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未來，新能源要更多地去適應電力系統，還是電力系統升級改造更多地適應新能源？能源轉型不能延續慣性思維，不管是電力系統還是新能源，兩邊都要變。

“隨著技術發展(zhan)和成本降低，新能(neng)源(yuan)(yuan)必將迎(ying)來持續高(gao)(gao)速(su)發展(zhan)時(shi)期(qi)，將會從局部(bu)地區開始逐步形(xing)成一個新能(neng)源(yuan)(yuan)電力、電量高(gao)(gao)占比的(de)電力系統(tong)。”近(jin)日，在2020全(quan)球能(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(亞洲(zhou))大會技術論壇上，中國(guo)工程(cheng)院院士郭劍波(bo)結合我國(guo)新能(neng)源(yuan)(yuan)高(gao)(gao)速(su)發展(zhan)大背景，針對高(gao)(gao)比例(li)新能(neng)源(yuan)(yuan)系統(tong)與能(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)、高(gao)(gao)比例(li)新能(neng)源(yuan)(yuan)系統(tong)帶來的(de)高(gao)(gao)效消納、安全(quan)運行和機制(zhi)體制(zhi)等巨(ju)大挑(tiao)戰，提出值得關注的(de)關鍵技術及應(ying)對措施。

新能源消納與電力系統安全矛盾突出

“預(yu)計(ji)2050年中國風電、太陽能發電裝機容量占比將(jiang)(jiang)達68%，發電量占比將(jiang)(jiang)達48%，形成高比例新能源(yuan)電力系統。從目前發展情況和(he)預(yu)期來看，新能源(yuan)實際發展速度可(ke)能會高于(yu)預(yu)期。”郭(guo)劍(jian)波(bo)認(ren)為(wei)，由于(yu)系統電力和(he)電量總量充盈與時(shi)空不(bu)平(ping)衡(heng)矛盾(dun)突出，新能源(yuan)消納(na)與系統安全矛盾(dun)突出，必(bi)將(jiang)(jiang)給市場機制(zhi)設計(ji)、規劃設計(ji)、生產管理、運行控制(zhi)帶來巨大挑戰。

郭(guo)劍(jian)波(bo)表示，消納挑戰主要分為日功(gong)率波(bo)動(dong)、出(chu)力度、尖峰電量消納、功(gong)率預測難(nan)度等(deng)幾方面：根據(ju)目前預測，隨著新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)裝機的增大(da)(da)，2050年(nian)中(zhong)國新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)日內最大(da)(da)功(gong)率波(bo)動(dong)將超過(guo)10億千瓦，與當年(nian)常(chang)規電源(yuan)總裝機容(rong)量相當，僅靠常(chang)規電源(yuan)調節難(nan)以應對新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)日內功(gong)率波(bo)動(dong)。

另據業內專家介紹，新(xin)能(neng)源大規模(mo)接(jie)入還(huan)會導致頻率(lv)越限風險增加、系統電壓穩(wen)定問題突出、高占比地區暫(zan)態過電壓嚴重(zhong)、功(gong)角穩(wen)定特性復(fu)雜、“預案”式(shi)安控策略(lve)配置困難(nan)、寬頻震蕩現象(xiang)相繼出現、調控運行復(fu)雜等(deng)挑戰。

新能源發電計劃和供電安全面臨挑戰

隨(sui)著(zhu)新能源發(fa)電(dian)占比的(de)增加，系統設(she)備數量(liang)將急劇(ju)增加，不確定性也(ye)隨(sui)之(zhi)增大，系統特性和(he)有無功平(ping)衡機制都(dou)會發(fa)生一些變化。郭劍波認為，高比例新能源電(dian)力(li)系統除(chu)了消納(na)挑(tiao)戰外(wai)，更重要(yao)的(de)是會帶(dai)來安(an)全上的(de)挑(tiao)戰。

在新(xin)能源(yuan)(yuan)供電(dian)帶(dai)來的(de)安全問題方面，郭劍波表示，新(xin)能源(yuan)(yuan)發電(dian)參與(yu)一(yi)(yi)次(ci)調頻，可(ke)降(jiang)低穩(wen)態頻率(lv)偏差(cha)和暫態最大(da)頻率(lv)偏差(cha)，但因(yin)未改善(shan)系統慣(guan)量(liang)(liang)，頻率(lv)變化率(lv)未能改善(shan)，低慣(guan)量(liang)(liang)系統越(yue)限風(feng)險仍然(ran)存在。通過采(cai)用虛擬慣(guan)量(liang)(liang)控制可(ke)使新(xin)能源(yuan)(yuan)提(ti)供一(yi)(yi)定慣(guan)量(liang)(liang)支撐，但由于(yu)一(yi)(yi)次(ci)能源(yuan)(yuan)輸入的(de)可(ke)控性差(cha)，可(ke)能導致(zhi)頻率(lv)二次(ci)跌落等次(ci)生事故。

我國(guo)地形復雜，氣(qi)候(hou)類型多樣，隨(sui)機波動性強(qiang)，高精度功率預測更(geng)難。未(wei)來(lai)，隨(sui)著新能源裝機規(gui)模(mo)的(de)擴大(da)，預測絕對誤差將(jiang)進一步擴大(da)，這將(jiang)大(da)大(da)增(zeng)加發電計(ji)劃制定(ding)的(de)難度。

郭劍波指(zhi)出，應(ying)加強以新(xin)能(neng)源(yuan)為主力電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)力系統(tong)的(de)構建技術(shu)(shu)條(tiao)件和(he)(he)市場(chang)機(ji)制(zhi)的(de)研究，并對新(xin)能(neng)源(yuan)設備、運行及(ji)控制(zhi)提出新(xin)技術(shu)(shu)要求(qiu)。此外(wai)，要通過拓(tuo)展電(dian)力利(li)用、多能(neng)互補和(he)(he)能(neng)源(yuan)綜(zong)合利(li)用，利(li)用先進的(de)氣象預報、傳感、通信、人工智能(neng)等(deng)技術(shu)(shu)，協調源(yuan)—網—荷—儲等(deng)資源(yuan)，應(ying)對高占比(bi)新(xin)能(neng)源(yuan)給系統(tong)帶來(lai)的(de)巨(ju)大功(gong)率(lv)波動和(he)(he)技術(shu)(shu)挑(tiao)戰。

能源轉型不能延續慣性思維

未來，新能源要更(geng)多(duo)地去適(shi)應電(dian)力(li)(li)系統(tong)，還(huan)是(shi)(shi)電(dian)力(li)(li)系統(tong)升級改造更(geng)多(duo)地適(shi)應新能源？郭劍(jian)波對此(ci)表示(shi)，能源轉(zhuan)型不能延續慣性思(si)維，不管(guan)是(shi)(shi)電(dian)力(li)(li)系統(tong)還(huan)是(shi)(shi)新能源，兩邊都要變。

“成為(wei)主力(li)(li)電(dian)源(yuan)就應該(gai)擔當主力(li)(li)的(de)責任和(he)義(yi)務。”郭劍波認(ren)為(wei)，新(xin)能(neng)源(yuan)本身是電(dian)流型(xing)的(de)電(dian)源(yuan)，不是電(dian)壓(ya)型(xing)的(de)電(dian)源(yuan)，所以(yi)對電(dian)力(li)(li)系統(tong)控制(zhi)確實帶來(lai)了(le)很多問(wen)題。新(xin)能(neng)源(yuan)的(de)接入(ru)不是簡(jian)單(dan)的(de)替換和(he)簡(jian)單(dan)的(de)加減法的(de)平衡，對于(yu)電(dian)力(li)(li)系統(tong)來(lai)說存(cun)在著“三個控制(zhi)”問(wen)題，電(dian)壓(ya)控制(zhi)、頻率控制(zhi)、功角(jiao)控制(zhi)，這些特(te)征(zheng)是其他技術不具備的(de)。

技(ji)術論壇上(shang)，多位(wei)業內專家表示，可以(yi)通過拓展電力(li)利(li)用、多能(neng)(neng)互補和能(neng)(neng)源(yuan)綜(zong)合利(li)用，利(li)用先(xian)進的(de)天(tian)氣(qi)預(yu)報、氣(qi)象預(yu)報、傳感信息、人工智能(neng)(neng)技(ji)術，協調(diao)網(wang)(wang)—源(yuan)—荷—儲(chu)等(deng)資(zi)源(yuan)，應對高比例新能(neng)(neng)源(yuan)巨大(da)功率波動帶(dai)來的(de)技(ji)術挑戰，這要(yao)求調(diao)動電源(yuan)的(de)力(li)量(liang)和負(fu)荷的(de)力(li)量(liang)，同時還要(yao)提升電網(wang)(wang)的(de)能(neng)(neng)力(li)，利(li)用新技(ji)術，

“比如，儲能和(he)電(dian)動汽車將(jiang)在(zai)高比例新(xin)能源電(dian)力系統電(dian)力電(dian)量平衡中起到(dao)重要的靈活調節作用，支撐(cheng)供需雙側動態匹配，促進新(xin)能源有效利用。”郭劍(jian)波(bo)說(shuo)。

此外，針對我國靈活性調(diao)節電源的占比較低這一現(xian)狀，郭劍波表示，技術不(bu)是造(zao)成占比低的主(zhu)要原(yuan)因，現(xian)在有(you)很多技術類別都能(neng)實現(xian)，關鍵要在政策和(he)市場(chang)機制上做文章(zhang)。