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構建新型電力系統 要協調推進儲能發展

來源:南方電網報 時間:2021-09-18 14:20

  構建以新能源為主體的新型電力系統的關鍵在於提升系統的靈活性。儲能作為重要的調節資源,對於促進新能源高比例消納、保障電力安全供應和提高電力系統運行效率具有重要作用。應根據各類儲能的特點,結合新型電力系統的運行要求,協調推進儲能發展。

  儲能有助於構建綠色、安全、高效的新型電力系統

  有助於提高新能源消納水平,實現綠色低碳發展。構建新型電力系統的基本內涵是重構能源產供儲銷體系,實現能源結構由以化石能源為主體向以新能源為主體的轉型升級。與化石能源相比,風電、光伏等新能源是“看天吃飯”的不穩定電源,儲能可有效解決新能源出力與用電負荷時空不匹配的問題,實現新能源充分消納利用。

  有助於增強系統靈活性,提高新型電力系統的安全水平。以新能源為主體的新型電力系統呈現明顯的高比例可再生能源接入與高比例電力電子設備應用的“雙高”特性。在碳達峯、碳中和目標約束下,煤電等傳統調節電源發展規模受限,未來電力系統的靈活性難以滿足新能源大規模併網的運行要求。充放靈活的儲能不僅可有效提升系統調節能力,還可以為系統提供頻率、電壓支撐,改善電能質量,提高新型電力系統的安全穩定水平。

  應用場景多元,提高新型電力系統的運行效率。在電源側,儲能可以通過協同優化運行提高新能源消納水平;在電網側,儲能可以提高電網供電能力,延緩或替代電網投資;在用户側,儲能可以與新型電力終端深度融合,形成產銷一體、智慧用能的能源消費新格局,提高系統運行效率。

  在不同時間尺度上發展不同功能定位的儲能

  構建新型電力系統的核心是新能源成為主體電源後如何實現和保障不同時間尺度上的電力電量平衡,其關鍵在於統籌發展不同功能定位的儲能。

  電化學儲能具有精準控制、快速響應、佈局靈活的特點,持續放電時間為分鐘至小時級,充放電轉換相對靈活,可快速吸收、釋放功率,能夠有效支撐節點電壓、平抑系統頻率波動,將不穩定的新能源出力轉化為穩定可靠的電力供應,適用於超短週期(毫秒至秒級)和短週期(分鐘至小時級)調頻調壓場景。電化學儲能主要解決新能源波動性問題,在頻率控制、改善電能質量、可再生能源消納等方面發揮重要作用。

  抽水蓄能具有大規模能量吞吐能力,放電時間為小時級及以上,具有長時間尺度(日內和多日)的電網調峯及電力平衡能力。抽水蓄能主要解決新能源間歇性問題,在提升系統調峯能力、系統安全性和特殊天氣場景下電力供應保障能力等方面作用明顯。

  氫能具備清潔和長週期儲能優勢,可解決風電、光伏等可再生能源不穩定和低能量密度問題,實現高比例可再生能源的中長期(季節)供需平衡。目前,氫能技術在電-氫轉換、氫能輸送和存儲等方面還有待提高,隨着電-氫轉換技術的進步和成本降低,氫能有望在新能源大規模長週期存儲方面發揮重要作用。

  結合新型電力系統的特點 協調推動儲能發展

  集中式和分佈式儲能相結合發展。新能源發展呈現出集中式與分佈式並舉的態勢,新型電力系統的網架結構將向“主幹網架+中小型電網及微型電網”柔性互聯形態發展。與此相適應,應推動集中式和分佈式儲能相結合發展。集中式儲能包括抽水蓄能、大容量儲能電站等。抽水蓄能適合長時間尺度電網調峯及電力平衡場景,可統一在電網側配置;大容量儲能電站可在集中式新能源發電基地適當配置,實現儲能系統與新能源、電網的協調優化運行。分佈式儲能包括小型儲能、電動汽車等,可推動建設小區、樓宇、家庭應用場景下的分佈式儲能設備,實現儲能設備的混合配置、高效管理、友好併網,促進新能源就地就近消納利用。

  電儲能與其他各類儲能相結合發展。柔性開放是新型電力系統的顯著特徵,新型電力系統將實現多元化源荷開放接入。在此背景下,應推動電儲能與各類儲能相結合發展。在發電側,大力推進新能源場站配置新型儲能,研究推廣光熱發電儲能;在電網側,加快抽水蓄能電站建設,推進電網側新型儲能合理佈局;在用户側,推動新型儲能多元化發展,研究儲電與儲熱、儲冷、儲氫等各類型儲能相結合發展,實現在新能源高效利用目標下,以電能為核心的多能源生產和消費的匹配。

  以數字化技術推動儲能與新能源協同運行。數字化技術是支撐構建新型電力系統的關鍵技術。依託雲計算、移動互聯網、人工智能以及先進傳感測量、通信信息、控制技術等現代化技術,實現“源網荷儲”之間的高效交互,提升新型電力系統靈活性。在此背景下,可利用物聯網和區塊鏈等數字化技術,聚合用户側儲能、電動汽車等海量可調節資源,實現“新能源+儲能”“新能源+電動汽車”協調運行,促進新能源大規模併網和消納。

  (作者楊再敏為南網能源院新能源研究所副所長、孫思揚為南網能源院新能源研究所主管)

責任編輯:於彤彤  投稿郵箱:網上投稿