作為全面貫通生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及市場的能源系統(tǒng)演進高級形態(tài)，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅是清潔能源大規(guī)模開發(fā)、配置、使用的重要平臺，更成為突破能源發(fā)展資源約束、環(huán)境約束及時空約束的根本之策。

　　“能源互聯(lián)網(wǎng)是一種新型能源系統(tǒng)，可再生能源優(yōu)先，以電力為基礎，因此在‘雙碳’目標下，能源互聯(lián)網(wǎng)的核心形態(tài)就是構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。”在10月13日召開的2021國家能源互聯(lián)網(wǎng)大會上，清華大學能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院高峰表示。

　　同日發(fā)布的《2021國家能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報告》顯示，能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展歷經(jīng)1970-2003年的概念孕育、2004-2013年的初步研究、2014-2016年的啟航出發(fā)、2017-2019年的試點示范，以及2020年至今的多元發(fā)展五個階段。進入2020年，隨著“雙碳”目標的提出，能源互聯(lián)網(wǎng)進入方向更為聚焦的加速發(fā)展通道，政府與產(chǎn)學研各界積極行動，以政策機制為導引，以科技創(chuàng)新為抓手，以產(chǎn)業(yè)轉型為核心，謀篇布局。

 

　　配電網(wǎng)成“主戰(zhàn)場”

　　能源格局的深刻調整，使得電網(wǎng)的電源結構、形態(tài)、負荷特性以及運行特性等具備全新特征，新型電力系統(tǒng)亟待加快構建。

　　國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院劉海濤認為，配電網(wǎng)將成為新型電力系統(tǒng)建設的主戰(zhàn)場。瞄準“雙碳”戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)，配電網(wǎng)將發(fā)生重大變革，將從以電能傳輸、分配為主的通道型設施，轉變?yōu)橘Y源聚合、優(yōu)化、交換，以及各利益主體平等交易的平臺型基礎設施。

　　國家電力投資集團有限公司戰(zhàn)略規(guī)劃部主任何勇健也認為，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的核心是“新型”，配電網(wǎng)將成為電力發(fā)展的主導力量。

　　“應看到，配網(wǎng)側新型電力系統(tǒng)面臨諸多發(fā)展挑戰(zhàn)。配電網(wǎng)的發(fā)展變化速度快，但其發(fā)展目前還不平衡、不充分；配電網(wǎng)規(guī)劃建設實施難度增大，運行控制安全風險驟增，用能服務互動需求多樣?！眲⒑嵝选?/span>

　　在其看來，未來配網(wǎng)側新型電力系統(tǒng)的發(fā)展，將通過設備層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層關鍵技術與裝備的革新，以“清潔低碳、安全可靠、柔性互動、透明高效”為目標，實現(xiàn)最大化接納新能源發(fā)電和新型柔性負荷、實現(xiàn)運行的經(jīng)濟高效和最優(yōu)化，支撐現(xiàn)代能源體系的加速構建。

　　另一邊，南方電網(wǎng)從今年3月開始，對構建新型電力系統(tǒng)也展開了深入研究，提出了四個階段建設路徑，通過頂層設計、分布實施、有序推進新型電力系統(tǒng)的構建，力爭在2030年前基本建成新型電力系統(tǒng)。

　　“新型電力系統(tǒng)最主要的特征是以新能源為主體，‘兩高和三性’（注：兩高是高比例新能源接入、高比電力電子設備應用；三性是隨機性、波動性和間歇性）特點將帶來兩個方面的挑戰(zhàn)，一是電力保障，二是慣量下降?！蹦戏诫娋W(wǎng)科學研究院曾勇剛坦言。

　　以云南電網(wǎng)和廣東電網(wǎng)為例，全年的高峰時段90%概率下可保證風力出力是5%左右。照此計算，到2030年，南方電網(wǎng)新能源裝機將達到2.5億千瓦。按照5%計算，裝機替代只有1250萬千瓦，仍需規(guī)劃大量常規(guī)機組做電力保障。

　　“當前，南方電網(wǎng)與云南電網(wǎng)實現(xiàn)了異步，廣東電網(wǎng)正在進行柔性直流互聯(lián)，南方電網(wǎng)逐步變成3到4個交流同步電網(wǎng)。這將對系統(tǒng)慣性帶來更大影響。構建新型電力系統(tǒng)，對系統(tǒng)慣量應更加關注，尤其要關注交流同步電網(wǎng)的頻率同步穩(wěn)定問題?！痹聞偺嵝眩皻W洲現(xiàn)在面臨的最大挑戰(zhàn)正是慣性下降問題?！?/span>

　　“通過對歐洲一些經(jīng)驗的調研，有幾方面可以借鑒。第一是關注增強慣量，第二是提升頻率支撐，第三是加強區(qū)域互聯(lián)，第四是靈活的調節(jié)能力?！痹聞偨ㄗh。

　　據(jù)了解，南方電網(wǎng)為構建新型電力系統(tǒng)，正重點突破八項關鍵技術，涉及規(guī)模化經(jīng)濟型儲能應用技術、新能源全面可觀可測可控技術、不同時間尺度的概率化電力電量平衡技術、新型電力系統(tǒng)慣量評估及頻率運行控制技術、高度電力電子化的電力系統(tǒng)諧波及振蕩抑制技術、大規(guī)模新能源接入的全景仿真技術、電力電子變流設備構網(wǎng)型控制技術、電-碳聯(lián)動的運營技術等。

 

　　新能源滲透需技術加持

　　能源互聯(lián)網(wǎng)浪潮的興起，為推動傳統(tǒng)電網(wǎng)改造升級提供了有力抓手，也為培育清潔能源、綠色環(huán)保等新型產(chǎn)業(yè)帶來了發(fā)展機遇，不少企業(yè)爭先“入場”。

　　中國華能集團清潔能源技術研究院李衛(wèi)東表示，能源是我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎性行業(yè)，能源做不到萬物互聯(lián)，國家經(jīng)濟社會發(fā)展就會呈現(xiàn)落后的形態(tài)。我們要想在沙漠和戈壁構建萬億級新能源，必須依靠能源互聯(lián)網(wǎng)這一全新手段解決這一問題。

　　“可再生、分布式、互聯(lián)性、開放性、智能化五大特征，基本勾勒了以新能源為主體新型電力系統(tǒng)的特點。我們正在打造一個高比例可再生能源技術研發(fā)體系?！崩钚l(wèi)東說。

　　伴隨高比例可再生能源技術體系的構建，以風、光、儲等為代表的新能源滲透率也在不斷提高。

　　北京清能互聯(lián)科技有限公司CTO賴曉文提醒，“在相對較低的新能源滲透率下，尚且能夠通過系統(tǒng)調度的優(yōu)化和市場機制的激勵，激發(fā)現(xiàn)有資源的響應和互動，促成新能源的消納。不過，在新能源滲透率達到相對較高的狀態(tài)時，就需要對電源、電網(wǎng)、負荷、儲能等方面的技術增配和升級開展相應的工作?！?/span>

　　在其看來，當前不少企業(yè)急需面向新型電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運行模擬的技術方法和工具，但傳統(tǒng)的規(guī)劃和模擬工具卻存在五個相對不足。即，缺少低碳規(guī)劃的模型；無法模擬新能源的隨機出力；通常僅面向電力系統(tǒng)的典型運行方式開展，亟需全新的工具；需要大量的模型數(shù)據(jù)、邊界條件的數(shù)據(jù)；可視化程度低。

　　“針對上述不足，我們提出了面向雙碳目標的源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)同規(guī)劃與運行模擬解決方案。將模型和數(shù)據(jù)進一步聚合成服務，在數(shù)據(jù)層、計算層和展示層提供相應的服務支撐能力，從而支撐上層的六大應用，包括電網(wǎng)模型構建、運行場景預測、協(xié)同規(guī)劃優(yōu)化、持續(xù)運行模擬、大數(shù)據(jù)挖掘分析，以及全景綜合展示?！辟嚂晕恼f。

　　值得一提的是，作為能源互聯(lián)網(wǎng)供需之間互動的核心，儲能的發(fā)展備受期待。

　　“未來，60%到70%的儲能市場將源于新能源消納。按照國家發(fā)改委的預期，未來五年儲能市場將呈現(xiàn)十倍的增長。”北京海博思創(chuàng)科技股份有限公司張劍輝分析。

　　他進一步建議，“我們要考慮到，即使是強配，新能源如何能與儲能一起聯(lián)合參與電力市場的交易，促進新能源消納。在滿足經(jīng)濟性基礎上，在新能源配置較多的地方，可建設共享儲能電站，為周邊新能源消納服務，同時接受電網(wǎng)調度，參與電網(wǎng)的調峰調頻?！?/span>