“双碳”背景下构建新型电力系统的挑战与建议VIP

“双碳”背景下构建新型电力系统的挑战与建议摘

要：在当前双碳背景下，需要构建以低碳能源为主体的电力系统，从不可再生能源主导朝着可再生能源主导的方向过度，将传统发电的石化能源转变为清洁型能源，关注新型平衡体系、复杂安全机理、成本疏导机制变革。在实际执行过程中，分析研判新型电力系统演化路径，结合实际情况选择高效率、高质量的技术，下面将对此展开分析与论述，从问题方面你入手提出了具体的发展建议。关键词：双碳背景；新型电力系统；挑战与建议前

言：近年来我国为达成节约型社会建设目标，不断推进能源改革，积极推进“以电代煤、以电代油”的替代技术，提升了电气化水平，为实现碳达峰、碳中和奠定了坚实基础。电力行业若想在当前背景下实现创新发展，就必须要做好相应的优化，结合现代化技术构建新型电力系统，现如今新能源的集中式开发、规模化利用已成为实现资源大范围优化配置的重要手段，但实际应用中也受到诸多因素的影响，对电力系统的建设和运行较为不利，下面即将对此展开分析与论述。1双碳"背景下构建新型电力系统概述传统电力系统是以常规火电机组为主力电源，新型电力系统是以新能源为主体电源，传统电力系统基于常规电源发电侧的精准控制，新型电力系统中则随机性、间歇性特征明显，电源负荷侧界明确，现如今已成为未来新型电力系统发展形态主要特征[1]。为构建新型电力系统，贯彻落实我国能源安全新战略，需要采取更加有力的政策和措施，着力提高新能源的利用效能，努力争取2060年前实现碳中和，实施可再生能源替代行动。2021年10月，我国提出了《2030前碳达峰行动方案》，要求推动可再生电力资源大范围优化配置，为此现阶段电力企业若想契合时代发展，就需要做好电力系统的转型，构建新型电力系统，加快电力脱碳与清洁能源的有效应用，最终实现碳达峰、碳中和目标。2双碳背景下构建新型电力系统的发展电力系统自动化不仅能模高供电质量和效率，且能够保证供电的可靠性以及稳定性，许多西方发达国家早在十九世纪末期便对新能源技术进行研究，而我国一九八七年才首次对新能源进行研究，虽然未能成功但填补能源消耗量加剧的缺口，但也为未来提供了全新的发展方向。在我国提出“双碳”目标后，各企业开始投入大里资金对电气系统能源转型优化进行研究，并取得了显著成果，且随着我国科学技术得不断发展，其体系也在随之完善，现已成为了电力企业生产主要力量之一，大大降低了不可再生能源的消耗量，提高了电力企业运行的效益。

目前我国电力企业应用的CC-2000、OPEN-200、SD-6000等系统皆采用了开放式能源应用设计，不仅灵活性及适用性强，且稳定性和可靠性也非常好，其中SD-6000系统，具有非常强大的云图功能和自动回拨功能，集成了调动投影、单线图技术等，现已应用到电力系统能量管理系统中[2]。电气工程及其自动化技术促进了电力工业持续发展，但由于波形突变、频率偏低等现象，导致电能质量不能得到保障，通过自动化电力系统的实时监控，保障其他节点的在正常运行，实现了电力系统安全、可靠运行，加快电力系统自动化发展进程。3双碳背景下构建新型电力系统的挑战3.1主体能源转变我国在未来能源消费总量将会在达到峰值后逐步下降，但从我国当前的调查研究结果中看，电能消费总量一直呈上升趋势，若想满足双碳背景下的要求，就必须从电力系统优化方面入手，应用清洁能源降低不可再生能源消耗，实现从“补充能源”向“主体能源”的转变。预计到2030年，新能源发电量将达到3.5万亿干瓦时，且后续新能源发展将进一步提速，成为电力系统的重要支撑。3.2可靠容量不足风电、光伏可靠性偏低一直是当前电力企业有待解决的问题之一，在未来不可再生能源控制下，传统大电网将难以满足未来电力输送需求[3]。现阶段我国能源资源与负荷呈逆向分布，各地区用电量需求与日俱增，社会用电量就将达到6万亿千瓦时，为此在后续调整中应对此加大关注，注重可再生能源的应用与转化方面，保证新型电力系统能够契合双碳背景下的要求。3.3运行方式复杂由于新型电力系统电网调度运行方式较为复杂，电力系统源荷界限仍然较为模糊，且随着后续电力系统中电力电子装备增加，动态特性将发生深刻变化，电网的安全稳定将成为挑战，如不结合实际对此进行相应的优化，不仅会导致系统电压支撑与调节能力急剧下降，拖慢电力企业的发展进程，且会影响我国“双碳”目标的实现，为此在后续需要进行技术创新，以此来规避此类风险。5双碳"背景下构建新型电力系统的建议面向我国碳达峰碳中和目标，需要突破新型电力系统的关键期和窗口期，解决好新能源与传统能源的矛盾，具体的优化建议如以下几个方面。4.1明确发展规划目标在当前双碳背景下，若想构建新型电力系统，应以低碳电力技术创新为驱动力，将确保能源电力安全作为前提，以清洁能源为供给主体，统筹源、网、荷、储资源，满足电力安全供应的综合性目标。新型电力系统要适应低碳节约的核心目标，承担繁重的转型任务，形成源网荷储协同消纳新能源的格局，保障能源供需和防范风险的安全性电力系统。在此基础上，要做好新型电力系统各方面的创新发展工作，形成各层次电力市场协同运行、统一交易规则与技术标准，构建更高的资源优化配置空间，并结合发展需求健全多层次的统一市场体系，进一步发挥中长期市场平衡供需的作用，形成治理完善的电力市场体系[4]。4.2提升专业人员素质新能源是我国节约型社会发展的产物，在新型电力系统建设中，需要结合当前工作的实际情况建立控制结构，掌握系统运行中的情况，在实际自动化控制中还能应用反向学习算法计算各类参数，有效降低自动化控制误差。同时，相关人员需要着重关注软件控制、状态预测、模糊控制等部分，接相关设备的参数波动可以准确极度，灵活运用仿真技术手段TCP/IP协议，及时发现并改进不准确不达标的指标，从而消除影响系统运行安全的各类风险因素。

4.3加快推进技术改造若想加强内部管理与监督，需要将现代化转换技术应用在电力生产中，建立总体的结构和模块，满足双碳背景的要求。在新型电力系统构建中，可以应用ECS将相关电气设备关联，合并到ECS平台上提高电力系统工作效率，进而在更短的时间内完成更多电网处理。由于我国电力应用的深度及广度越来越强，因此需要应用柔性交流输电技术，结合地区情况配置240V、120V配电网络及13kV、14kV网络，充分发挥新能源转换技术的作用，提高电网运行的合理性及科学性。

4.4配电智能改造升级加快配电网改造和智能化升级，统筹推进配电网改造升级，为火电受控背景下灵活调节资源建设做好准备。在继续推进已有火电灵活性改造的基础上，重点启动抽水蓄能示范电站建设，积极推进“新能源＋储能”配比，协调技术发展与碳减排目标，充分考虑碳中和目标的倒逼驱动，开展低碳电力调度，关注高比例可再生能源并网后的安全稳定运行，分析虚拟同步技术的安全性和稳定性，从而进一步凸显电力系统碳减排的作用。结束语：在当前双碳背景下，需要贯彻落实我国能源安全新战略，推进能源生产和消费革命，结合发展需求构建新型电力系统，促进电力领域脱碳。为此需要在实际工作开展中建立新型平衡体系，从结构、形态、技术等方面入手进行调整，分析研判新型电力系统的路径，从而为我国后续发展建设提供相应的帮助。参考文献：[1]舒印彪,陈国平,贺静波,等.构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究[J].中国工程科学,2021,23(6):61-69.[2]袁家海,张凯."碳中和"目标下,新型电力系统中常规煤电退