21世紀經濟報道見習記者 韓逸飛 北京報道??9月22日，21世紀經濟報道記者從國家電網了解到，華北地區首個新型電力系統全域示范區在河北崇禮正式啟動建設。
據介紹，該示范區將新能源、抽水蓄能以及柔性直流、虛擬電廠等能源系統前沿技術融合在一起，統籌推進前沿技術、裝備材料的科研攻關和示范驗證，進而實現能源資源在全域優化配置，提升全社會綜合用能效率。
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截至目前，冀北電網新能源交易電量累計突破200億千瓦時，占到全國綠電交易量的三成。其中，張家口可再生能源示范區的交易電量占全國交易電量超過四分之一。預計到2030年，冀北電網新能源裝機占本地電源總量的85%左右，儲能裝機容量也將達到2000萬千瓦以上，將基本建成新型電力系統。
中國工程院院士杜祥琬表示，“雙碳”目標下，構建新型電力系統是建設新型能源體系的關鍵內容和重要載體，是極具挑戰性、開創性的系統工程。
新型電力系統是新型能源體系重要載體
過去，我國經濟發展對能源的依賴程度高，能源消費以化石能源為主。現在，隨著新能源的快速發展，電力系統高比例可再生能源、高比例電力電子設備的特征凸顯，系統的物理基礎、功能形態深刻變化。新能源場站需要具備主動支撐能力，擁有接近或高于同步電源的控制特性，支撐系統電壓、頻率穩定以及提供備用容量。
2021年3月15日，中央財經委員會第九次會議提出構建新型電力系統。今年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議強調，要加快構建“清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統”。電網是構建新型電力系統的平臺樞紐和功能核心。
新型電力系統是新型能源體系的重要載體，具備清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動五大特征，是以交流同步運行機制為基礎，以大規模高比例可再生能源發電為依托，以常規能源發電為重要組成，以堅強智能電網為平臺，源網荷儲協同互動和多能互補為重要支撐手段，深度融合低碳能源技術、先進信息通信技術與控制技術，實現電源側高比例可再生能源廣泛接入、電網側資源安全高效靈活配置、負荷側多元負荷需求充分滿足。
中國社會科學院工業經濟研究所副研究員趙劍波認為，新型電力系統是現代化產業體系的組成部分，通過構建以新能源為主體的新型電力系統提升新能源消納和存儲能力，既實現可再生能源大規模開發，又實現高水平的消納利用，更加有力地保障電力可靠穩定供應，實現高質量躍升發展。
解決問題還需摸著石頭過河
新型電力系統是傳統電力系統的創新與發展。國家電網有限公司副總工程師兼基建部主任張寧認為，“要破解電力系統發展面臨的瓶頸、解決深層次矛盾和問題，根本出路在于不斷推進技術和管理創新。”
國家能源集團一位專家告訴21世紀經濟報道記者，隨著新能源裝機占比不斷提升，季節性出力特性受天氣影響，對調節能力的需求將更大，要利用好傳統調節電源，科學統籌推進源網荷各側儲能場景的優化布局，重視系統成本上升等問題。
國網能源研究院的一位研究員認為，當前新型電力系統建設還有三道關，“首先是，電力系統的可靠容量不足。風電、光伏因其自身出力特性，可靠性偏低到2030年，在全國范圍內相對均勻分布的情況下，新能源裝機超10億千瓦，每年將有30天以上出力低于裝機容量的10%，置信容量僅為1億千瓦。”
其次是，現在傳統大電網難以滿足未來電力輸送需求。長期以來，我國能源資源與負荷呈逆向分布，但隨著經濟社會的發展，各地區用電量需求與日俱增，預計到2030年，僅廣東、福建、浙江、江蘇和山東五省的全社會用電量就將達到3萬億千瓦時，未來可能會達到5萬億千瓦時。
他表示，“最后是電力系統轉動慣量以及長周期調節能力不足。光伏發電利用半導體的光電效應將光能轉變為電能，無轉動慣量，風力發電轉動慣量也嚴重不足，因此，當電力系統中大量的新能源機組替代常規電源時，系統頻率調節能力將顯著下降。”
源網荷一體化發展是破局之路
談及構建新型電力系統實施路徑時，國家電網有限公司發展部新型電力系統處副處長趙紅嘎認為，要統籌好發展與安全、清潔轉型與電力供應、存量與增量的關系，源網荷儲各環節共同發力，積極穩妥構建新型電力系統。
中國科學院院士周孝信表示，要建立大規模能源電力輸送系統，建設結構合理、安全可靠的配電網絡以及進行能源電力市場建設，保障新型電力系統健康運行。
國網能源研究院的研究員表示，穩定的新型電力系統，離不開新能源，因此需要加大對風能、太陽能等可再生能源的開發力度，提高其利用率，是建設新型電力系統的基本前提。
“還需要引入大數據、人工智能等技術，實現對電力系統的智能化管理和調控，提高電力系統的穩定性和可靠性。同時，將智能化技術貫穿于電力系統的各個環節，提高電力系統的智能化水平，使其能夠更好地適應市場的需求。增強系統靈活性資源。”他提出，鼓勵新能源項目配置一定規模的煤電、水電、儲能等調節性資源，通過“新能源+調節性電源”的模式提高穩定性。積極推動具備條件的火電項目進行靈活性改造，努力為系統提供經濟可行、規模較大的調節能力。以增加清潔能源消納、增強調頻調峰能力為目標，科學有序發展抽水蓄能、電化學儲能項目。加強可調節負荷、虛擬電廠等技術的研究和應用，實現源網荷一體化協同發展。
