建设新型电力系统的思考-26页_1mb
报告摘要
建设新型电力系统的思考总结
核心内容
中国正面临实现“双碳”目标(碳达峰、碳中和)的紧迫任务。为实现这一目标,发展可再生能源是根本,而新型电力系统则是核心技术支撑。新型电力系统将在2060年碳中和目标下成为能源体系的核心,推动能源结构向清洁、低碳、安全、高效转型。
主要观点
- 双碳目标的重要性:实现双碳目标是国家重大战略决策,关乎中华民族的可持续发展和人类命运共同体的构建。
- 能源转型的必要性:中国是全球最大的碳排放国,电力行业占全国碳排放总量的40%,需在保障电力供应的同时实现深度减排。
- 新型电力系统的角色:新型电力系统是实现双碳目标的核心技术支撑,将推动能源结构转型,提升电力系统的智能化和灵活性。
关键信息
1. 新型电力系统概念情景
- 以新能源为主体:清洁能源将成为主力能源,化石能源逐步退出。
- 泛电气化:电力不仅作为直接能源使用,还将通过电力-to-X(如制氢、电气化交通等)实现能源的间接转换。
- 2060年情景:
- 装机和发电量主要由可再生能源支撑。
- 风光发电装机容量达90亿千瓦,火电装机约5亿千瓦。
- 电力在终端能源占比将提高至70%(直接)和90%(泛电气化)。
- 电网形态将演变为“大电网+主动配电网+微电网”。
2. 新型电力系统特征
| 特征 | 传统电力系统 | 新型电力系统 |
|---|---|---|
| 动态特性 | 动作时间常数大(秒-分钟级) | 动作时间常数小(微秒级) |
| 安全稳定理论 | 基于机电转动惯量的稳定理论 | 基于数字化信息与物理系统融合的平衡理论 |
| 系统规模特征 | 集中式,单体规模大 | 分布式,单体规模小,数量庞大 |
| 系统形态和生态 | 面向功能,界限分明,存在功能割裂、信息封闭 | 源网荷储融合,能量与信息交织互动,基于全局数据 |
| 负荷侧格局和用户 | 负荷可预测、用户是消费者 | 负荷不确定性强,用户成为生产者+消费者 |
| 软件定义系统 | 以模型理论为基础 | 以软件计算为基础,数据驱动 |
| 系统安全 | 确定性强,易控制 | 不确定因素多,功能复杂,需构建新型网络安全体系 |
| 电力系统架构 | 大电网,同步电网 | 能源电力一体化,大电网+主动配电网+微电网 |
3. 信息化、数字化、智能化
- 技术融合:新型电力系统是信息技术、计算技术、通信技术、传感技术、控制理论、人工智能等与电力系统的深度融合。
- 智能设备:设备功能与智能信息结合,实现“可见、可知、可控”。
- 小微智能传感器:具备高度集成、低功耗、自取能、自组网、高精度、高可靠性等特点。
- 智能断路器:具备故障自诊断、微秒级开断、定相位同步开断、抑制过电压和过电流等功能。
- 软件平台:基于海量数据,实现智能分析与决策,支撑电网的高效运行。
- 数字孪生电网:通过传感器建立物理电网的数字镜像,实现全面感知、预测和优化。
- 算力与算法:需建设适应新型电力系统的算力和算法,包括通用算力、专用算力、超级算力及相应的通用与专用算法。
- 透明化运行:通过数据驱动实现电网运行的导航、决策、安全控制等全过程智能化。
发展建议
- 政策支持:坚定发展可再生能源的政策导向,协调相关部门支持减碳工作。
- 储能建设:重点发展用户侧储能系统,开发电动汽车V2G功能作为灵活储能。
- 科技创新:加大研发新能源和新型电力系统的硬核技术。
- 电力市场:建立电力市场,形成市场化价格体系,推动电力系统市场化运作。
结语
新型电力系统是实现“双碳”目标的关键支撑,其构建需要政策、技术、市场等多方面的协同推进。通过信息化、数字化、智能化手段,新型电力系统将实现“可观、可测、可控”,为未来能源转型提供坚实保障。
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