“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，由中國電機工程學會電力系統(tǒng)專業(yè)委員會和山東大學聯(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，國內能源領域眾多專家圍繞我國能源發(fā)展與新型電力系統(tǒng)構建展開研討。
(資料圖)
圖為論壇現(xiàn)場?？萍既請笥浾?王延斌 攝
新型電力系統(tǒng)面臨“矛盾三角形”挑戰(zhàn)
據(jù)了解，新型電力系統(tǒng)的構建是一個演化的過程。從概念提出，開始構建，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鍵要素。但較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雜巨系統(tǒng)，也是在現(xiàn)有電力系統(tǒng)基礎上新舊技術結合，用新政策法規(guī)、新體制機制、新標準規(guī)范、新產業(yè)基礎構建的賦予新定義和新理念的系統(tǒng)。
在“雙碳”目標下，我國風電、光伏發(fā)電等綠色電力高速發(fā)展。按照中國科學院院士周孝信的推算：到2020年—2060年，碳中和階段，我國已經(jīng)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)電可能與風光綠色相配合，在提供長時儲能和靈活調節(jié)方面替代化石能源發(fā)電;可以預期對傳統(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)碳中和目標的關鍵舉措，將在未來新型能源電力系統(tǒng)建設中發(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)調多個利益主體(多行業(yè)、多系統(tǒng)、多能源、多電源)責權利平衡安全—經(jīng)濟—環(huán)境關系，帶來體制機制挑戰(zhàn)。
郭劍波指出，安全、經(jīng)濟、環(huán)境都是政策和技術相關性指標，需要技術和政策雙輪協(xié)同推進。
直面挑戰(zhàn)，政產學研都有責任
8月的濟南天氣炎熱，但院士們的發(fā)言卻指向了若干關鍵詞——直面挑戰(zhàn)，冷靜應對。正如中國工程院院士、山東大學校長李術才所言：首次舉辦“稷下電氣論壇”，是對標時代要求，強化責任擔當，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)架結構聯(lián)系更加緊密，短路電流超標問題逐漸突出，對系統(tǒng)及設備的安全運行產生影響。中國科學院院士陳維江介紹了基于電網(wǎng)拓撲瞬態(tài)重構的短路電流柔性抑制方法的基本原理、關鍵技術及示范工程應用情況，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挑戰(zhàn)。
中國工程院院士王成山認為，應對上述挑戰(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、百花齊放的學術研討是非常必要的。中國電機工程學會秘書長王剛認為，推進能源綠色低碳轉型是政府、企業(yè)、學協(xié)會、科研機構的共同責任，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，進行廣泛的技術交流和經(jīng)驗共享。
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