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新型电力系统发展趋势展望
发布时间:2021/9/24 8:31:50     点击: ( 287 )

依托新型电力系统建设,整合各类型能源资源,到碳中和阶段,新型电力系统将逐渐发展为更加柔性、更加开放、高度智能的能源互联网系统。

加快构建以新能源为主体的新型电力系统,是实现“3060”目标的必然选择。现阶段,新型电力系统的主要特征是实现新能源高比例接入,加快信息技术与能量供给的深度融合,电力传输更加高效且富有韧性。依托新型电力系统建设,整合各类型能源资源,到碳中和阶段,新型电力系统将逐渐发展为更加柔性、更加开放、高度智能的能源互联网系统。

一、新型电力系统是更加柔性和开放的能源互联网

新型电力系统能够高效集成各种分布式能源,通过多传感、大数据、智能管控等技术,实现能源实体与现代信息技术的融合,优化能源生产、输送和使用;同时继续担当分级分层能源设施的“神经”和“骨架”,加速实现系统智能调度及市场自由交易,促进分布式智慧能源计量结算场景落地,逐渐发展为柔性和开放的能源互联网。

二、分布式微网成为大电网的重要互补项

新型电力系统丰富了原有的能源互联网概念并将其扩展为:既包括远距离、复杂庞大的能源传输系统,如全球、洲际或区域联网的能量传输共享;也能够实现区域能源就近交易,分布式微网成为大电网的重要互补项,电网将形成大量分散+集中的拓扑结构。

跨区送电是全局调配,区域供能是末端深挖,新型电力系统将部分跨区送电(特高压)转移到局域用能上,将更加注重能量的就地就近消纳。未来局域智能微网将成为重要的供能形式,和跨区送电方式相互补充、相互支撑。

三、户用光伏将是重要的发展形式

截至2020年底,我国光伏发电累计装机2.5亿千瓦,其中集中式电站占比68.93%,分布式光伏占比31.07%。与集中式光伏发电相比,分布式光伏就地消纳的输电成本和损耗较低,加上受土地、环境等约束更少等特征,新型电力系统中,户用光伏将帮助实现地区可再生能源电量的高比例自给。

四、区块链技术将在新型电力系统中得到应用

区块链被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后真正具有变革潜力的颠覆性技术,助推能源互联网升华到2.0形态。

与传统技术相比,区块链具有四大优势:a)采用分布式核算和存储,系统效率大大提高;b)通过智能合约共享资源,不依赖于中间机构的数据备份和信用背书;c)公开透明、自动执行、强制履约;d)不可篡改,信息添加至区块链即永久封存,无法在单个节点修改数据。

区块链的去中心化实现了电力生产者、售电部门和消费者的“直连”,将分散的新能源发电接入现有电网,实现不借助中心结算的点对点直接交易,资源利用更加集约高效。基于区块链技术的区域售电将成为智慧能源的重要突破口。

对于电力/能源区块链技术的研究,目前世界各国基本处于同一起跑线,区块链与“互联网+”的结合将引发能源领域新一轮的技术革命。

五、将形成新的智慧能源商业模式和生态

顺应电力零售的市场化趋势,以分布式发电灵活性交易为切入点,电力零售、需求侧容量交易和运维、节能等综合能源服务都可以通过物联网场外互联网电商平台实现,借助供需匹配和智能结算,打造新的智慧能源商业模式和生态。

新型智慧能源商业模式特点:a)用户和发电厂实现点对点的电力交易;b)分散决策;c)决策调度:未来电力调度的客体是大量的分布式能源以及智慧用电负荷,通过区块链生成调度决策;d)实现市场竞争的帕累托最优,资源配置效率较高。

智慧用能还原了能源的商品属性,建立起竞争、开放、有序的供能和用能市场,对冷、热、电等资源进行优化配置,达到竞争性供需平衡的状态,大幅提高微网的用能效率和效益。智能控制+新型电力交易将为我国的碳交易、微电网、智慧能源等注入新的生机,推动智慧电力/能源生态形成和能源体制机制重建。

六、企业节能,用户节约,用能更加智能、精确、经济

与传统能源、电力用能模式相比,区域电力互联网系统的电力生产商、配电运营商、传输运营商和供、用能单位,可以直接在各个层次上进行交易,电量结算不再依靠传统电力结算平台,个人或企业可以直接进行点对点交易,能源的商品属性和金融属性将进一步凸显。

基于分布式账本和智能化合约的新型电力交易,将在发电和用电间建立起一种智能连接,利用区块链计算技术,大幅降低交易成本,提升交易效率;实现用户与电源、电网的柔性互动,用户侧负荷参与需求侧响应;由集中式整体平衡向分散化决策、帕累托最优的局部微平衡发展,将极大提升能源消费供给的柔韧度和透明度,用能更加智能、精确、经济。

七、终端用能将和移动互联、智能家居进一步融合

第四次工业革命建立在数字感知基础上,智能传感器及控制设备将万物紧紧相连,能源商品市场化、供应多样化、系统分散化及电网智能化将成为越来越清晰的发展趋势。

未来通过移动互联设备的语音交互、体感交互、无线通信等手段,便可以控制家中用能设备,冷、热、电、气等能量通过能源路由器、竞争性交易平台进行分配重组,实现信息交互和匹配性用能。

八、可再生能源渗透率更高

2030年之前近十年时间,是各地新型电力系统、能源物联网发展、壮大的重要战略突破期,能源设施逐步实现互联互通,随着智能控制和储能的突破,能量可被存储也可随时调用,用能选择性将更广,光伏等可再生能源在家庭和企业用能中的占比将有所提高。区域新型电力系统中,可再生能源渗透率的相关指标都将进一步提高。(包括η1=可再生能源发电装机容量/电网内峰值负荷,η2=清洁能源发电量/总用电量等)

九、新型电力系统呼唤新型储能技术的突破

未来发电设备将逐渐呈现分散化的特征,电网拓扑结构也随之发生改变,电化学储能、氢能等新型储能作为产业链的重要环节,将进一步发挥削峰填谷作用。但目前储能产品成本还较高,用户侧储能盈利手段更多在于峰谷电价差套利,辅助服务市场的激励作用还没有体现出来。新型电力系统建设期待着储能技术的突破和发展。