數字化變革不是為了數字化而數字化，而是為了解決構建新型電力系統過(guò)程中存在的一系列問(wèn)題。
對電力系統靈活調節能力提出挑戰
“過(guò)去電壓等級從高到低，1000千伏到500千伏再到220千伏等，一級一級下降，這種屬于垂直型電網(wǎng)。而在以新能源為主體的新型電力系統中，到用戶(hù)端可以只有少數幾個(gè)電壓等級，這是扁平型電網(wǎng)。全國電網(wǎng)正在進(jìn)入垂直型電網(wǎng)和扁平型電網(wǎng)共存的時(shí)代。未來(lái)扁平型電網(wǎng)將持續大規模發(fā)展?！?月15日，南方電網(wǎng)公司發(fā)布《南方電網(wǎng)公司建設新型電力系統行動(dòng)方案(2021-2030年)白皮書(shū)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《白皮書(shū)》)，并舉行數字電網(wǎng)推動(dòng)構建新型電力系統專(zhuān)家研討會(huì )。
“一定要分清楚，哪些是多快好省的關(guān)鍵技術(shù)，哪些不是，具體工作要落在實(shí)處。此次發(fā)布的《白皮書(shū)》很實(shí)際，根據南方電網(wǎng)的特點(diǎn)，因地制宜提出了推動(dòng)構建新型電力系統的路徑和方案?！敝袊こ淘涸菏?、清華大學(xué)教授韓英鐸說(shuō)。
在新型電力系統場(chǎng)景下，新能源規?；l(fā)展成為常態(tài)?！靶履茉础畱⒈M并’。我們將加快新能源接入電網(wǎng)配套工程建設，支撐集中式新能源基地和分布式新能源接入?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司副總工程師、南網(wǎng)總調總經(jīng)理劉映尚表示，該公司將重點(diǎn)推進(jìn)廣東、廣西海上風(fēng)電，云南大滇中地區新能源，貴州黔西、黔西北地區新能源等配套工程建設，制定完善新能源入網(wǎng)、并網(wǎng)、調試、驗收、運行、計量、結算等管理制度，建立風(fēng)機防凝凍能力、寬頻測量等技術(shù)標準，確保新能源高效、安全接入。
據南網(wǎng)預測，“十四五”和“十五五”全社會(huì )最大負荷年均增長(cháng)率分別不低于6.5%、3.5%。隨著(zhù)社會(huì )用電的需求增加，新能源和其他常規能源要同步增加。南方電網(wǎng)將推動(dòng)水電、核電、調峰氣電等多能互補電源體系建設，積極引入西藏、北方清潔能源基地等區外電源。
預計到2025年，南方電網(wǎng)可實(shí)現新增2400萬(wàn)千瓦以上陸上風(fēng)電、2000萬(wàn)千瓦以上海上風(fēng)電、5600萬(wàn)千瓦以上光伏接入。
“新能源大規模接入的系統特性變化，要求系統必須具有強大靈活的調節能力，確保大規模新能源并網(wǎng)后實(shí)現發(fā)用平衡，為用戶(hù)提供穩定、持續的供電保障?！眲⒂成姓f(shuō)，南網(wǎng)將在源網(wǎng)荷儲各個(gè)環(huán)節進(jìn)行部署，大力提升系統調節能力。
為此，《白皮書(shū)》提出，“十四五”和“十五五”期間，南方電網(wǎng)將分別投產(chǎn)500萬(wàn)千瓦和1500萬(wàn)千瓦抽水蓄能，分別投產(chǎn)2000萬(wàn)千瓦新型儲能，并大力推動(dòng)火電靈活性改造，推進(jìn)具備調節能力的水電站擴建機組，合理布局調峰氣電，提升系統調節能力。
“電力+算力”實(shí)現新能源“無(wú)條件”上網(wǎng)
新能源具有間歇性特征，有觀(guān)點(diǎn)認為新能源規?；l(fā)展后，電力系統面臨安全性問(wèn)題，但韓英鐸表示，隨著(zhù)新技術(shù)的發(fā)展，這些問(wèn)題不再是問(wèn)題。
事實(shí)上，解決新能源規?；⒕W(wǎng)帶來(lái)的挑戰，也是構建起新型電力系統的應有之義。
“電網(wǎng)連接能源生產(chǎn)和消費，是新型電力系統的核心樞紐?！敝袊こ淘涸菏?、南方電網(wǎng)公司專(zhuān)家委員會(huì )主任委員李立浧表示，新型電力系統的顯著(zhù)特征是風(fēng)電、光伏等新能源在電源結構中占據主導地位，由于新能源具有隨機性、波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn)，電網(wǎng)在持續可靠供電、安全穩定等方面面臨重大挑戰。
“基于‘電力+算力’的系統平衡理論是新型電力系統的理論基礎，要以信息化、數字化構建新型電力系統，使系統‘可見(jiàn)、可知、可控’，實(shí)現新能源‘無(wú)條件’上網(wǎng)?！崩盍普f(shuō)。
新能源大規模發(fā)展已成為趨勢。對此，中國科學(xué)院院士周孝信建議，通過(guò)數字化、信息化以及人工智能等多種方法，推動(dòng)電力系統源網(wǎng)荷儲各環(huán)節協(xié)調互動(dòng)，加強先進(jìn)儲能技術(shù)研發(fā)，創(chuàng )建新型電力系統的理論和技術(shù)體系，助力碳達峰、碳中和目標實(shí)現。
數字化正是構建新型電力系統的關(guān)鍵一環(huán)。依托數字技術(shù)，數字電網(wǎng)讓電力系統擁有更加敏銳的“感官”和更加聰明的“大腦”，支持新能源機組作為主力電源參與電力系統調控過(guò)程。
“實(shí)現能源轉型和高效利用，發(fā)展數字能源和數字電網(wǎng)勢在必行?！敝袊こ淘涸菏筷愑卤硎?，數字能源是IT技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)高度融合的產(chǎn)物，通過(guò)數字平臺建設，將海量能源數據匯集，并通過(guò)分析優(yōu)化能源結構、使用方式，提高能源使用效率和精準性。
周孝信認為，數字化改革不是為了數字化而數字化，是為了解決電網(wǎng)、電力系統存在的問(wèn)題。特別是當新能源的比例越來(lái)越高時(shí)，需要充分運用數字化、信息化手段來(lái)推動(dòng)源網(wǎng)荷儲協(xié)調發(fā)展，以應對新能源發(fā)電出力的波動(dòng)性、間歇性，以及新型電力系統規劃設計、調度運行、保護控制等方面的一系列難題。
據悉，南方電網(wǎng)公司已明確提出應用新一代數字技術(shù)進(jìn)行數字化改造，加快建設數字電網(wǎng)，打造承載新型電力系統的最佳形態(tài)。
根據規劃，通過(guò)數字電網(wǎng)建設，到2025年，南方電網(wǎng)將具備新型電力系統“綠色高效、柔性開(kāi)放、數字賦能”的基本特征，支撐南方五省區新能源裝機新增1億千瓦以上，非化石能源占比達到60%以上。到2030年，基本建成新型電力系統，支撐新能源裝機再新增1億千瓦以上，非化石能源占比達到65%以上，助力新能源成為南方五省區第一大電源。
營(yíng)造適應新型電力系統的制度環(huán)境
營(yíng)造促進(jìn)能源電力高質(zhì)量發(fā)展的制度環(huán)境是構建新型電力系統的重要基礎?！栋灼?shū)》提出，南網(wǎng)將推動(dòng)制定適應高比例新能源市場(chǎng)主體參與的中長(cháng)期、現貨電能量市場(chǎng)交易機制，推動(dòng)開(kāi)展綠色電能交易，建立電能量市場(chǎng)與碳市場(chǎng)的銜接機制。
未來(lái)，越來(lái)越多的調頻、調峰、備用電源成為產(chǎn)品，進(jìn)入交易市場(chǎng)。南網(wǎng)正在制定適應抽水蓄能、新型儲能、虛擬電廠(chǎng)等新興市場(chǎng)主體參與的交易機制，設計靈活多樣的市場(chǎng)化需求響應交易模式，推動(dòng)南方五省區需求側響應市場(chǎng)建設。
“需求側響應，就是在電力供應緊張的時(shí)候，用電客戶(hù)主動(dòng)削減自己的用電負荷?！眲⒂成信e例，在市場(chǎng)化需求響應機制下，工業(yè)用戶(hù)在電力供應最緊張的“尖峰負荷”時(shí)段，主動(dòng)減少用電，既可以避免承擔高峰時(shí)段的尖峰電價(jià)，還能獲取收益。
不僅是工業(yè)用戶(hù)。南網(wǎng)還激勵各類(lèi)電力市場(chǎng)主體挖掘調峰、填谷資源，引導非生產(chǎn)性空調負荷、工業(yè)負荷、充電設施、用戶(hù)側儲能等柔性負荷主動(dòng)參與需求響應。到2030年，南方電網(wǎng)將實(shí)現全網(wǎng)削減5%以上的尖峰負荷。
