新型电力系统的挑战与发展探讨

新型电力系统的挑战与发展探讨

杜佳鑫

化德供电分公司

内蒙古  乌兰察布市 013350

摘要：随着科技的不断发展，能源问题愈发的严重。国家能源局电力业务资质管理中心和各派出机构贯彻落实局党组决策部署，深入推进简化许可、深化信用、强化监管、优化服务，在落实“放管服”改革要求、探索创新信用监管、实践“互联网+监管”方面取得新的进展，电力业务资质许可制度在助力清洁能源实现快速发展、助推电力系统支撑和调节能力持续提升、助力增量配电业务改革稳步推进、助推电力市场主体活力不断增强方面的作用进一步发挥。

        关键词：新型；电力系统；挑战；应对措施

       1电力智能化概述

        1.1新型电力系统智能化需求

        随着新能源大规模进入电网，电力系统需要在随机波动的负荷需求与随机波动的电源设备之间实现能量供需平衡，其结构形态、运行控制方式以及规划建设与管理也在发生根本性变革，新型电力系统应运而生。与传统的电力系统不同，新型电力系统从“碳视角”出发，以主干电网为核心枢纽，以独立供电系统、分布式电网等为辅助单元，组建清洁、高效、安全、智能、开放的“大家庭”式电力系统。目前，新型电力系统在发展中面临的问题主要来自“双高”，即高比例可再生能源和高比例电力电子设备。高比例可再生能源主要是具有随机性、波动性、间歇性的新能源，对电力系统预测准度、调节能力和智能化水平等方面提出较高要求；电力电子设备的日益普及改变了电力系统内部电气特征，使电力系统更加依赖高质量控制与保护等二次设备以及智能化电网调度体系。

        1.2电力智能化价值体现

        电力智能化通过将现代信息通信技术与传统电力技术深度融合，使电力系统发输配用等各领域、各环节整体信息化，以数据流引导和优化能源流、业务流，它对新型电力系统的重要价值体现在以下几个方面：

        （1）实现低碳环保

        电力智能化有助于提高新能源机组在电源结构中的占比，加快终端能源消费“新电气化”进程，提升用能清洁程度和利用效率，促进高碳电力系统向低碳甚至零碳电力系统转型。

        （2）保障安全可控

        通过智能量测和数据分析技术，保障电力系统平衡、安全、高质量运行，维护能源供应价格稳定，使电力系统成为具有恢复力的可控弹性系统。

        2构建新型电力系统的总体思路和建设原则

        2.1总体思路

        深入贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，以“双碳”为总体目标，积极构建新型电力系统。充分发挥电网优化能源资源配置的枢纽平台作用，统筹推进源网荷储协调发展，提高电网接纳新能源和多元化负荷的承载力和灵活性，稳步推进跨省区远距离清洁电力输送，构建规模合理、结构清晰、安全可靠的交流同步电网，提升电网数字化智能化调度运行水平，积极发展源网荷储一体化、微电网、直流配电网等新模式新业态，为保障经济社会发展和推动能源绿色低碳转型提供有力支撑。
    2.2发展原则

        ①坚持系统观念，整体优化。坚持系统思维，坚持全国一盘棋，通过大范围优化配置资源，推动源网荷储协调发展，提高电力系统整体效率和经济性。

        ②坚持安全可靠，结构合理。坚守安全底线，构建规模合理、分层分区、安全可靠的电网，提高电力抗灾和应急保障能力，重点提高应对高比例新能源不稳定性和网络攻击等新型风险的能力。

          3新型电力系统建设措施

        3.1进一步推动新能源参与电力市场

        “双碳”目标的背景下，我国电力生产结构发生变化，新能源成为装机和电量的重要组成部分，常规电源逐步转向调节与支撑，新型负荷快速发展，广泛参与系统调节。根据中国电力企业联合会（以下简称“中电联”）年度快报数据，截至2021年12月底，全国风光等新能源装机容量为6.35亿千瓦，占比27%，目前新能源参与市场的比例不高，约占全国新能源发电量的20%左右，以省间交易为主。2030年我国风电、太阳能总装机要达到12亿千瓦以上，新能源大规模参与电力市场将成为必然趋势。目前，我国新能源参与市场的相关注册和机制尚未建立，现有市场机制还不能适应新能源的物理特性，需要尽快研究适应新能源参与市场竞争的相应政策和市场机制，为新能源参与市场创造必要的条件。

        3.2进一步完善统一电力市场体系

        我国已初步形成中长期为主、现货市场为补充的电力市场体系，覆盖省间省内，交易品种齐全。随着“放开两头，管住中间”有关政策的落实，我国输配电价的体制机制逐步完善。2021年，全国省间输电能力已经达到2.3亿千瓦，省间交易电量达到7027亿千瓦时，为统一电力市场体系建设奠定了良好的基础。中长期交易和辅助服务市场基本覆盖，首批8个现货试点已进入结算试运行阶段，第二批6个现货试点也已启动建设。绿色电力交易迈出了新的步伐，以省级电力市场为基础、以跨省跨区市场为突破、以全国统一电力市场为方向的电力市场体系初见雏形。同时，电力市场体系建设还存在着一些问题，绿色能源环保低碳属性的市场价值未充分体现，电力市场和绿证交易及碳市场、中长期市场和现货市场、省间市场和省内市场的衔接有待加强，辅助服务成本有待疏导，绿证交易和绿电交易规模还很小，各地区电力市场之间规则差异性较大，需要通过完善政策和市场机制加以解决。

        3.3建设坚强的区域电网

        大规模新能源接入和大量电力电子元件的使用给大电网的安全可靠运行带来了极大挑战，而在灵活性方面，大电网存在着天然的不足。分区优化是确保电网安全可靠和灵活运行的有力措施。区域性电网优化有利于电网精细化管理。新型电力系统接入的大量分布式能源发电设施、储能装置及可以灵活调节的用电设备，要求通过数字化的手段实现单体控制和协同优化，控制量大、计算量大、通信量大，控制系统性能要求高。通过电网分区，可以极大减少每个区域控制系统面对的对象，从而极大简化控制策略，降低运算量和通信要求，保障控制指令可靠执行。区域性电网优化有利于电网精准规划投资。釆用网格化的思维，以更加独立的网格化规划为指导，实现区域电网的内部电力设施优化配置，是精准规划投资的前提。当规划对象缩小以后，可以釆用更灵活的负荷预测方法，结合源网荷储协同优化目标，实现精准预测，指导精准投资，从而提升投资效益。区域性电网优化有利于降低大电网安全风险。新型电力系统大量的电力电子元件带来的安全风险，可以通过区域内部平衡进行分解。

         结语

        本文分析了新型电力系统的智能化需求，提出了电力智能化的核心价值，从电力智能化应用领域、发电侧智能化体系架构、规模化新能源智能化运维、储能与能源综合利用的智能化技术、能源综合利用的智能化技术、虚拟电厂与区域电能智能化管理等方面论述了电力智能化的发展模式。

        参考文献

      [1]抓紧构建“双碳”目标下的新型电力市场[J].赵克斌.中国电力企业管理.2022(01)

　　[2]能源结构转型是实现“碳达峰、碳中和”的关键[J].韩文科.中国电力企业管理.2021(13)

      ［3］陈胜，卫志农，顾伟，等.碳中和目标下的能源系统转型与变革：多能流协同技术［J］.电力自动化设备，2021，41（9）：3-12.