李立浧院士:新型电网才是关键,电网应“无条件”接纳新能源

妮妮聊商业 2025-01-02 10:53:09

一边是日新月异、迅猛增长的新能源装机,一边是日显局促的新能源消纳。中国的新能源发展进入目前局面,很大程度上是根源于新型电力系统“源网矛盾”的日益突出,也就是电网对新能源消纳能力的严重不足。

近日,在第五届新型电力系统国际论坛暨第二十届中国南方电网国际技术论坛上,中国工程院院士、南方电网专家委员会名誉主任委员李立浧发表演讲,他提出,“新型电网才是新型电力系统的核心”,“新型电网应该做到‘无条件’接纳新能源”。

在这位院士看来,“老电网”是无法承载新能源的。

截至2024年底,中国的风光新能源装机已经达到了13.5亿千瓦。新能源在全部电力装机中的占比已超过了40%,部分区域新能源瞬时渗透率甚至超过60%。进入这一阶段,新型电力系统源荷波动强、场景规模大、状态变化快的特性日益显现。

李院士演讲强调,“新型电力系统的核心就是发展新能源、接纳新能源”。而从过去几年的实践来看,传统电网接纳新能源效果很有限,因此,为了破解新能源装机与消纳之间的矛盾,传统电网需要尽快转型为“新型电网”,新型电网“要有硬的技术措施,其中发展配电网是重点”。

传统电网转型“新型电网”的最终目标,是“新型电网应该做到‘无条件’接纳新能源”。

要完整理解上述观点,要先认识到,本身就身兼南方电网专家委员会名誉主任委员的李院士,并不是要将新能源的消纳责任简单、全部推给电网,而是强调电网在整个电力系统中的极端重要性,这其中也包括对于新能源的消纳的重要性。

硬件要更硬

李院士表示,新型电力系统下的电网形态是“大电网+主动配电网+微电网”。而要想高效承载和消纳新能源,首先就需要拥有一张坚强的电网,也就是说电网“硬件要足够硬”。

大电网要怎么发展,李院士强调需要以“500kv电网”为主网架,网络要密集、通畅、支撑。这是有针对性的,目前中国的大电网,比如大量、大规模风光新能源基地扎堆的西北几省,其主网架密集程度和支撑性就严重不足。

大型新能源基地通常位于地理环境恶劣的偏远地区,西北电网以750千伏交流为主网架,新疆、青海、宁夏的电力都需要经过甘肃的狭长地带汇集后外送,与东部长三角、珠三角地区500千伏环网网架相比,西北网架结构相对薄弱,网络不够密集,支撑能力不够,因而难以发挥输送新能源的预期最大能力。

此外,伴随着新能源的狂飙突进增长,大电网的“强直弱交”问题也愈演愈烈,国网原董事长刘振亚为此曾奔走呼吁了多年。强直弱交电网,交流与直流两种输电形态发展不均衡,其结果是直流特高压远距离输电,严重冲击承载能力不足的交流薄弱环节,加剧了连锁故障风险,进而造成电网安全水平骤然下降。

化解这一矛盾,建设柔性特高压直流是一大方向。

柔性直流灵活性高、可控性好,对电压、频率的控制更加灵活,可提升新能源场站故障穿越能力,对改善交直流相互影响和提高电网稳定性作用显著。2020年12月建成的乌东德水电站送电广东、广西示范工程,是世界上第一个±800 kV特高压柔性直流输电工程。

而配电网环节,容量不足的现实,业已严重卡了分布式新能源的脖子,“接不进,控不住,送不动”。

据不完全统计,截至2024年上半年,分布式光伏接网难题已经席卷了全国逾10个省份,有合计超过400个县先后出现低压承载力红色区域;红区内,分布式光伏被叫停。

而李院士认为,新型电网建设“发展配电网是重点”,配电网“要有裕度”,配电网容量不足是搞不了新能源的。

国家层面已明确,到2025年底,配电网容量要从2.5亿千瓦扩容至5亿千瓦。但由于种种原因,目前配电网扩容进展还是很缓慢。

分布式微电网环节,目前进展依然缓慢。前不久,中能建西南电力设计院原副总工程师吴安平指出,新能源微电网示范自2017年启动以来,一直举步维艰,至今建成投运项目尚未过半,一些项目因各种原因终止,示范基本上没有实现预期的目标。

电网硬件建设为何迫切需要快速跟进?业内权威人士提供了一个数据视角:“双碳”前的2018年,电网投资在整个源网投资中占比高达66%,电网投资是电源投资的2倍;“双碳”成行后,电源投资加速,截至2023年底,电源投资已经超过电网投资4400亿元。

软件要更软

老电网承载不了新能源,新型电网硬件设施提速的重要性不言而喻,不过,除了基础设施升级之外,新型电网最重要的、最难的地方是电网“软件要足够软”。

李院士之所以强调“发展配电网是新型电网建设的重点”,那是因为,在新型电力系统中,配电网处在一个关键节点上,配电网上下左右分别连接着“源网储荷”涉事各方。

一旦配电网变得柔性智能起来,那么“新能源电力电量的动态随机平衡”也就迎刃而解了。

在李院士看来,风光新能源的随机性、间歇性、波动性,仅仅是一个感性的描述,从技术角度来看可将新能源“三性”归结为“不可预测性”。这就意味着,无论是配电网的柔性智能,还是电网“无条件”接纳新能源,必须针对新能源实现高精度预测。

在未来以新能源为主体的新型电力系统中,发电主体、电力网络、负荷等数量特别庞大,整个系统呈现出“去中心化、分布式”的发展态势。在这样的新系统中,要实现新能源电力电量缺口、盈余的动态平衡,就需要依靠强大的智能软件系统,去对海量主体进行实时、精确、智慧、柔性管理。

以配电网为重点的新型电网建设,工作重心将要转向对新能源进行高精度预测,这也意味着,传统电网的“老一套”工作思路要发生革命性的变革。

火电时代的特征是源随荷动,由于火电机组具有高度的稳定性和出力可控性,电力供给可以随着电力需求的变动而任意变动。用电高峰时段,火电机组开足马力权力供应就是了;用电低谷时段,火电机组减少出力就是了。在这一过程中,源随荷动,电网只需执行单向计划调度,就能实行整个系统的稳定高效运转。

而进入新能源发电为主力的时代,“靠天吃饭”的新能源,远没有火电那样伸缩自如、可靠驯服,因此,源随荷动、电网单向计划调度那套传统玩法也就越来越玩不转了。在这一新阶段,电网的不适应性,已经不是硬件设施是否足够的问题了。

也就是说,在新能源为主体的新型电力系统中,传统电网那种“坐在办公室里”、居高临下发号施令的工作方式已经大大落伍了。如果电网企业不改变原有源随荷动的旧思维,不改变单向计划调度的旧思维,建再多的电网硬件也是无济于事。

新型电网转变工作方式,那就需要“走出办公室”“迈开腿”,热情拥抱源荷储,频密开展双向互动、多向互动,既要高精度预测新能源的出力,又要实时洞悉负荷侧的用电需求,在两者之间实现强链接。

展望新型电力系统发展,新型电网的“看家本领”应该在于它的柔性智能,其工作方式就是数据流、信息流和能量流“同流合屋”,用自身的柔性智能将来自于源荷储的数据流、信息流和能量流融为一体,根据系统数据流、信息流的即时变动,去智能调整电能量流的流动。

惟其如此,新能源电力电量的动态随机平衡,才能有效实现。

“无条件”接纳新能源

与李立浧院士的核心观点相类似,另一位南网“大将”——南方电网专家委员会专职委员郑耀东早就表示,消纳新能源,“调度优化管理”是最重要的。

2023年8月,在第十届中国国际光储充大会上,郑耀东演讲提出了让人耳目一新的观点——“不要试图去消灭新能源特性”。

郑耀东表示,一提起新能源,很多人的共同观点就是针对新能源的“三性”问题,出路是要把这三性解决甚至消灭掉。但是,就如同传统的水电也一样具有按年、按月的随机性、波动性一样,新能源是按日、按小时波动,而我们都无法去从本质上去消灭新能源的特性。

那么,出路是什么?就是不要去“消灭”,而是要去适应新能源的特性。正是在这一理论基点上,才有了“调度优化管理最重要”“新型电网应该做到‘无条件’接纳新能源”这样石破天惊般的观点与认识。

郑耀东和李立浧两位专家均出身电网系统,当然不是说要把消纳新能源的责任简单、全部推卸给电网一个环节,包括风光新能源在内的电源企业,也必须要向系统友好型电站转型。

郑耀东和李立浧两位观点高度一致,是因为“新型电网是新型电力系统的核心”,只有抓住了这个核心才能抓出成效来。

那么,如何逐步的实现李院士所提出的新型电网“无条件”接纳新能源?

仅凭电网孜孜不倦进行生产力变革是不够的。正如中能建西南电力设计院原副总工程师吴安平不遗余力多次撰文指出的观点——新型电网建设、新型电力系统建设,也要有“生产关系的转型与变革”。

比如迄今已推进了8年之久的增量配电网改革,比如目前各地正在探索实践的“源网荷储一体化”,再如新能源“隔墙售电”,又如新能源“绿电直供”,这些关乎中国能源转型能否成功的大探索、大变革,在进程中都遇到了这样那样的挑战,推动起来并不容易,究其原因,主要还是生产关系没有理顺。

以配电网改革为例,李立浧院士等业内人士都强调“发展配电网是重点”,要建设更加柔性智能的配电网——愿望是美好的,机制当然也是重要的。

但生产关系层面的现实却是,大电网此前的工作重心一直在输电网,不在配电网。于是,尽管智能配电网、分布式智能微电网等概念和规划已经先行了,但是落地推进却进展缓慢;

除此之外,由于大电网通过掌控存量配电网,事实上还在做着电量“统购统销”的生意,于是,绿电直供和“隔墙售电”模式在输配一体的旧格局下很难开展起来;

而在增量配电网的新场景下,新能源发电理论上可以接进增量配电网去试行“直供”,但是,由于绿电无法独立完成24小时全天候供电,增量配电网还是需要从大电网手中接入配套电源,但就是在这一环节,增量配电网遭遇了大电网的“不合作”。

正因如此,吴安平反复申说的一个道理是,“输配分开”非常重要,这就是针对生产关系的调整思路。

类似这样的生产关系的变革,也恰是李立浧院士“新型电网应该做到‘无条件’接受新能源”愿景能否实现的前置条件。

(转载请标明出处,文章来源:华夏能源网,微信号:hxny3060)

1 阅读:36
评论列表
  • 2025-01-04 21:10

    [点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][点赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞][赞]

妮妮聊商业

简介:感谢大家的关注