備受關注的新型電力系統,如何看待?
電力作為經濟社會發展的“先行官”,以新能源為主體的新型電力系統構建,與“雙碳”目標的實現路徑具有方向上的一致性。其中,新能源發電技術的發展和利用,是推動、引導、實現“雙碳”目標的基本動力,也是實現經濟綠色復蘇和國際國內“雙循環”戰略的重要依托。因此,新型電力系統的構建步伐與實現“雙碳”目標的能源轉型大致同步且應適當超前而不能落后。
我國電力系統先后經歷了19世紀末、20世紀初以分散式、小容量、低電壓、小系統為主的第一代電力系統,以及20世紀末以大機組、大電廠、大系統、高電壓、高度信息化為主要特征的第二代電力系統;演進到今天——以優化電源結構為主要目標,以靈活性電網模式、智能控制運行為特征,以更高電力可靠性和更低安全風險等為主要特點的第三代電力系統方興未艾。
現在很多觀點都在討論,新型電力系統的可靠性是否還有必要延循既往電力系統的指標。引發這種討論,多是出于對數量多、規模小、隨機性強的新能源機組個體,給電網調度模式帶來壓力的擔憂。但在我看來,新型電力系統本應是結合多種電源結構,骨干電網與微電網相結合,智能化電網控制與智能用電系統協調匹配的電力系統。這樣的特征,恰恰是解決系統可靠性
難題,并科學、分類提高供電可靠性的新一代電力系統的基本特征。
但不能忽視的是,能源轉型,特別是能源電力領域的低碳化轉型,絕不是低碳、零碳發電資源一蹴而就的簡單替代——新型電力系統的構建,也不單單是電力生產方式的轉變。電力行業實現從高碳路徑依賴向負碳技術提供者的跨越,至少還涉及到用戶特性、電力企業屬性、電力系統形態以及電力體制機制等多重要素的協同并進。
首先,相對于傳統的電力系統而言,由“源隨荷動”轉變為“源荷互動”,將成為新型電力系統的主要特征之一。在傳統的電力系統中,保持電力系統功率的瞬間平衡和穩定(涉及電壓、頻率、功角等參數)是電力系統規劃、設計、運行的基本任務。為此,傳統電力系統運行的邏輯是電源側根據負荷側的變化而隨時變化,而這些變化基本上均是由電網調控。
在以新能源為主體的新型電力系統中,基于新能源發電特性制約的大量分散式電源,顯然無法適應“源隨荷動”的基本要求,且在極端情況下,風、光發電還具有反調峰特性。同時,隨著更多的電能由分布式發電接入配電網,由分布式電源和相關儲能、調控、保護設施構成的微電網和主動配電網逐漸增多。因此不難看出,此時的“源”與“荷”,已經不是傳統意義上的“發”與“用”——源、荷兩端特性的轉變和邊界上的模糊,以及原有電力系統各個環節的交互融合,將極大地增加電網安全穩定運行的難度。
毋庸置疑的是,為了保障電力系統安全,不僅需要在“源”側盡可能地提高預測的精度并加強調節性能;同時在“荷”側,也應當提高調
節能力或者需求響應能力。此外,“源”與“荷”之間必須加強協同互動——在新型電力系統中,為了適應不同地區、不同“源”與“荷”的特點以及電網的特點,需要多種靈活性手段以不同形式在網側、源側與荷側進行部署。彼時,隨著以多種形式儲能為代表的靈活性資源大量使用,加之分布式電源規模的擴大,傳統的單向電能配置模式將轉變成雙向、多向的電能配置模式,并以資源利用效率的提升適應更大規模新能源消納的需求。
此外,在系統各構成要素發生轉變的同時,傳統的電力管理、運行機制也將隨之發生轉變。從物理形態上看,新型電力系統“發、輸、配、儲、用”等設備的功能調整和價值體現,將會根據電力流、信息流、價值流進行重新分配,由此推動能源、經濟、社會的全面轉型。要達到這樣的目標,深化電力體制改革將起到引領性、關鍵性,甚至決定性作用。
事實上,我國的電力體制改革步伐從未停滯,當前改革取得的階段性成果,已經為構建新型電力系統奠定了良好的體制機制基礎。但是,當前的改革路徑仍是在2015年以前形成思路的延續,當時的改革精神和實際情況,與當下“雙碳”目標的實現要求有著不少差距。
新型電力系統的構建涉及法律、規劃、
政策、標準、技術、
市場、規范、人才等全方位、整體性的改變。一方面,需要行業對電力體制改革的目標有更新的認識,加快建立大規模新能源并網后保持電力系統安全穩定運行的機制,并建立起支撐可負擔的社會公平轉型的價值傳導機制;另一方面,也需要政府作用的及時發揮和政策的有效落地,確保和確立起新商業模式蓬勃發展的市場環境和穩定的政策預期,使大量支撐性技術、標準快速有效地替代銜接。
最為重要的是,能源電力行業需要重新考量電網主體在新型電力系統中的作用與屬性,進而使電網在政府的有效監管下發揮更大的作用。只有政府、政策、市場和企業的共同發力,才能構建起與“發、輸、配、儲、用”各環節高度耦合的物理電力系統,并進而衍化出與之相適應的科學化、制度化、規范化、現代化的新型管理系統。