南方電網(wǎng)科學(xué)研究院院長(zhǎng)曾勇剛出席會(huì)議并發(fā)表題為《南方電網(wǎng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與關(guān)鍵技術(shù)》的主題報(bào)告撕擂。他表示，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)陵租，電力是主力軍泉蠢，電網(wǎng)是排頭兵。南方電網(wǎng)從今年3月份開(kāi)始育床，對(duì)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)展開(kāi)了深入研究诡语，提出了分為四個(gè)階段的建設(shè)路徑。通過(guò)頂層設(shè)計(jì)松浆、分布實(shí)施窑竖、有序推進(jìn)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，力爭(zhēng)在2030年前基本建成新型電力系統(tǒng)旧晴。
以下為發(fā)言全文：
曾勇剛：各位專(zhuān)家适固、各位領(lǐng)導(dǎo)、各位來(lái)賓歌淹，大家上午好!我報(bào)告的題目是《南方電網(wǎng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與關(guān)鍵技術(shù)》瘟则。主要有三個(gè)部分：一、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn);二枝秤、國(guó)際經(jīng)驗(yàn)的借鑒;三醋拧、關(guān)鍵技術(shù)。
眾所周知淀弹，習(xí)總書(shū)記在去年9月提出了“雙碳”目標(biāo)丹壕，3月15號(hào)又提出了構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)薇溃，理論是主戰(zhàn)場(chǎng)菌赖，電力是主力軍，電網(wǎng)是排頭兵沐序。南方電網(wǎng)也是從今年3月份開(kāi)始琉用，對(duì)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)展開(kāi)了深入研究，提出了分為四個(gè)階段的建設(shè)路徑策幼，通過(guò)頂層設(shè)計(jì)邑时、分布實(shí)施奴紧、有序推進(jìn)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，力爭(zhēng)在2030年前基本建成新型電力系統(tǒng)晶丘。
新型電力系統(tǒng)最主要的特征是以新能源為主體冬蝶，大家都知道具有“兩高和三性”特點(diǎn)，兩高是高比例新能源接入象体、高比電力電子設(shè)備應(yīng)用瘟气，三性是隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性档改，帶來(lái)了兩個(gè)方面的挑戰(zhàn)断憨，第一是電力保障的挑戰(zhàn)，第二是慣量下降的挑戰(zhàn)粹岁。
右邊圖是典型光伏的出力曲線(xiàn)圖披蚕，從圖中可以比較直觀(guān)地來(lái)了解新能源的“三性”尖坦。隨機(jī)性就是看天吃飯骂领，主要是出力取決于來(lái)風(fēng)和光照等自然條件，具有較強(qiáng)的不確定性装屈。波動(dòng)性主要是時(shí)高時(shí)低怒晕，相鄰時(shí)段和相鄰時(shí)段的變化大且不可控;間歇性主要是時(shí)有時(shí)無(wú)，對(duì)光伏來(lái)說(shuō)是晝夜特性路学，對(duì)風(fēng)電來(lái)說(shuō)存在連續(xù)多天的低出力現(xiàn)象嚼吞。
以云南和廣東電網(wǎng)為例，全年的高峰時(shí)段90%概率下可保證風(fēng)力出力是5%左右蹬碧。如果按照這個(gè)計(jì)算舱禽，預(yù)測(cè)南方電網(wǎng)2030年是2.5億千瓦的新能源裝機(jī)。按照5%來(lái)算恩沽，裝機(jī)替代只有達(dá)到1250萬(wàn)千瓦誊稚，仍然需要規(guī)劃大量常規(guī)機(jī)組做電力保障。
對(duì)于波動(dòng)性罗心，最主要是對(duì)于短時(shí)發(fā)電功率影響大里伯，對(duì)電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力要求非常高。以云南風(fēng)電為例渤闷，在2019年做過(guò)統(tǒng)計(jì)疾瓮，日內(nèi)發(fā)電功率峰谷差最大達(dá)到了全省風(fēng)電裝機(jī)的60%。按照這比例來(lái)算飒箭，2030年狼电，2.5億千瓦新能源裝機(jī)的60%日功率的波動(dòng)將達(dá)到1.5億千瓦的數(shù)字，非常龐大的數(shù)!
對(duì)于間歇性弦蹂，對(duì)電力供應(yīng)保證的挑戰(zhàn)主要是存在連續(xù)多日的低出力哥钉、光伏的晝夜間歇現(xiàn)象反俱，對(duì)系統(tǒng)的供電能力提出了非常高的要求。比如以廣東桂山風(fēng)力發(fā)電為例辱囤，在2020年就出現(xiàn)過(guò)連續(xù)7天的低于20%的出力情況炸一。由于大范圍連續(xù)多天低出力，將對(duì)新能源電力系統(tǒng)的電力保障有重大挑戰(zhàn)牢介。由于這幾方面的問(wèn)題是通過(guò)儲(chǔ)能是比較難以解決校槐，因?yàn)槭沁B續(xù)墮天。如果通過(guò)常規(guī)的機(jī)組來(lái)解決的話(huà)泳厌，系統(tǒng)的運(yùn)行成本是非常高另焕。
另外一個(gè)方面，由于南方電網(wǎng)與云南電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了異步起驱，現(xiàn)在廣東電網(wǎng)正在進(jìn)行柔性直流互聯(lián)惦鄙，也逐步南方電網(wǎng)變成3到4個(gè)交流同步電網(wǎng)。這方面對(duì)系統(tǒng)的慣性方面也帶來(lái)了更大影響鹊获。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)喧久，就對(duì)系統(tǒng)慣量更加關(guān)注，尤其是關(guān)注交流同步電網(wǎng)的頻率同步穩(wěn)定問(wèn)題刹碾。
對(duì)于2020年至2060年南方電網(wǎng)的慣性進(jìn)行評(píng)估燥撞，通過(guò)評(píng)估從這兩個(gè)圖可以看出，到2035年左右主網(wǎng)系統(tǒng)慣性常數(shù)會(huì)降到2秒以下迷帜，云南電網(wǎng)因?yàn)槭钱惒降模?030年左右就會(huì)降到2秒以下物舒。如果考慮到儲(chǔ)能以后，到2秒以下的時(shí)間會(huì)推遲大概10到15年左右戏锹。
另外一個(gè)指標(biāo)是初始頻率變化率冠胯，以南方電網(wǎng)800萬(wàn)千瓦直流雙機(jī)閉鎖來(lái)考察頻率變化率的話(huà)，可以看到2020年到2035年由于同步機(jī)開(kāi)機(jī)在逐步增大锦针，總的慣量還是增大的荠察，初始頻率在減少。2030年以后由于火電機(jī)組退役增速大于同步機(jī)的增速伞插，所以總的慣量是在減少割粮。但是如果考慮轉(zhuǎn)成慣量以后，也是會(huì)減少媚污，抗干擾能力也會(huì)增強(qiáng)舀瓢。初始頻率變化率具有重要的意義，現(xiàn)在國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這方面沒(méi)有要求的皿掂，下一步相關(guān)的研究也在加強(qiáng)瓣车。
第二個(gè)方面，簡(jiǎn)要介紹對(duì)歐洲電網(wǎng)調(diào)研情況做對(duì)標(biāo)
2019年般供，歐洲總裝機(jī)容量是1.2億左右菠贡，風(fēng)光裝機(jī)接近30%唇墅，發(fā)電量在20%。通過(guò)預(yù)測(cè)睛至，2030年南方電網(wǎng)新能源發(fā)電量占比也是20%左右，就是與歐洲當(dāng)前的水平基本相當(dāng)治部。我們覺(jué)得歐洲的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)剧么，對(duì)南方電網(wǎng)的2030年基本建成新型電力系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。
歐洲現(xiàn)在面臨的最大挑戰(zhàn)還是慣性下降的問(wèn)題沧蛉，在2020年歐盟對(duì)歐洲書(shū)店系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)情況調(diào)查評(píng)估苫治，慣性下降是列為第一位的。2019年的“8·9”大停電事故蟀思，由于南部電網(wǎng)遭受雷擊引起單相接地零院，部分機(jī)組脫網(wǎng)后頻率變化率達(dá)到0.135Hz/s，已經(jīng)超過(guò)了海上風(fēng)電的頻率變化率的保護(hù)定值0.125Hz/s村刨，造成了再次機(jī)組脫網(wǎng)告抄，加速系統(tǒng)頻率的跌落，誘發(fā)了低頻減載動(dòng)作烹困，導(dǎo)致英國(guó)損失負(fù)荷達(dá)到6.5%玄妈。
英國(guó)也采取了相關(guān)的措施乾吻，主要還是采取了新的慣性服務(wù)的方式髓梅，把一些關(guān)停的發(fā)電機(jī)組做了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，以增加系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性绎签。
愛(ài)爾蘭和北愛(ài)爾蘭也是基于實(shí)時(shí)開(kāi)機(jī)對(duì)慣量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)枯饿。北歐頻率問(wèn)題比較突出诡必，超過(guò)0.1Hz的范圍的時(shí)間大幅度增加奢方，未來(lái)改變傳統(tǒng)的模式，通過(guò)分區(qū)控制實(shí)現(xiàn)更有效的運(yùn)行和控制爸舒。
通過(guò)歐洲的一些經(jīng)驗(yàn)調(diào)研，我們覺(jué)得有幾個(gè)方面可以借鑒材又。第一個(gè)方面是關(guān)注增強(qiáng)慣量，第二是提升頻率支撐药屠，第三是加強(qiáng)區(qū)域互聯(lián)，第四是靈活的調(diào)節(jié)能力崇旺。
第三個(gè)方面簡(jiǎn)要介紹一下南方電網(wǎng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要重點(diǎn)突破的一些關(guān)鍵技術(shù)都鸳，主要是有八個(gè)方面。
第一是規(guī)闹黹梗化經(jīng)濟(jì)型儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)。儲(chǔ)能是解決新型電力系統(tǒng)電力保障和電力慣性的重要舉措象掖，重點(diǎn)要突破的關(guān)鍵技術(shù)比如GWh級(jí)儲(chǔ)能電站集成技術(shù)锌烫，包括梯次利用、綠氫制取的應(yīng)用技術(shù)认扼。
第二是適應(yīng)多業(yè)務(wù)場(chǎng)景的新能源全面可觀(guān)可測(cè)可控技術(shù)啸盏，包括新能源多時(shí)空尺度精確預(yù)測(cè)技術(shù)、分布式可再生能源全景動(dòng)態(tài)感知以及雙向互動(dòng)的調(diào)控技術(shù)等等骑祟。
第三是不同時(shí)間尺度的概率化電力電量平衡技術(shù)回懦，主要是針對(duì)新能源的隨機(jī)性、波動(dòng)性次企、間歇性帶來(lái)的電力保障問(wèn)題怯晕，主要解決規(guī)劃、調(diào)度業(yè)務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)缸棵。包括了兩個(gè)時(shí)間尺度的舟茶，一個(gè)是年月的時(shí)間尺度，一個(gè)是短時(shí)間尺度就是周和日的時(shí)間尺度堵第。
第四是新型電力系統(tǒng)慣量評(píng)估及頻率運(yùn)行控制技術(shù)吧凉。
第五是高度電力電子化的電力系統(tǒng)諧波及振蕩抑制技術(shù)。這里面主要是解決電力電子化程度快速提升系統(tǒng)的寬頻震蕩以及諧振相關(guān)的問(wèn)題踏志。
第六是大規(guī)模新能源接入的全景仿真阀捅，里面需要突破的技術(shù)非常多，主要是建立覆蓋全網(wǎng)大規(guī)模的新能源全景仿真平臺(tái)针余，包括利用實(shí)時(shí)或者離線(xiàn)，主要是實(shí)現(xiàn)精確和實(shí)現(xiàn)高效仿真标宪。
第七是電力電子變流設(shè)備構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)姓赂，主要是解決慣量問(wèn)題。
第八是電-碳聯(lián)動(dòng)的運(yùn)營(yíng)技術(shù)及市場(chǎng)機(jī)制励普，包括基于電力流的碳計(jì)算模型及測(cè)算方法痢腋，以及碳足跡監(jiān)測(cè)及分析技術(shù)研究，以及電-碳市場(chǎng)的仿真模擬技術(shù)示奉。
接下來(lái)升诡，南方電網(wǎng)將充分發(fā)揮數(shù)字電網(wǎng)的承載作用和科技創(chuàng)新的支撐作用，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與示范作用皇铝，加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)页函，全面服務(wù)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)!我的報(bào)告完畢涧馋，謝謝大家!
(本文根據(jù)會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言嘉賓的速記整理而成，未經(jīng)本人審核庭四。)
