江亿院士:建设以屋顶光伏为基础的农村新型能源系统

2021-9-1 13:59 来源: 光明日报

农村新型能源系统建设是新型电力系统建设的突破口


建立新型的电力系统,将使现有电力系统产生革命性变化:

① 电源将由集中式电源转为集中与分布相结合的电源;

② 电网将由目前的单向授电电网转为双向有源电网;

③ 系统的稳定性将由依靠电源侧的转动惯量和同步容量转为较多地依靠负载侧的分布式蓄电;

④ 供电的可靠性则由目前的依赖冗余备用转为依赖分布式电源和蓄电;

⑤ 电力的供需关系由目前的“源随荷变”转为“荷随源变”;

⑥ 电力成本也由目前不同时段的2~3倍之差转变为不同时段之间5倍以上的差别。

这些变化既关乎基础研究和技术研发,又涉及电力政策、定价机制的调整,更需要用电方式的适应和新用电文化的建立。在保证用电安全、社会稳定和经济持续发展的前提下完成新型电力系统建设,将是一场有待深入探索的电力技术与用电文化的革命。

若在我国东部的中心城市开始尝试新型电力系统的建设,就要全面改造目前的电力系统,在改造过程中保证供电的安全性和稳定性将是很大的挑战;同时,这些地区作为主要的用电大户,电力政策和价格机制的调整也会对电力的供销双方带来巨大影响。这些都会在一定程度上影响这些地区的安全供电,从而影响到当地的社会和经济活动。所以,新型电力系统的革命很难从东部中心城市开始尝试。而我国西部地区属于目前的火电和未来的可再生电力的主要生产地区,而新型电力系统的革命同时要涉及发电侧和负荷侧,没有需求侧响应的用电方式的呼应,电源侧也很难实现火电向风电光电的全面转换。因此,在承担重要的“西电东送”任务的西部,也很难率先进行电力革命的探索。

而对于我国中东部农村地区,目前电力系统的建设还相对落后,准备巨大投入的农村电网增容改造正在规划和进行中。按照以屋顶光伏为基础的模式重新规划这些地区的电力系统,将增容改造资金用来投入这一新方式的改造,可减少屋顶光伏系统建设的资金压力;由集中式向分布式电力系统的改造,也不会对农村的社会和经济活动带来太大的干扰;而由于农村地区电力市场仅占我国电力市场的很小比例,与新型电力系统相呼应的电力政策与机制的改革在农村先行先试,将不会对整个电力市场形成太大的冲击,因此在该地区进行探索试点将可能为后续电力系统的改革提供可参考的借鉴。

如此,以屋顶光伏为基础的农村新能源系统的建设,或将是我国建设新型电力系统的突破口。这既是建设社会主义新农村、实施乡村振兴战略的重要组成部分,也有望成为实现我国低碳发展、完成电力系统革命可迈出的第一步。

作者丨江亿  中国工程院院士,清华大学建筑节能研究中心主任
         胡姗  清华大学建筑节能研究中心,助理研究员
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