電力是每家每戶都不可或缺的能源，是推動經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要支柱。但人們或許沒有發(fā)覺，我們每天所使用的電，供給方式正悄然發(fā)生變化。如今，電網(wǎng)建設(shè)更加智能化、數(shù)字化，電力系統(tǒng)運(yùn)行更加綠色低碳、智慧高效。
今年6月，國家能源局組織發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》（以下簡稱《藍(lán)皮書》），標(biāo)志著新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入全面啟動和加速推進(jìn)的重要階段。
綠色電力 低碳清潔
2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議召開。會議指出，要深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
今年6月發(fā)布的《藍(lán)皮書》全面闡述了新型電力系統(tǒng)的發(fā)展理念、內(nèi)涵特征，并提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的總體架構(gòu)和重點(diǎn)任務(wù)。其中提到，清潔低碳是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心目標(biāo)。
在推動綠色電力發(fā)展方面，中國已取得亮眼成績。“綠色電力一般指風(fēng)電、太陽能發(fā)電、水電、生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電、海洋能發(fā)電等可再生能源電力�！眹夷茉淳中履茉春涂稍偕茉此舅鹃L李創(chuàng)軍介紹，可再生能源發(fā)電過程中不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生對環(huán)境有害的排放物，如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，且不需要消耗化石燃料，相較常規(guī)的化石能源發(fā)電更有利于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。
今年7月，全球首臺16兆瓦超大容量海上風(fēng)電機(jī)組在福建海上風(fēng)電場成功并網(wǎng)發(fā)電。這臺巨型海上風(fēng)電機(jī)組的輪轂中心高度達(dá)152米，相當(dāng)于一座52層大樓的高度；葉輪掃風(fēng)面積約5萬平方米，相當(dāng)于7個標(biāo)準(zhǔn)足球場的大小。根據(jù)該海域多年測風(fēng)數(shù)據(jù)計算，單臺機(jī)組每年可輸出超過6600萬千瓦時的清潔電能，能夠滿足3.6萬戶三口之家一年的生活用電，可節(jié)約標(biāo)煤約2.2萬噸，減排二氧化碳約5.4萬噸。
在內(nèi)蒙古自治區(qū)庫布其沙漠，光伏發(fā)電與增綠治沙結(jié)合的模式日益完善。在沙漠中建設(shè)的光伏板，可以有效穩(wěn)固住浮沙，避免沙丘被風(fēng)吹走；光伏板的遮擋，可以減少土壤水分蒸發(fā)，在其下方空間，可以栽種綠植，進(jìn)一步改善沙漠生態(tài)環(huán)境。
目前正在建設(shè)中的庫布其沙漠鄂爾多斯中北部新能源基地項目，是在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)開發(fā)建設(shè)的全球最大規(guī)模風(fēng)電光伏基地項目，也是中國首個開工建設(shè)的千萬千瓦級新能源大基地項目。該項目規(guī)劃總投資約900億元，總裝機(jī)規(guī)模1600萬千瓦，包括光伏800萬千瓦和風(fēng)電400萬千瓦，配套改擴(kuò)建先進(jìn)高效煤電裝機(jī)400萬千瓦。項目全部建成后，每年可向京津冀地區(qū)送電約400億千瓦時，其中清潔能源占比50%以上，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約600萬噸，減排二氧化碳約1600萬噸。
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至今年6月，全國可再生能源裝機(jī)達(dá)13.22億千瓦，歷史性超過煤電，占總裝機(jī)的48.8%，超過全球可再生能源裝機(jī)的三分之一，水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)分別連續(xù)18年、13年、8年穩(wěn)居世界第一位。2022年，全國可再生能源發(fā)電量達(dá)2.7萬億千瓦時，占全社會用電量的31.6%，較2012年增長約11個百分點(diǎn)。其中，風(fēng)電、光伏發(fā)電量首次突破1萬億千瓦時，與城鄉(xiāng)居民生活用電量相當(dāng)。同年，可再生能源新增裝機(jī)和發(fā)電量分別占全國新增發(fā)電裝機(jī)和發(fā)電量的76.2%和81%，已成為電力新增裝機(jī)和發(fā)電量的主體。
今年8月，國家發(fā)展改革委、財政部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于做好可再生能源綠色電力證書全覆蓋工作 促進(jìn)可再生能源電力消費(fèi)的通知》，將進(jìn)一步為擴(kuò)大綠電供給、促進(jìn)綠電消費(fèi)奠定基礎(chǔ)，推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。
在新技術(shù)的引領(lǐng)下，電力系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)度，促進(jìn)碳排放總量逐步下降。
國家電投上海電力股份有限公司建設(shè)的綜合智慧零碳電廠，是一個基于大數(shù)據(jù)建成的“虛擬電廠”。它是集源、網(wǎng)、荷、儲、充元素為一體的智慧能源管理平臺，實(shí)現(xiàn)了與電網(wǎng)需求側(cè)響應(yīng)平臺和電網(wǎng)調(diào)度平臺的實(shí)時對接，具備自動調(diào)頻和調(diào)峰的功能，通過實(shí)施精準(zhǔn)調(diào)度，加強(qiáng)了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全系數(shù)。
據(jù)介紹，今年以來，國家電力投資集團(tuán)大力推進(jìn)綜合智慧零碳電廠開發(fā)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對各類分布式能源、儲能和負(fù)荷的整合調(diào)控。截至今年上半年，該集團(tuán)已開工41個零碳電廠，建成投產(chǎn)48個項目，形成裝機(jī)規(guī)模62.2萬千瓦，聚合可調(diào)負(fù)荷10.3萬千瓦，頂峰能力21.9萬千瓦，調(diào)峰能力30.1萬千瓦。
數(shù)字技術(shù)激發(fā)電網(wǎng)無限可能
目前，我國智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)已擁有10萬多套計算機(jī)、10萬余套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。電網(wǎng)自動化技術(shù)經(jīng)歷了早期探索、引進(jìn)消化、自主開發(fā)、逐步超越4個發(fā)展階段，從原來每年夏季、冬季兩次電網(wǎng)運(yùn)行方式計算，提高到每15分鐘周期計算和秒級大擾動事件觸發(fā)即時計算，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時跟蹤分析分鐘級電網(wǎng)多重相繼故障，有效提高了調(diào)度應(yīng)對電網(wǎng)多重相繼故障的能力。
“如今，智能電網(wǎng)的調(diào)度控制逐步完善，大量直流輸電將促使電網(wǎng)分析從‘機(jī)電暫態(tài)’發(fā)展到‘電磁暫態(tài)’階段，計算量也將提高上千倍�！惫I(yè)控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長辛耀中介紹，我國智能電網(wǎng)已經(jīng)成為世界之最。僅國網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，微機(jī)繼電保護(hù)裝置就達(dá)110萬套，智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)超400套，電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)約8.2萬個，智能變電站達(dá)5000多套，電力調(diào)度控制專用云計算節(jié)點(diǎn)超10萬個，電力調(diào)度控制專用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時測點(diǎn)達(dá)2億多個。
電網(wǎng)數(shù)字化與新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需要相互作用、相融并進(jìn)，沒有電網(wǎng)數(shù)字化就沒有新型電力系統(tǒng)。新型電力系統(tǒng)的建設(shè)必然要求數(shù)字技術(shù)和能源技術(shù)的深度融合、廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
國網(wǎng)副總信息師王繼業(yè)表示，新型電力系統(tǒng)承載著能源轉(zhuǎn)型的歷史使命，是新型能源體系的重要組成部分，具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動等基本特征。
“數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為新型電力系統(tǒng)的建設(shè)帶來了新可能�！蓖趵^業(yè)分析，首先，帶來廣泛互聯(lián)互通的新可能。數(shù)字傳感和物聯(lián)技術(shù)全面感知和連接電力系統(tǒng)各類復(fù)雜多元的終端設(shè)備，使連接的范圍不斷擴(kuò)大。其次，帶來全局協(xié)同計算新可能。利用云計算、邊緣計算等數(shù)字技術(shù)構(gòu)建全局算力服務(wù)，實(shí)現(xiàn)算力資源按需動態(tài)調(diào)配，可支撐海量新能源并網(wǎng)。再次，帶來智能友好互動的可能。人工智能等技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)深度融合，可實(shí)現(xiàn)對源網(wǎng)荷儲全環(huán)節(jié)海量分散對象的智能協(xié)調(diào)控制。最后，全域協(xié)同計算也成為可能。大量數(shù)據(jù)使得全域在線透明成為可能，推動新型電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)在線、全業(yè)務(wù)透明。
電力設(shè)備要求更高
隨著新型電力系統(tǒng)不斷深化建設(shè)，對于傳統(tǒng)和新興的各類電力設(shè)備提出了更高的要求。
首先，隨著可再生能源大規(guī)模開發(fā)并網(wǎng)，對于輸配變壓、儲能、調(diào)頻等類型的靈活性和穩(wěn)定性較強(qiáng)的電力設(shè)備需求增加。同時，由于可再生能源具有間歇性、波動性等特點(diǎn)，也給傳統(tǒng)火電、水電等基荷類型的發(fā)電機(jī)組帶來了更大的運(yùn)行壓力和技術(shù)挑戰(zhàn)。
其次，隨著終端用能場景多元化和智慧用能需求提升，對于分布式發(fā)（光伏、風(fēng)機(jī)）、微網(wǎng)（儲能、控制器）、智慧配（互聯(lián)網(wǎng)+）等類型的小型化、數(shù)字化、智能化的終端類電力設(shè)備需求增加。同時，由于終端用能負(fù)荷呈現(xiàn)雙高雙峰特征（高容量高功率峰值），也給配網(wǎng)運(yùn)行安全穩(wěn)定帶來了更大的風(fēng)險和管理難度。
最后，隨著碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實(shí)施和低碳轉(zhuǎn)型推進(jìn)，對于節(jié)能減排效果顯著且符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的各類清潔型或超低排放型（煤氣聯(lián)合循環(huán)、煤制氫）等類型的發(fā)展前景類或替代類（核聚變）等類型的創(chuàng)新型或突破型（超導(dǎo)輸變）等類型。
電力設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展方向是電力設(shè)備行業(yè)的核心驅(qū)動力，也是應(yīng)對新型電力系統(tǒng)需求變化和挑戰(zhàn)的關(guān)鍵手段。根據(jù)不同類型的電力設(shè)備，可以概括出以下幾個主要的技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展方向：
高效節(jié)能型電力設(shè)備，主要通過提高設(shè)備性能參數(shù)、優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)、采用新材料等方式，降低設(shè)備運(yùn)行損耗和維護(hù)成本，提高設(shè)備運(yùn)行效率和可靠性，例如超超臨界火電機(jī)組、永磁同步風(fēng)機(jī)等。
智能互聯(lián)型電力設(shè)備，主要通過集成傳感器、控制器、通信器等智能元件，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動化控制、遠(yuǎn)程監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析等功能，提高設(shè)備運(yùn)行安全性和靈活性，例如智能變壓器、智能開關(guān)柜等。
綠色環(huán)保型電力設(shè)備，主要通過采用清潔能源或低碳技術(shù)，減少或消除設(shè)備運(yùn)行過程中的污染物排放和溫室氣體排放，提高設(shè)備運(yùn)行環(huán)境友好性和社會責(zé)任感，例如煤氣聯(lián)合循環(huán)機(jī)組、煤制氫裝置等。
創(chuàng)新突破型電力設(shè)備，主要通過引入新原理或新技術(shù)，在原有技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍或顛覆性變革，提高設(shè)備運(yùn)行前沿性和競爭優(yōu)勢，例如核聚變反應(yīng)堆、超導(dǎo)輸變線路等。
電力設(shè)備市場競爭與合作格局
電力設(shè)備市場競爭與合作格局是電力設(shè)備行業(yè)的重要影響因素，也是衡量電力設(shè)備行業(yè)發(fā)展水平和潛力的重要指標(biāo)。根據(jù)不同類型的電力設(shè)備，可以概括出以下幾個主要的市場競爭與合作格局：
傳統(tǒng)型電力設(shè)備，主要指火電、水電等基荷類型的發(fā)電機(jī)組以及輸配變壓等基礎(chǔ)類型的輸配電設(shè)備，其市場競爭與合作格局相對成熟和穩(wěn)定，主要由國內(nèi)外大型企業(yè)（如哈爾濱、東方、西門子、通用等）占據(jù)主導(dǎo)地位，同時也存在一些中小型企業(yè)（如金風(fēng)、華能等）參與競爭和合作 。
新興型電力設(shè)備，主要指光伏、風(fēng)機(jī)等可再生能源類型的發(fā)電機(jī)組以及儲能、調(diào)頻等靈活性類型的輸配電設(shè)備，其市場競爭與合作格局相對活躍和多變，主要由國內(nèi)外中小型企業(yè)（如隆基、通威、特斯拉、比亞迪等）占據(jù)主導(dǎo)地位，同時也存在一些大型企業(yè)（如國家能源集團(tuán)、中廣核等）參與競爭和合作 。
前沿型電力設(shè)備，主要指煤氣聯(lián)合循環(huán)、煤制氫等清潔型或超低排放型的發(fā)展前景類或替代類電力設(shè)備以及核聚變、超導(dǎo)輸變等創(chuàng)新型或突破型的先進(jìn)類或領(lǐng)先類電力設(shè)備，其市場競爭與合作格局相對封閉和保密，主要由國內(nèi)外少數(shù)企業(yè)（如中廣核、國電、三菱重工、通用等）占據(jù)主導(dǎo)地位，同時也存在一些科研機(jī)構(gòu)（如清華大學(xué)、麻省理工學(xué)院等）參與競爭和合作 。
文章來源： 中國能源報，尚普咨詢集團(tuán)，人民日報
原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_532312.html
來源：賢集網(wǎng)
著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請注明出處。