国能源结构为“富煤少气”,制氢的主要方式是煤制氢和工业副产氢。 虽然化石能源制氢成本较低,但随着“双碳”工作的推进,发展绿氢是未来制氢的主要趋势。发展绿氢能够推动我国能源结构转型,保障能源安全。当前,我国能源结构仍以化石能源为主,碳减排任务艰巨,石油、天然气对外依存度较高,需要探寻新的能源来保障能源安全。绿氢作为清洁能源载体,将在清洁低碳、安全高效的能源体系中发挥作用。绿氢可以帮助交通、工业等难以减排的领域深度脱碳。例如,氢燃料电池可用于长途运输车辆和重载货车,氢也可以作为原料代替化石燃料,大幅降低钢铁、化工和水泥等高碳排放行业的碳排放,是工业领域实现减碳的重要手段。利用新能源制氢可以提升新能源消纳水平,促进新能源大规模发展,同时氢储能可实现电力电量长周期跨季节调节,满足电力系统多时间尺度调节需求,支撑电力系统安全可靠运行。 氢能将在制、用等环节和电力系统产生更多耦合关系 随着能源革命推进,氢能技术和产业近年来快速发展。截至2021年年底,已有近20个国家制定了氢能战略,其中大部分以绿氢为主要发展方向;同时加快电解槽的部署,推动氢能在交通运输、建筑与工业供热、新型工业原料和发电等领域的应用。根据国际能源署预测,在净零排放愿景下,到2030年、2050年,全球电解槽装机容量将从现在的30万千瓦分别增长至8.5亿千瓦、36亿千瓦,现有工业用氢占比将由现在的99%分别降至71%、17%,交通运输、建筑与工业供热、新型工业原料和发电领域的用氢需求将由现在的不到1%分别上升到29%、83%。 我国已出台多项促进氢能技术发展及产业创新的政策,并将氢能纳入能源范畴,作为前沿科技和新兴产业进行谋划布局,同时采用以奖代补形式开展氢燃料电池车应用示范城市建设。当前,我国氢能产业链初步实现商业化,区域产业集群效应初步显现,为氢能发展奠定了良好基础。截至2021年年底,已有29个省份出台了涉及氢能产业发展的政策。据中国氢能联盟预测,到2030年、2060年,我国氢气需求量将分别达3715万吨、13000万吨,在终端能源中占比分别为5%、20%左右,电解水制氢占制氢总量的比例分别为10%、70%。 氢能作为连接气、电、热等不同能源形式的桥梁,未来将在制、用等环节与电力系统产生更多的耦合关系。 氢能是促进新能源消纳的重要手段。未来,大规模新能源将快速发展,利用新能源制氢可提升新能源消纳水平。 氢能是实现电能跨季节长周期大规模存储的重要途径。氢储能具有储能容量大、储存时间长、清洁无污染等优点,能够在电化学储能不适用的场景中发挥优势。在大容量长周期调节的场景中,氢储能与电化学储能相比在经济性上更具有竞争力。 氢能是新型电力系统灵活调节的重要手段。先进的电解水制氢装备具有较宽的功率波动适应性,可实现输入功率秒级、毫秒级响应,为电网提供调峰调频等辅助服务,提高电力系统的安全性、可靠性、灵活性。 氢能是拓展电能利用、促进能源互联互通的重要路径。氢能作为灵活高效的二次能源,在能源消费侧可以利用电解槽和燃料电池,通过电氢转换实现电力、供热、燃料等多种能源网络的互联互补和协同优化,推动分布式能源发展,提升终端能源利用效率。 电氢耦合应示范先行、逐步推广、有序发展 新型电力系统对新能源消纳、电网灵活调节、系统安全稳定运行提出了更高要求。氢能未来将应用于其中的源、网、荷各环节。 在电源侧,新能源就地制氢、传统电源与氢能耦合等将促进新能源高效消纳利用,平衡新能源发电出力功率波动,提升新能源并网友好性,支撑大规模新能源电力外送。同时,传统煤电耦合新能源、氢能将提升煤电灵活性和清洁低碳水平,促进煤电绿色可持续发展。 在电网侧,在大规模新能源汇集、负荷密集接入、调峰调频困难等关键电网节点合理布局氢储能电站,可发挥调峰、调频、调压、爬坡等作用,提高电力系统安全性、可靠性、灵活性。 在负荷侧,氢能热电联产、分布式电制氢加氢站等可参与电网辅助服务,同时支撑分布式供能系统建设,发挥电、气、热、冷、氢等不同能源系统的耦合互补效应,推动综合能源服务发展,提升终端能源效率和综合供能可靠性。 受技术、经济性等因素的影响,氢能在新型电力系统中的应用仍面临诸多挑战:一是缺少电氢耦合的激励政策与电氢协同规划,二是氢能装备部分器件“卡脖子”问题和核心关键技术有待突破,三是绿氢生产成本较高,四是电氢耦合标准体系有待完善。同时,氢在制取、储运和使用过程中存在一定的安全隐患,因此安全性是氢能推广应用的重要前提。 当前,氢能在电力系统尚不具备大规模推广应用的条件,建议示范先行,随着技术进步与产业成熟逐步推广、有序发展。 强化顶层设计,推进电氢协同。建议氢能布局与新型电力系统建设相结合,明确氢能在新型电力系统应用发展的路线图,开展激励政策设计,进行应用引导和优化补贴。 加强产学研用协同,开展跨行业、跨学科联合攻关。建议培育电氢耦合联合科研创新团队,建设技术创新联合体,突破关键核心技术,开展电氢耦合全产业链技术成熟度分析,产学研用全方位入手推动电氢耦合产业发展。 建立健全标准体系,引领电氢产业高质量发展。建议围绕产业发展需求,积极推进团体、行业标准及国家标准的制定,开展标准验证,促进工程标准化建设和规范化管理。 打造典型示范工程,推动电氢产业规模化发展。建议围绕绿氢生产基地,建设国家级风光氢储试验检测基地和示范工程,开展氢能多类技术路线验证;在大规模新能源汇集等电网节点探索建设氢储能电站,参与电网灵活性调节;在国家氢燃料电池车示范城市,重点在重卡、物流车辆需求密集区,因地制宜建设分布式电制氢加氢站和充电站融合综合能源服务站,打造电氢耦合精品示范工程。