2022年9月21日，以“風(fēng)光無(wú)限 新能源重塑電力系統(tǒng)”為主題的“綠色能源管理”會(huì)客廳直播欄目在能見·麒麟學(xué)院舉行。本場(chǎng)直播由能見科技副總經(jīng)理曹開虎主持，匯聚中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司高級(jí)專家朱凌志、施耐德電氣能源管理低壓業(yè)務(wù)行業(yè)應(yīng)用與創(chuàng)新總監(jiān)張翼、廣東明陽(yáng)電氣股份有限公司客戶方案部總監(jiān)張興等業(yè)內(nèi)權(quán)威專家與企業(yè)伙伴，圍繞“新能源如何應(yīng)對(duì)大規(guī)模并網(wǎng)挑戰(zhàn)”“如何進(jìn)一步提升新能源智慧運(yùn)維能力”“海上風(fēng)電如何應(yīng)對(duì)大型化趨勢(shì)”“微電網(wǎng)革命對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成什么影響”等產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)，探討新能源增長(zhǎng)趨勢(shì)下電力系統(tǒng)的發(fā)展方向與應(yīng)對(duì)之道。

國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，今年1-7月全國(guó)可再生能源新增裝機(jī)6502萬(wàn)千瓦，占全國(guó)新增發(fā)電裝機(jī)的77%;全國(guó)可再生能源發(fā)電量1.52萬(wàn)億千瓦時(shí)，占全國(guó)發(fā)電量的31.8%;全國(guó)可再生能源發(fā)電在建項(xiàng)目?jī)?chǔ)備充足;全國(guó)主要流域水能利用率98.6%、風(fēng)電平均利用率96.1%、光伏發(fā)電平均利用率97.9%。從數(shù)據(jù)來(lái)看，新能源在各行業(yè)間在大規(guī)模接入，能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向和新能源替代正在加速。

“2030-2060年，預(yù)計(jì)新能源裝機(jī)，含生物質(zhì)，在2030年的時(shí)候裝機(jī)達(dá)到45%，電量達(dá)到28%，而2060年的時(shí)候裝機(jī)達(dá)到70%，電量占比達(dá)到60%。2020年國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)內(nèi)新能源日波動(dòng)最大1.3億千瓦，約為裝機(jī)容量的30%，2030年日波動(dòng)將達(dá)到4.5億千瓦，已經(jīng)超過(guò)符合的最大峰谷倉(cāng)。我們估計(jì)了一下，2060年，日波動(dòng)可能達(dá)到15億千瓦，比全國(guó)的負(fù)荷總量還要高。”中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司高級(jí)專家朱凌志稱,如何平衡高比例新能源接入下的電力系統(tǒng)，是眼下行業(yè)面臨最大的問(wèn)題。

新能源參與電力市場(chǎng)之技術(shù)改變

自2020年9月我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)以來(lái)，關(guān)于發(fā)展新能源和可再生能源支持政策密集發(fā)布，并有望成為未來(lái)第一大裝機(jī)電源。今年6月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等九部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，提出“十四五”時(shí)期可再生能源發(fā)展的目標(biāo)和途徑，預(yù)示了我國(guó)可再生能源將進(jìn)入大規(guī)模、高比例、市場(chǎng)化和高質(zhì)量發(fā)展階段。

伴隨我國(guó)清潔低碳轉(zhuǎn)型，電力系統(tǒng)的生產(chǎn)組織方式，正在由傳統(tǒng)計(jì)劃方式向以電力市場(chǎng)的方式轉(zhuǎn)變。

“新能源發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性將極大增加電網(wǎng)的穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)，新能源大規(guī)模應(yīng)用首先要解決電力系統(tǒng)的有關(guān)平衡問(wèn)題。”朱凌志指出。

電力行業(yè)是中國(guó)碳排放最大的單一行業(yè)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)成為中國(guó)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)最重要的舉措。這意味著中國(guó)將逐步形成以新能源為主體的電力系統(tǒng)，綠電消費(fèi)為主體的能源系統(tǒng)，并有效保障兩個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。長(zhǎng)期來(lái)看，“技術(shù)-體制機(jī)制”的創(chuàng)新將推動(dòng)我國(guó)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。

施耐德電氣能源管理低壓業(yè)務(wù)行業(yè)應(yīng)用與創(chuàng)新總監(jiān)張翼指出，“發(fā)展新型電力系統(tǒng)的過(guò)程，本質(zhì)是適應(yīng)新能源大規(guī)模接入的過(guò)程。伴隨清潔能源大比例并網(wǎng)，以單向能量流為特征的傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)，正在向多能互補(bǔ)，產(chǎn)消融合的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。在這一過(guò)程中，數(shù)字化軟件將發(fā)揮重要作用。”

張翼表示，新能源的“源”并非僅指?jìng)鹘y(tǒng)意義上最開始的源端，當(dāng)下以分布式能源為核心推進(jìn)微電網(wǎng)建設(shè)，已經(jīng)成為平衡能源資源需求，充分挖掘分布式能源價(jià)值的重要手段。與此同時(shí)，直接將新能源生產(chǎn)的綠電與直流負(fù)載對(duì)接的“直流微電網(wǎng)”應(yīng)用，亦將為電力系統(tǒng)帶來(lái)更多的效率及擴(kuò)展性。

面向高比例新能源場(chǎng)景，施耐德電氣EcoStruxure微網(wǎng)能源顧問(wèn)通過(guò)智慧、實(shí)時(shí)的、對(duì)用戶側(cè)站點(diǎn)的分布式能源進(jìn)行綜合管理和優(yōu)化，助力用戶充分利用可再生能源、減少碳足跡、降低能源成本、提高微網(wǎng)運(yùn)營(yíng)績(jī)效并實(shí)現(xiàn)綜合能源的可監(jiān)可控可優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)用能。

朱凌志認(rèn)為，從新能源自身來(lái)說(shuō)，首先需要發(fā)揮主動(dòng)支撐能力，第二是弱電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)能力。新能源發(fā)電設(shè)備存在自身最小短路比的問(wèn)題，目前設(shè)備主要能夠承受的績(jī)效總額比水平一般在1.5左右，如果能夠提升到1.2、1.3這個(gè)程度，系統(tǒng)的穩(wěn)定會(huì)大大改善。

“從電網(wǎng)的角度，需要加強(qiáng)電網(wǎng)的互聯(lián)互通，解決清潔能源在負(fù)荷空間上的不匹配問(wèn)題，利用我們國(guó)家地域廣泛，各個(gè)地方的差異性比較大的特點(diǎn)，通過(guò)電網(wǎng)的互通互濟(jì)，可以最大程度共享電網(wǎng)的資源，應(yīng)對(duì)新能源的隨機(jī)波動(dòng)性。”朱凌志說(shuō)。

智慧運(yùn)維助力新能源領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型

2022年2月10日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》，《意見》表明，中國(guó)將加速構(gòu)建“分布式能源+微電網(wǎng)”的能源利用模式。以此促進(jìn)能源消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉串a(chǎn)銷者，降低對(duì)外部資源的依賴，提高地區(qū)用電的可靠性，同時(shí)減少長(zhǎng)距離輸電帶來(lái)的損耗和資本浪費(fèi)。

此外，《意見》還強(qiáng)調(diào)了中國(guó)將借助成熟完善的市場(chǎng)機(jī)制，通過(guò)大力發(fā)展供需兩側(cè)的靈活性資源，為新能源的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，在保障電力安全的前提下，助力中國(guó)實(shí)現(xiàn)“十四五”時(shí)期年均1億千瓦以上的新增風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)。

海上風(fēng)電是潛力巨大的綠色資源。廣東明陽(yáng)電氣股份有限公司客戶方案部總監(jiān)張興介紹，從目前海上風(fēng)電的發(fā)展來(lái)看，在“十四五”期間，在廣東跟福建對(duì)風(fēng)電運(yùn)維重要的產(chǎn)業(yè)集群發(fā)布了一些行業(yè)重點(diǎn)的建設(shè)方向。比如廣東省提出來(lái)在2021年到2025年期間，要提前布局海上風(fēng)電的運(yùn)維基地。福建省計(jì)劃在2021年到2023年要重點(diǎn)拓展智慧海上風(fēng)電的一個(gè)運(yùn)維項(xiàng)目。

之所以密集出臺(tái)支持政策，主要考慮到海上風(fēng)電的運(yùn)維費(fèi)用，相較于陸上風(fēng)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高，所以海上風(fēng)電的運(yùn)維，相對(duì)于新能源的其他的一些領(lǐng)域來(lái)講，顯得尤為重要和迫切。

2021年3月，施耐德電氣與明陽(yáng)集團(tuán)簽署合作備忘錄，承諾共同進(jìn)行產(chǎn)品聯(lián)合研發(fā)、聯(lián)合制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及在業(yè)務(wù)新模式方面展開深度合作。在去年漂浮式海上風(fēng)電項(xiàng)目的合作中，施耐德電氣在半年內(nèi)就推出了 MVS-T6 海上風(fēng)電專用空氣斷路器。這款斷路器不僅擁有全系列1140V/66kA高分?jǐn)嗄芰?，更采用特殊材質(zhì)工藝防腐，順利通過(guò)了漂浮式海上風(fēng)電各項(xiàng)嚴(yán)苛環(huán)境特殊試驗(yàn)認(rèn)證，性能優(yōu)于業(yè)界。該產(chǎn)品的迅速問(wèn)世，也成功保障了海上風(fēng)電設(shè)備的連續(xù)健康工作。

“在明陽(yáng)集團(tuán)的一些風(fēng)機(jī)上，我們已經(jīng)搭載了比較先進(jìn)的運(yùn)行狀態(tài)感知及智能控制技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)維監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)，而且可以智能化地安排運(yùn)維計(jì)劃，來(lái)保證機(jī)組的健康運(yùn)行。總體使管理效能提升15%左右，運(yùn)維成本降低5%以上。”張興表示。

施耐德電氣能源管理低壓業(yè)務(wù)行業(yè)應(yīng)用與創(chuàng)新總監(jiān)張翼指出，安全可靠的電力設(shè)備是安全運(yùn)行的基石。“源自對(duì)研發(fā)的高度重視和持續(xù)投入，以及多年的厚積薄發(fā)，施耐德電氣希望從底層開始，為市場(chǎng)提供綠色化、智能化、數(shù)字化的創(chuàng)新產(chǎn)品。通過(guò)互聯(lián)互通的電力設(shè)備，使能源消耗數(shù)據(jù)的精確采集成為可能，并通過(guò)端到端的軟件，將采集到的數(shù)據(jù)變得可見、可衡量、可管理，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)性智慧運(yùn)維，最終為客戶帶來(lái)安全、可靠、綠色、高效的用戶體驗(yàn)。”

提高能源使用效率與管理水平是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)器。在未來(lái)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中，新能源全面參與電力市場(chǎng)是必然趨勢(shì)，隨著數(shù)字能源生態(tài)體系的不斷推進(jìn)，越來(lái)越多的微網(wǎng)、能源產(chǎn)消者、源網(wǎng)荷儲(chǔ)的交叉一體化需要更加智慧的控制?？梢灶A(yù)見，未來(lái)供需兩側(cè)企業(yè)在數(shù)字化創(chuàng)新應(yīng)用、提升能源效率和管理水平等方面的積極部署與實(shí)踐，將在推動(dòng)中國(guó)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。