构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究丨中国工程科学( 七 )


在储能支撑电网安全运行技术方面 , 充分利用新型储能系统调峰幅度大、响应速度快、短时功率吞吐能力强、调节方向易改变等优点 , 在辅助调峰、平滑新能源发电功率等基础功能外 , 重点提升储能在电力系统发生故障或波动时的快速响应功能 , 为系统提供阻尼、惯量等动态支撑 。
在“双高”电力系统仿真评估技术方面 , 新型电力系统的物理形态和运行特性更为复杂 , 现有仿真分析手段不足以支持对电网的认知需要 , 亟需突破机电、电磁多时间尺度的大电网暂态仿真分析技术 , 提高对新型电力系统特性的认知水平 。
在源网荷储资源协调控制技术方面 , 利用“大云物移智链”等先进技术手段 , 研究主动配电网运行分析及协调控制技术、供需互动服务技术、分布式微网自平衡技术 , 实现广域分布式海量源网荷储资源的总体协调控制 。
在“双高”电力系统故障防御技术方面 , 海量电力电子设备接入新型电力系统之后将极大改变系统的暂态特性 , 既带来新的稳定问题 , 也因其数字式快速调控能力而给稳定控制提供新的机遇和选择;研究适应“双高”电力系统的综合安全防御体系 , 利用现代信息通信技术来广泛调动各类控制资源 , 实现经济、高效、智能的故障快速判断清除以及故障后的紧急协调控制、传播路径阻断 。
3. 技术标准布局
以标准化组织为依托 , 联合国家、行业相关机构及产业上下游单位 , 开展新型电力系统技术标准体系建设;加快新能源并网、多元负荷接入、源网荷储协同控制等重要标准的研究制定 , 对技术、产业发展起到引领方向、保障质量的作用 。
在电源侧 , 加快提升新能源并网标准水平 , 逐步具备与同步电源相近的运行支撑能力;重构水电和火电机组的设计、制造、运行技术标准体系;推进抽水蓄能、电化学储能电站建设的标准化 。
在电网侧 , 强化源网荷储协同控制标准化的顶层设计 , 加快广域分散协同优化控制标准研究;深化灵活柔性输电技术标准体系建设 , 加快分布式微电网、智慧配电网重要核心标准研制 。
在负荷侧 , 优化完善电动汽车充换电、港口岸电设施技术标准体系 , 加快虚拟电厂、需求侧响应技术标准体系建设和关键标准研制 , 满足负荷与电网良性互动的需要 。
(三)发挥远期支撑作用的颠覆性技术
在传统技术路线下构建以新能源为主体的新型电力系统存在困难 , 需要颠覆性技术革新 。鉴于颠覆性技术突破存在较大的不确定性、需要长期高投入 , 建议加大国家级科技计划支持 , 在转型期论证并实施国家科技重大专项 , 着力开展技术攻关 , 为构建新型电力系统、实现碳中和目标提供技术支撑 。
在高效电氢双向转换技术方面 , 充分发挥氢能作为含能体二次能源的优势 , 推动利用富余的可再生能源制取“绿氢” , 借助电氢转换与储存装置 , 实现跨季节、跨行业的可再生能源存储与调节 , 解决长周期电量平衡问题 。
在新型储能技术方面 , 争取在具备大容量、高安全、长寿命、低成本特征的变革性储能方向取得重大突破 , 构建广域协同的储能形态 , 成为完全可观可控的调节资源 , 全面满足各类应用场景(从暂态到稳态)的技术需求 。
在高效CCUS 技术方面 , 目前CCUS 技术的效率、成本与能耗问题制约了商业应用规模 , 应加大技术研发力度 , 充分挖掘应用潜能 , 助推跨系统循环碳经济发展 。CCUS 技术的成熟与应用是碳中和阶段煤电存续的前提条件 , 有利于保持一定比例的同步电源规模 , 将有力支撑交流电力系统的安全运行 。