未來30年，能源電力將迎來清潔低碳轉型的新時代，電網作為連接能源生產和消費的樞紐，其功能形態(tài)必將發(fā)生革命性變化。國網經研院作為國家電網有限公司電網規(guī)劃和工程設計技術歸口單位，將牢牢把握能源革命的戰(zhàn)略機遇，在推動能源轉型發(fā)展中爭做先鋒。
能源電力發(fā)展的新時代
2015年11月，國家主席習近平在巴黎出席氣候變化巴黎大會開幕式并發(fā)表重要講話，中國在“國家自主貢獻”中提出將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現，2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。黨的十九大報告提出，推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。“革命”說明了變革之深刻，清潔低碳則是能源轉型的首要特征，綠色發(fā)展、生態(tài)文明都在呼喚清潔發(fā)展的新時代。
結合能源轉型的大趨勢，國家電網有限公司2019年年中工作會議明確提出，預計到2050年，我國能源發(fā)展會出現“兩個50%”，即：在能源生產環(huán)節(jié)，非化石能源占一次能源的比重會超過50%;在終端消費環(huán)節(jié)，電能在終端能源消費中的比重會超過50%。這將對能源電力發(fā)展產生深刻影響。
在消費側，受宏觀經濟增速放緩、能耗水平不斷降低等因素影響，我國終端能源消費總量將呈現先升后降趨勢，到2050年逐步降至與2018年基本持平的水平;電能在終端能源消費中的比重從2018年的25.5%提升至超過50%，基本翻了一番，意味著電力需求也將實現翻番。
在供給側，非化石能源占一次能源比重由2018年的14.3%提升到2050年超過50%，意味著增量消費需全部由非化石能源滿足，存量消費中化石能源還要壓減30%以上。考慮各種非化石能源的資源稟賦和發(fā)展?jié)摿Γ磥戆l(fā)展的重點應是風、光等新能源發(fā)電，預計新能源裝機規(guī)模還將成倍增長。
未來電網面臨的挑戰(zhàn)
在能源轉型發(fā)展的新時代，電力需求仍將持續(xù)增長，具有強隨機性、波動性的新能源大規(guī)模并網，分布式、交互式用能設施大量接入，給電網規(guī)劃和運行帶來巨大挑戰(zhàn)。
面臨負荷持續(xù)增長對電力供應保障的挑戰(zhàn)。未來負荷增速雖有所放緩，但由于基數大，負荷增長絕對值仍然很大，長遠來看，電力供應緊張局面將長期存在。同時，新能源對高峰負荷平衡貢獻較小，大規(guī)模高比例新能源接入后，高峰電力平衡面臨更大困難。
面臨新能源大規(guī)模發(fā)展對系統(tǒng)安全運行的挑戰(zhàn)。新能源大量替代常規(guī)機組后，對電網的電壓和頻率支撐能力變弱，且新能源出力與負荷用電在時間上呈現反特性，大規(guī)模接入后將極大增加電網平衡調節(jié)調峰壓力。
面臨源荷特性變化對電網運行效率的挑戰(zhàn)。新能源利用小時數低，部分常規(guī)機組作為新能源調峰備用，利用小時數也會隨之降低，相關電力送出及疏散線路的利用效率將會下降。同時，負荷峰谷差增大、“尖峰化”特性顯著，若繼續(xù)按照當前滿足最大負荷需求的原則開展電網規(guī)劃建設，將會造成全年大量時段設備容量閑置。
科學規(guī)劃支撐“三型兩網”建設
應對能源轉型中電網發(fā)展面臨的各種問題與挑戰(zhàn)，需要深入貫徹公司“三型兩網、世界一流”戰(zhàn)略目標，從安全可靠、綠色低碳、靈活高效、智能互動等方面持續(xù)發(fā)力，構筑各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強智能電網作為支撐，打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網提供保障，加快推動“兩網”融合發(fā)展，有效破解供需平衡、安全穩(wěn)定、效率提升等一系列難題。
國網經研院全面貫徹落實公司“三型兩網、世界一流”戰(zhàn)略目標，服務能源轉型發(fā)展，推動電網實現跨越升級。
科學規(guī)劃堅強智能電網，服務新時代能源轉型發(fā)展。切實轉變規(guī)劃思路，遵循“先就地就近、后跨省跨區(qū)”原則，統(tǒng)籌研究電源布局和跨區(qū)輸電通道規(guī)劃。深化送受端網架結構研究，受端結合新能源并網及消納，完善電力送出通道，按需加強關鍵斷面;送端圍繞特高壓直流和清潔電力外送，實施配套接入和近區(qū)網架優(yōu)化工程。更加注重電網效率效益，按照適度從緊原則，考慮滿足電力“緊平衡”，用97%或95%最大負荷進行電力平衡分析。開展系統(tǒng)調節(jié)能力研究，統(tǒng)籌抽水蓄能電站建設、火電靈活性改造、需求側管理等措施，提升新能源消納水平。開展中長期電網發(fā)展前瞻性研究，分析各類電源開發(fā)規(guī)模、跨省跨區(qū)電力流安排、中長期目標網架，研究構建新型有功/頻率、無功/電壓調節(jié)體系，完善電網支撐體系。
加強泛在電力物聯(lián)網關鍵技術研究攻關，以數字技術為傳統(tǒng)電網賦能。在促進電網提質增效上，研究電網數字化轉型目標和路徑，提升電網的感知能力、互動水平、運行效率和自愈能力，使設備管理更高效、調度控制更靈活、供電質量更優(yōu)質、電網運行更安全;開展泛在互聯(lián)和深度感知融合研究，匯集各類資源參與電力系統(tǒng)調節(jié)，促進源網荷儲協(xié)同互動，整合負荷曲線、實現削峰填谷，推動“源隨荷動”模式向“源荷互動”模式轉變。在推動能源低碳轉型上，深入研究清潔能源發(fā)電全息感知、智能分析、精準預測的有效途徑，提高清潔能源與電網協(xié)同規(guī)劃、靈活調度、市場交易能力，有力支撐各類清潔能源接入;深化物聯(lián)網技術與能源服務技術融合應用研究，推動各類用能設施高效便捷接入、狀態(tài)全面感知、智慧互動。
全力支撐“兩網”融合發(fā)展，助力構建世界一流能源互聯(lián)網企業(yè)。深入開展“兩網”融合規(guī)劃研究，更加注重規(guī)劃的系統(tǒng)性、整體性和協(xié)同性，加強主網架、配電網、智能化規(guī)劃統(tǒng)籌，推動泛在電力物聯(lián)網建設中數據平臺、應用系統(tǒng)、網絡安全有機融合，確保“兩網”建設的資源要素、技術標準、業(yè)務應用相協(xié)同。充分發(fā)揮大電網規(guī)劃與量化分析實驗室作用，創(chuàng)新建設“網上電網”，打造圖數一體、在線交互、人工智能的規(guī)劃可視化應用平臺，支撐電網科學規(guī)劃。
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