隨著分布式電源與新型負荷的快速發(fā)展,配電網(wǎng)逐步向源網(wǎng)荷儲融合互動、與上級電網(wǎng)靈活耦合的電力網(wǎng)絡演進。日前,《關于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)、《配電網(wǎng)安全風險管控重點行動工作方案》接連發(fā)布。近日,記者就配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展采訪了中國工程院院士、天津大學教授王成山。
“雙碳”背景下的配電網(wǎng)發(fā)展趨勢
記者:在您看來,新型電力系統(tǒng)已經(jīng)成為“雙碳”目標能否實現(xiàn)的關鍵性因素,正處于技術爆發(fā)的階段。在技術發(fā)展的同時,電力行業(yè)還將出現(xiàn)哪些新趨勢、新業(yè)態(tài)?
王成山:電力系統(tǒng)從來沒有像現(xiàn)在這樣,需要那么迫切地去交叉融合。這個趨勢是雙向的交叉融合,且前景廣闊、需求迫切。一是電氣工程學科的內(nèi)部融合;二是與外部的學科融合,比如人工智能、信息工程;三是能源業(yè)態(tài)融合,比如綜合能源服務、氫電耦合等。
記者:“雙碳”目標對基于新型電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)有何新的要求?
王成山:配電網(wǎng)在保障電力供應、支撐經(jīng)濟社會發(fā)展、服務改善民生等方面作用重大,特別是在“雙碳”背景下,配電網(wǎng)的支撐作用更加凸顯。它是分布式電源、充電樁的接入載體,是實現(xiàn)各種分布式能源綜合高效利用、電力用戶節(jié)能減排的關鍵支撐。近年來,臺風、雨雪冰凍等極端天氣造成配電網(wǎng)故障的情況時有發(fā)生。同時,分布式新能源快速發(fā)展,新能源汽車及充電樁規(guī)模日益增大,電力市場建設不斷推進。這對配電網(wǎng)的軟硬件系統(tǒng)、市場機制建設都提出了更高要求。
配電網(wǎng)建設面臨諸多挑戰(zhàn)
記者:對于配電網(wǎng)承載能力,《指導意見》提出,到2025年,具備5億千瓦左右分布式新能源、1200萬臺左右充電樁接入能力。您認為,配電網(wǎng)發(fā)展將面臨哪些挑戰(zhàn)?
王成山:從裝備到結構、從規(guī)劃到運行、從運營到市場,配電網(wǎng)面臨著諸多挑戰(zhàn)。
一是保供基礎還需進一步夯實。通過近20年的不斷投資和建設改造,我國配電網(wǎng)的供電能力和供電可靠性都有了很大提高,特別是在一些較發(fā)達的城市或地區(qū),配電網(wǎng)運行水平已進入國際先進行列。但在一些城鎮(zhèn),特別是老舊小區(qū)和農(nóng)村地區(qū),配電網(wǎng)的結構還比較薄弱,潛在的運行風險大,抗災能力不足,智能化水平亟待提高。
二是對新能源和新興業(yè)態(tài)的承載力不足。伴隨著分布式光伏、新能源汽車的發(fā)展,配電系統(tǒng)中儲能的容量正在快速增加,但如何發(fā)揮好儲能的作用,真正利用儲能解決問題,還需要不斷實踐探索。同時,微電網(wǎng)、交直流混合配電網(wǎng)、分布式智能電網(wǎng)廣泛應用,配電網(wǎng)的業(yè)態(tài)也將發(fā)生重大變革,需要提升配電網(wǎng)的承載能力,支撐我國能源轉型發(fā)展。
三是需要加強配電網(wǎng)發(fā)展各環(huán)節(jié)的統(tǒng)籌銜接,進一步強化全過程管理。在規(guī)劃工作中,既要做好配電網(wǎng)與新能源電源、充電樁、儲能等的協(xié)同規(guī)劃,又要加強與城鄉(xiāng)總體規(guī)劃和國土空間規(guī)劃的銜接,同時還要做好與其他基礎設施的統(tǒng)一規(guī)劃;在項目投資管理中,既要加大電網(wǎng)企業(yè)的投資力度,又要鼓勵多元主體投資,創(chuàng)新投資方式;在工程建設中,需要多部門協(xié)調(diào),各種市政建設工程協(xié)同;在調(diào)度運行機制上,要充分利用用戶側資源消納可再生能源電力,利用微電網(wǎng)、虛擬電廠等實現(xiàn)電力供需互動、源荷儲聯(lián)動,充分利用好市場機制。
記者:配電網(wǎng)的結構形態(tài)轉型是一個長期的過程,您認為應當如何推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展?
王成山:未來,配電網(wǎng)在系統(tǒng)結構、運行方式、市場機制等方面都將發(fā)生重大變革。要推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展,還需要做到以下幾點。
一是加強規(guī)劃引領。規(guī)劃是配電網(wǎng)發(fā)展的基礎,加強規(guī)劃引領可以有效提高配電網(wǎng)建設的投資效益,實現(xiàn)配電網(wǎng)形態(tài)轉變過程中的提質(zhì)增效。
二是堅持系統(tǒng)觀念。配電網(wǎng)直接面向電力用戶,需要堅持統(tǒng)籌銜接各種資源要素,在新型配電網(wǎng)的發(fā)展過程中更好地滿足用戶的需求。
三是推動創(chuàng)新突破。近年來,分布式新能源、新型儲能、充電樁、微電網(wǎng)、虛擬電廠等快速發(fā)展,需要配電網(wǎng)在結構形態(tài)上加以改變,以便更好地利用這些主體自身的調(diào)控能力。同時,配電網(wǎng)運行模式也要不斷創(chuàng)新,為大量新主體參與電網(wǎng)運行創(chuàng)造條件。
有效提升電力供需互動水平
記者:配電網(wǎng)發(fā)展不僅是供給側需要考慮的問題,也涉及到需求側?!吨笇б庖姟废M鉀Q的主要卡點、堵點問題同樣位于需求側。您如何看待下一步電力系統(tǒng)供需互動的發(fā)展?
王成山:在我國靈活性電力調(diào)節(jié)資源短缺的情況下,提升電力供需互動水平成為保障系統(tǒng)安全和高比例新能源消納的重要手段。先進儲能技術的應用與用戶側互動資源的挖掘,對新型電力系統(tǒng)源荷平衡至關重要。
實際上,“源隨荷動”的時代已經(jīng)過去,現(xiàn)在我們強調(diào)源荷互動,要加強負荷側參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的能力。未來,用電量會進一步增長,但配電網(wǎng)很難再成倍地增加容量,也就是很難“再建一個配電網(wǎng)”,必須采取新的措施和技術手段縮小峰谷差、降低峰荷、優(yōu)化配電網(wǎng)結構等。電力供需互動形式既體現(xiàn)在單側互動也體現(xiàn)在雙側互動,供需單側互動主要包括供方發(fā)電權交易和需方用電權交易等,而供需雙側互動包括需求側響應等。
記者:從研發(fā)角度,您認為電力供需互動技術在實現(xiàn)多重目標的過程中將面臨何種挑戰(zhàn)?
王成山:從技術類型來看,供需互動技術目前主要包括以下6項:考慮隱私保護的多源數(shù)據(jù)融合技術、靈活資源的精準畫像與互動能力的評估技術、市場機制下基于云端的電網(wǎng)調(diào)控靶向決策、用戶側基于邊端的供需互動自主響應決策、電力供需互動管理、電力供需互動邊緣控制。技術領域目前主要面臨3個挑戰(zhàn):規(guī)?;`活資源動態(tài)聚合和特征提取、電力供需互動精準調(diào)控、研發(fā)多層級供需互動系統(tǒng)與控制終端。
電力供需互動可以實現(xiàn)多種功能,如移峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻、局域電網(wǎng)源荷平衡、應急保供電等。提升電力供需互動水平,亟須建立市場環(huán)境下多時間尺度、多主體、多目標供需平衡主動響應的電價模型、激勵機制。
電力供需互動依賴市場機制、技術和政策支持。需要盡快出臺鼓勵智能用電、引導負荷聚合商參與等一系列支持政策。在實際應用中,如何提高海量用戶的互動意愿,進一步有效聚合用戶資源并實現(xiàn)精準調(diào)控是電網(wǎng)供需互動技術的難點問題,需要提出行之有效的解決方案。
記者:展望未來,您認為還有哪些供需互動應用場景可以進一步探索?
王成山:充分挖掘電力供需互動環(huán)節(jié)的潛力,是推動構建新型電力系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)之一。需要推廣應用負荷需求側響應與智慧用能等技術,打破相關技術在示范落地、市場推廣上的瓶頸。
未來,應推動基于大數(shù)據(jù)大模型的應用落地實踐,著力提升工業(yè)高載能負荷靈活性,加強居民類海量負荷供需互動、工商業(yè)建筑“光儲直柔”互動,構建切實有效的車網(wǎng)雙向互動體系,推動共享儲能、虛擬電廠等技術的大范圍、規(guī)?;瘧谩?/p>
總之,由于供需互動技術直接涉及廣大電力用戶,相關的市場機制、互動模式、技術架構、硬件和軟件系統(tǒng)都需要不斷創(chuàng)新并落地實施,雖然難度大,但市場前景廣闊。(記者 王偉 王若溪 熊榮華對本文亦有貢獻)
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