院士专家齐聚塞上 纵论能源转型创未来

2023-5-25 13:46 来源: 中国能源网 |作者: 史慧敏

近日,第五届“清洁能源发展与消纳”论坛宁夏银川举行。论坛由中国电机工程学会电力系统专业委员会和国网西北分部联合主办,国网宁夏电力等单位承办。此次论坛作为中国科协年度重要学术会议,围绕“新型电力系统、能源低碳转型”主题,邀请国内能源领域多位院士及知名专家从政策、技术、体制机制等方面开展广泛交流研讨,为具有中国特色的大规模清洁能源发展道路探索出新的发展之路。

建设新型电力系统

是新型能源体系的迫切要求

能源盛会,大咖云集。

“能源清洁绿色发展呈现动态优化趋势,同时体现相应时代的技术经济特征和可持续发展要求。目前促进能源的清洁发展仍面临许多难题和挑战,如何构建新型电力系统、构建什么样的新型电力系统?如何调整能源结构,实现多种能源之间的协调优化?如何提升清洁能源供应比重?这些问题还需从技术创新、产业政策、市场机制、商业模式等方面进行深入探讨和研究。”中国电机工程学会秘书长王刚在论坛致辞中表示。

中国工程院院士、怀柔实验室主任汤广福围绕“双碳”目标背景下新型电力系统发展路径谈了自己的观点。在他看来,碳中和场景下全社会用电量翻番,电网规模需扩大至当前的2.5至3.0倍,负荷供电能力存在饱和效应,必须加强新型电网形态构建,以区域电网为主体,逐步优化其网架结构,通过西部灵活组网实现广域互补,海上组网支撑中远海风电开发,构建多类型电源跨时区高速互济的交直流混联大电网,提升资源广域互济能力。通过煤电、气电、新能源等多种方式,注重发挥气电低碳、灵活特性,结合CCUS技术,以及储能、氢能、需求响应等手段,扩大灵活资源规模,推进气电与新能源融合。

“新型能源体系迫切要求建设新型电力系统,建设新型电力系统面临传统网架发展模式适应性不足、灵活调节能力缺失及多视角下的分析计算理论和技术不成熟等三大挑战。电力系统发展方向须以构建新型能源体系为目标,建设长短周期配合的储能体系,煤电逐步向基础保障性和系统调节性电源并重转型,强调用电负荷在减碳中的社会责任,创新网架结构发展模式,建立多维度的电力系统计算理论和方法体系,全面加快新型电力系统建设。”南方电网有限公司总工程师汪际峰这样表示。

实现“双碳”目标,必须改变传统的能源结构、产业结构、经济发展模式和生产生活方式。中国工程院院士、中国地质科学院矿产资源研究所研究员毛景文从资源与环境协调发展、科技创新提高找矿勘察能力、盘活呆矿及合理利用尾矿资源等七个方面提出了我国矿产资源找矿突破、增储上产保障战略建议。中国工程院院士、中国石化科协主席李阳则介绍了碳捕集利用主要技术进展,展望了CCUS技术的发展路径和措施方向,为推动能源清洁低碳高效利用提出了不同领域的见解和思路。

新能源富集区在能源转型中

要起到先行和表率作用

我国西北地区具有风光资源的“聚宝盆”,是新能源发展的排头兵和重要基地,新能源发电量占比达到23.5%,超出全国平均水平近10个百分点。新能源的快速发展和建设,同时带来了高比例新能源并网消纳相关系列重大挑战。

专家报告上,国家电网公司西北分部副主任张振宇给出了自己的见解:“在传统电力系统向新型电力系统转型升级、新能源渗透率快速提升的情况下,电力系统不确定性特征明显,造成了运行、控制及生产模式的根本改变。为应对上述挑战,一是可以利用‘熵’和隶属度函数对系统不确定性进行描述和度量,二是要完善相应的标准体系,三是要将先进数字技术与传统的电力系统分析两者结合,奠定构建数字化电网的基础,为引入AI等人工智能手段创造条件。”

“宁夏率先取得国家首个针对省级能源转型发展的支持政策,并获得国家正式批复黄河流域生态保护和高质量发展先行区实施方案,国家首条以输送‘沙戈荒’新能源大基地电力为主的‘宁电入湘’特高压直流输电工程开工在即,宁夏电网迎来第三次重大发展机遇。”国网宁夏电力总工程师闫志彬指出了新时代宁夏电力系统发展面临的新挑战,提出了顶层设计框架、统筹重点任务、精准推演实施路径、建设示范工程、构建指标体系、明确关键指标的宁夏新型电力系统建设探索与实践方案。

据悉,2012年,宁夏成为我国首个新能源综合示范区。十年来,宁夏新能源装机规模由191万千瓦增至3128万千瓦,增长了16倍;新能源年发电量由19.3亿千瓦时增至464.5亿千瓦时,增长了23倍。

为此,中国工程院院士郭剑波表示:“西北五省(区)包括宁夏,是中国新能源富集地区,开发条件非常好,在中国能源转型和新型电力系统构建中,都将起到先行和表率作用。现在宁夏的新能源装机(占比)已经超过50%,将来随着新能源外送增加,对全国能源转型将起到积极的推动作用。”

“我国电力工业尤其是新能源的快速发展,‘双碳’目标下能源‘不可能三角’问题或将长期存在,储能将助力能源转型并供应系统安全。”国家电网有限公司抽水蓄能和新能源部主任刘永奇则从我国抽水蓄能开发情况、储能支撑新型电力系统构建两方面提分析了储能对新型电力系统的影响。他指出,“新能源+多元调节支撑体系”是新型电力系统的必然选择,多元调节支撑体系发展重点是储能、构网型电力电子技术、调相机、可控负荷,并结合国际经验提出储能在支撑电力系统运行方面发挥的重要作用。

探究技术瓶颈

破解发展难题

专家报告中,国家电网公司电力调度控制中心二级顾问李明节围绕电力系统运行控制指出,我国电力系统是世界上规模最大、结构最复杂、能源转型最快、运行控制难度最大的电力系统,并从结构简单化清晰化、管控组织化有序化、控制故障演化方向等方面总结了我国电力系统控制理论和方法。他指出,需在整体上把握电力系统仍以交流同步机制为基础的本质,在局部加强对电力电子高比例接入带来复杂性的管控,并进一步加强电工理论和分析方法研究。

清华大学电机系教授,太原理工大学党委副书记、副校长孙宏斌总结了新能源送端城市的共性特点,并指出多能系统协同配合,实现保安全、促消纳的总体目标。报告从安全机理的揭示、协同潜力的挖掘、城市级电-气-热-储协同调控三个方面阐述并解决了多能系统协同配合中的科学问题,同时在示范工程中得到成功验证,为打造送端电网城市新型电力系统探索了低成本技术途径。

针对新能源参与市场化交易,华北电力大学教授刘敦楠提出了多能源同台竞价理论,考虑不同能源主体的成本特性,建立多能源主体参与市场交易的电能-安全-绿色全成本竞价模型,开展适应多能源同台竞价的市场交易机制设计,使得市场交易结果充分反映各市场主体的真实成本。

交流互鉴,携手发展。专题论坛上,与会专家学者还围绕新能源并网与运行、海上风电、电力人工智能、电力信息化等方面的内容进行了广泛交流互动,为清洁能源发展探索新路,同时为解决新能源高比例下的消纳问题建言献策。

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