“在‘雙碳’目標下，新能源替代常規(guī)機組發(fā)電，將給新型電力系統(tǒng)帶來三大挑戰(zhàn)?！敝袊娍圃好u院長、中國工程院院士郭劍波認為，新型電力系統(tǒng)必須加強科技創(chuàng)新和推廣應(yīng)用。
郭劍波是在首屆“稷下電氣論壇”上作了上述發(fā)言。8月5日，由中國電機工程學(xué)會電力系統(tǒng)專業(yè)委員會和山東大學(xué)聯(lián)合主辦的首屆“稷下電氣論壇”吸引了五位“兩院”院士參與。在“電連萬物，碳索未來”主題下，國內(nèi)能源領(lǐng)域眾多專家圍繞我國能源發(fā)展與新型電力系統(tǒng)構(gòu)建展開研討。
新型電力系統(tǒng)面臨“三角形”挑戰(zhàn)
據(jù)了解，新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建是一個演化過程。從概念提出、開始構(gòu)建到全面建成，實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，不同階段有其不同的主要矛盾和關(guān)鍵要素。但長期存在的主要矛盾是如何破解經(jīng)濟—安全—環(huán)境這一“矛盾三角形”。
郭劍波認為，新型電力系統(tǒng)是以電力系統(tǒng)為樞紐平臺的多行業(yè)和多能源耦合協(xié)同的信息物理社會復(fù)雜巨系統(tǒng)，也是在現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上新舊技術(shù)結(jié)合，用新政策法規(guī)、新體制機制、新標準規(guī)范、新產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)構(gòu)建的賦予新定義和新理念的系統(tǒng)。
在“雙碳”目標下，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電等綠色電力高速發(fā)展。按照中國科學(xué)院院士周孝信的推算：在碳中和階段，我國將實現(xiàn)高比例非化石能源對化石能源電力的“綠電替代”;其中，綠氫發(fā)電可能與風(fēng)光綠色相配合，在提供長時儲能和靈活調(diào)節(jié)方面替代化石能源發(fā)電;可以預(yù)期對傳統(tǒng)化石能源的“綠電替代”和“綠氫替代”將作為實現(xiàn)新型能源系統(tǒng)碳中和目標的關(guān)鍵舉措，將在未來新型能源電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮決定性作用。
郭劍波認為，新能源替代常規(guī)機組發(fā)電，將給新型電力系統(tǒng)帶來的三大挑戰(zhàn)——新能源資源具有隨機性、波動性、低密度、分散性，使其發(fā)電出力時空分布極度不均衡且“高裝機、低電量”，帶來充裕性挑戰(zhàn);新能源發(fā)電設(shè)備具有低抗擾、弱支撐性，輸出快速可控與能力受限矛盾突出;新能源對能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境高貢獻與對充裕安全低貢獻的矛盾，需要協(xié)調(diào)多個利益主體(多行業(yè)、多系統(tǒng)、多能源、多電源)責(zé)權(quán)利平衡安全—經(jīng)濟—環(huán)境關(guān)系，帶來體制機制挑戰(zhàn)。他指出，安全、經(jīng)濟、環(huán)境都是政策和技術(shù)相關(guān)性指標，需要技術(shù)和政策雙輪協(xié)同推進。
直面挑戰(zhàn)，政產(chǎn)學(xué)研都有責(zé)任
8月的濟南天氣炎熱，但院士們的發(fā)言卻指向了若干關(guān)鍵詞——直面挑戰(zhàn)，冷靜應(yīng)對。正如中國工程院院士、山東大學(xué)校長李術(shù)才所言：首次舉辦“稷下電氣論壇”，是對標時代要求，強化責(zé)任擔(dān)當(dāng)，以教育之力支撐中國式現(xiàn)代化的深入探索和生動實踐。
隨著我國電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，裝機容量不斷增大，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)聯(lián)系更加緊密，短路電流超標問題逐漸突出，對系統(tǒng)及設(shè)備的安全運行產(chǎn)生影響。中國科學(xué)院院士陳維江介紹了基于電網(wǎng)拓撲瞬態(tài)重構(gòu)的短路電流柔性抑制方法的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)及示范工程應(yīng)用情況，為解決上述問題提供了新思路、新辦法。
新形勢下配電系統(tǒng)是可再生能源消納的支撐平臺、多元海量信息集成的數(shù)據(jù)平臺、多利益主體參與的交易平臺、電氣化交通發(fā)展的支撐與服務(wù)平臺，其發(fā)展面臨靈活性、韌性、可靠性、可控性等時間維度和空間維度的多個技術(shù)挑戰(zhàn)。
中國工程院院士王成山認為，應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，新型配電系統(tǒng)將發(fā)展并呈現(xiàn)低碳化、分布化、去中心化和數(shù)字化等重要特征。
為此，開展百家爭鳴、百花齊放的學(xué)術(shù)研討是非常必要的。中國電機工程學(xué)會秘書長王剛認為，推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，是政府、企業(yè)、學(xué)協(xié)會、科研機構(gòu)的共同責(zé)任，需要各方共同努力、深化合作，在加快科技和體制機制創(chuàng)新的同時，進行廣泛的技術(shù)交流和經(jīng)驗共享。
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