電力系統(tǒng)需要滿足不同時(shí)間尺度需求的儲(chǔ)能技術(shù),可大致分為功率型(秒~分鐘級(jí))、能量型(1~2h)和容量型(>4h)。在調(diào)頻方面,電化學(xué)儲(chǔ)能功率調(diào)節(jié)范圍大、響應(yīng)速度快,調(diào)頻性能最優(yōu),在啟動(dòng)速度上,電化學(xué)(秒級(jí))>物理儲(chǔ)能(分鐘級(jí))>燃?xì)獍l(fā)電(簡(jiǎn)單循環(huán)15~30min,聯(lián)合循環(huán)1~2h)>燃煤發(fā)電(冷態(tài)啟動(dòng)7~10h,熱態(tài)啟動(dòng)1.5~2h)。在容量型儲(chǔ)能技術(shù)方面,目前來(lái)看,抽水蓄能、(全礬)液流電池和壓縮空氣儲(chǔ)能,以及帶儲(chǔ)熱(100%負(fù)荷配置)的光熱發(fā)電,能夠解決新能源日內(nèi)穩(wěn)定出力的調(diào)節(jié)需求(需至少具備6~8h時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能)。
在多日、周、季等更長(zhǎng)時(shí)間尺度下,氫能(新能源直接電解水制氫)是一種長(zhǎng)周期化學(xué)儲(chǔ)能方式,在終端能源中作為電的重要補(bǔ)充(預(yù)測(cè)2050年前后氫能占終端能源消費(fèi)的10%左右),可有效提高能源供應(yīng)安全水平,適用于分布式熱電聯(lián)供、交通、冶金等多種場(chǎng)景,但是若再大規(guī)模集中地轉(zhuǎn)為電則仍需解決很多技術(shù)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題,而兼具常規(guī)水輪發(fā)電機(jī)組和抽蓄機(jī)組的混合式水力發(fā)電也可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期儲(chǔ)能,化石能源(煤、天然氣)本身就是一種可長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)的一次能源,但是火電機(jī)組的冷/熱備用狀態(tài)對(duì)啟動(dòng)時(shí)間、響應(yīng)速度有較大影響,未來(lái)新型電力系統(tǒng)的負(fù)荷備用、旋轉(zhuǎn)備用、停機(jī)事故備用容量大小及方式選擇有待深入研究。
三、主要應(yīng)對(duì)舉措
構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)全環(huán)節(jié)共同發(fā)力,依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展,加快顛覆性技術(shù)突破,完善新型儲(chǔ)能價(jià)格形成機(jī)制及電價(jià)政策,加強(qiáng)電力市場(chǎng)建設(shè)。
一是優(yōu)化電力流總體格局,協(xié)同“資源優(yōu)化配置”與“負(fù)荷優(yōu)化配置”,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,將部分負(fù)荷由中東部向西南、“三北”地區(qū)布局,如“東數(shù)西算”工程,實(shí)現(xiàn)負(fù)荷需求與資源分布相適應(yīng);
二是統(tǒng)籌資源,推進(jìn)風(fēng)光水火儲(chǔ)多能互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行控制和調(diào)度的一體化,研究應(yīng)用新能源高精度功率預(yù)測(cè)、主動(dòng)支撐、虛擬同步機(jī)等友好并網(wǎng)技術(shù),提高新能源的出力穩(wěn)定性和可調(diào)度性;
三是完善送受端網(wǎng)架,增強(qiáng)省間電力互濟(jì),提升電網(wǎng)資源優(yōu)化配置能力,發(fā)展基于IGBT、SiC等新一代電力電子器件的柔性交直流輸電技術(shù),使電網(wǎng)更能適應(yīng)新能源的出力特性,優(yōu)化調(diào)度,提升電網(wǎng)對(duì)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”的協(xié)同調(diào)度能力,提高系統(tǒng)消納能力和平衡能力;
四是提升源-網(wǎng)-荷靈活調(diào)節(jié)能力,如新建抽蓄、調(diào)峰氣電、煤電靈活性改造(深度調(diào)峰及快速啟停)、需求側(cè)響應(yīng)、儲(chǔ)能等;探索V2G(Vehicle to grid)、V2H(Vehicle to home)、V2L(Vehicle to load)等應(yīng)用場(chǎng)景(按帶60千瓦時(shí)算,可供家庭一周左右緊急用電);
五是突破顛覆性技術(shù)創(chuàng)新,加快新型儲(chǔ)能技術(shù)規(guī)模化商業(yè)化應(yīng)用,建立新型儲(chǔ)能價(jià)格形成機(jī)制,推動(dòng)氫制儲(chǔ)運(yùn)用環(huán)節(jié)和燃料電池核心材料、關(guān)鍵零部件及裝備、系統(tǒng)研發(fā)示范;
六是實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí),促進(jìn)微電網(wǎng)、虛擬電廠等新形態(tài)發(fā)展,利用先進(jìn)數(shù)字化和電力電子技術(shù),加快智能、主動(dòng)、柔性交直流混合配電網(wǎng)的發(fā)展,提高新能源與負(fù)荷的“可觀、可測(cè)、可控”水平,提高電網(wǎng)主動(dòng)消納能力;
七是加快完善輔助服務(wù)市場(chǎng)、建立容量市場(chǎng),不同市場(chǎng)主體電能價(jià)值具有多樣性,要通過(guò)完善電力市場(chǎng)予以體現(xiàn)和反映,發(fā)揮不同市場(chǎng)主體功能作用和積極性。
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本文標(biāo)題:新型電力系統(tǒng)的未來(lái)構(gòu)想+風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)+應(yīng)對(duì)舉措
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