電力是每家每戶都不可或缺的能源,是推動經濟和社會發展的重要支柱。但人們或許沒有發覺,我們每天所使用的電,供給方式正悄然發生變化。如今,電網建設更加智能化、數字化,電力系統運行更加綠色低碳、智慧高效�
今年6月,國家能源局組織發布《新型電力系統發展藍皮書》(以下簡稱《藍皮書》),標志著新型電力系統建設進入全面啟動和加速推進的重要階段�
綠色電力 低碳清潔
2021�3�15日,中央財經委員會第九次會議召開。會議指出,要深化電力體制改革,構建以新能源為主體的新型電力系統�
今年6月發布的《藍皮書》全面闡述了新型電力系統的發展理念、內涵特征,并提出構建新型電力系統的總體架構和重點任務。其中提到,清潔低碳是構建新型電力系統的核心目標�
在推動綠色電力發展方面,中國已取得亮眼成績。“綠色電力一般指風電、太陽能發電、水電、生物質發電、地熱能發電、海洋能發電等可再生能源電力。”國家能源局新能源和可再生能源司司長李創軍介紹,可再生能源發電過程中不產生或很少產生對環境有害的排放物,如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,且不需要消耗化石燃料,相較常規的化石能源發電更有利于環境保護和可持續發展�
今年7月,全球首臺16兆瓦超大容量海上風電機組在福建海上風電場成功并網發電。這臺巨型海上風電機組的輪轂中心高度達152米,相當于一�52層大樓的高度;葉輪掃風面積約5萬平方米,相當于7個標準足球場的大小。根據該海域多年測風數據計算,單臺機組每年可輸出超過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,可節約標煤約2.2萬噸,減排二氧化碳約5.4萬噸�
在內蒙古自治區庫布其沙漠,光伏發電與增綠治沙結合的模式日益完善。在沙漠中建設的光伏板,可以有效穩固住浮沙,避免沙丘被風吹走;光伏板的遮擋,可以減少土壤水分蒸發,在其下方空間,可以栽種綠植,進一步改善沙漠生態環境�
目前正在建設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、荒漠地區開發建設的全球最大規模風電光伏基地項目,也是中國首個開工建設的千萬千瓦級新能源大基地項目。該項目規劃總投資約900億元,總裝機規模1600萬千瓦,包括光伏800萬千瓦和風電400萬千瓦,配套改擴建先進高效煤電裝�400萬千瓦。項目全部建成后,每年可向京津冀地區送電�400億千瓦時,其中清潔能源占�50%以上,相當于節約標準煤�600萬噸,減排二氧化碳約1600萬噸�
國家能源局數據顯示,截至今�6月,全國可再生能源裝機達13.22億千瓦,歷史性超過煤電,占總裝機�48.8%,超過全球可再生能源裝機的三分之一,水電、風電、太陽能發電裝機分別連續18年�13年�8年穩居世界第一位�2022年,全國可再生能源發電量�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。其中,風電、光伏發電量首次突破1萬億千瓦時,與城鄉居民生活用電量相當。同年,可再生能源新增裝機和發電量分別占全國新增發電裝機和發電量�76.2%�81%,已成為電力新增裝機和發電量的主體�
今年8月,國家發展改革委、財政部、國家能源局聯合印發《關于做好可再生能源綠色電力證書全覆蓋工� 促進可再生能源電力消費的通知》,將進一步為擴大綠電供給、促進綠電消費奠定基礎,推動能源綠色低碳轉型�
在新技術的引領下,電力系統還能實現精準調度,促進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的綜合智慧零碳電廠,是一個基于大數據建成的“虛擬電廠”。它是集源、網、荷、儲、充元素為一體的智慧能源管理平臺,實現了與電網需求側響應平臺和電網調度平臺的實時對接,具備自動調頻和調峰的功能,通過實施精準調度,加強了電網的穩定性和安全系數�
據介紹,今年以來,國家電力投資集團大力推進綜合智慧零碳電廠開發建設,實現對各類分布式能源、儲能和負荷的整合調控。截至今年上半年,該集團已開�41個零碳電廠,建成投產48個項目,形成裝機規模62.2萬千瓦,聚合可調負荷10.3萬千瓦,頂峰能力21.9萬千瓦,調峰能力30.1萬千瓦�
數字技術激發電網無限可�
目前,我國智能電網調度控制系統已擁有10萬多套計算機�10萬余套網絡設備。電網自動化技術經歷了早期探索、引進消化、自主開發、逐步超越4個發展階段,從原來每年夏季、冬季兩次電網運行方式計算,提高到每15分鐘周期計算和秒級大擾動事件觸發即時計算,在國際上首次實現了實時跟蹤分析分鐘級電網多重相繼故障,有效提高了調度應對電網多重相繼故障的能力�
“如今,智能電網的調度控制逐步完善,大量直流輸電將促使電網分析從‘機電暫態’發展到‘電磁暫態’階段,計算量也將提高上千倍。”工業控制系統產業聯盟理事長辛耀中介紹,我國智能電網已經成為世界之最。僅國網系統內,微機繼電保護裝置就達110萬套,智能電網調度控制系統超400套,電力調度數據網絡路由節點約8.2萬個,智能變電站達5000多套,電力調度控制專用云計算節點超10萬個,電力調度控制專用物聯網實時測點達2億多個�
電網數字化與新型電力系統的構建需要相互作用、相融并進,沒有電網數字化就沒有新型電力系統。新型電力系統的建設必然要求數字技術和能源技術的深度融合、廣泛應用,實現電網的數字化轉型�
國網副總信息師王繼業表示,新型電力系統承載著能源轉型的歷史使命,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�
“數字技術的發展為新型電力系統的建設帶來了新可能。”王繼業分析,首先,帶來廣泛互聯互通的新可能。數字傳感和物聯技術全面感知和連接電力系統各類復雜多元的終端設備,使連接的范圍不斷擴大。其次,帶來全局協同計算新可能。利用云計算、邊緣計算等數字技術構建全局算力服務,實現算力資源按需動態調配,可支撐海量新能源并網。再次,帶來智能友好互動的可能。人工智能等技術與電網業務深度融合,可實現對源網荷儲全環節海量分散對象的智能協調控制。最后,全域協同計算也成為可能。大量數據使得全域在線透明成為可能,推動新型電力系統全環節在線、全業務透明�
電力設備要求更高
隨著新型電力系統不斷深化建設,對于傳統和新興的各類電力設備提出了更高的要求�
首先,隨著可再生能源大規模開發并網,對于輸配變壓、儲能、調頻等類型的靈活性和穩定性較強的電力設備需求增加。同時,由于可再生能源具有間歇性、波動性等特點,也給傳統火電、水電等基荷類型的發電機組帶來了更大的運行壓力和技術挑戰�
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(光伏、風機)、微網(儲能、控制器)、智慧配(互聯網+)等類型的小型化、數字化、智能化的終端類電力設備需求增加。同時,由于終端用能負荷呈現雙高雙峰特征(高容量高功率峰值),也給配網運行安全穩定帶來了更大的風險和管理難度�
最后,隨著碳達峰碳中和目標實施和低碳轉型推進,對于節能減排效果顯著且符合環保標準的各類清潔型或超低排放型(煤氣聯合循環、煤制氫)等類型的發展前景類或替代類(核聚變)等類型的創新型或突破型(超導輸變)等類型�
電力設備技術創新與發展方向是電力設備行業的核心驅動力,也是應對新型電力系統需求變化和挑戰的關鍵手段。根據不同類型的電力設備,可以概括出以下幾個主要的技術創新與發展方向�
高效節能型電力設備,主要通過提高設備性能參數、優化設計結構、采用新材料等方式,降低設備運行損耗和維護成本,提高設備運行效率和可靠性,例如超超臨界火電機組、永磁同步風機等�
智能互聯型電力設備,主要通過集成傳感器、控制器、通信器等智能元件,實現設備自動化控制、遠程監測、數據分析等功能,提高設備運行安全性和靈活性,例如智能變壓器、智能開關柜等�
綠色環保型電力設備,主要通過采用清潔能源或低碳技術,減少或消除設備運行過程中的污染物排放和溫室氣體排放,提高設備運行環境友好性和社會責任感,例如煤氣聯合循環機組、煤制氫裝置等�
創新突破型電力設備,主要通過引入新原理或新技術,在原有技術基礎上實現質的飛躍或顛覆性變革,提高設備運行前沿性和競爭優勢,例如核聚變反應堆、超導輸變線路等�
電力設備市場競爭與合作格局
電力設備市場競爭與合作格局是電力設備行業的重要影響因素,也是衡量電力設備行業發展水平和潛力的重要指標。根據不同類型的電力設備,可以概括出以下幾個主要的市場競爭與合作格局�
傳統型電力設備,主要指火電、水電等基荷類型的發電機組以及輸配變壓等基礎類型的輸配電設備,其市場競爭與合作格局相對成熟和穩定,主要由國內外大型企業(如哈爾濱、東方、西門子、通用等)占據主導地位,同時也存在一些中小型企業(如金風、華能等)參與競爭和合作 �
新興型電力設備,主要指光伏、風機等可再生能源類型的發電機組以及儲能、調頻等靈活性類型的輸配電設備,其市場競爭與合作格局相對活躍和多變,主要由國內外中小型企業(如隆基、通威、特斯拉、比亞迪等)占據主導地位,同時也存在一些大型企業(如國家能源集團、中廣核等)參與競爭和合� �
前沿型電力設備,主要指煤氣聯合循環、煤制氫等清潔型或超低排放型的發展前景類或替代類電力設備以及核聚變、超導輸變等創新型或突破型的先進類或領先類電力設備,其市場競爭與合作格局相對封閉和保密,主要由國內外少數企業(如中廣核、國電、三菱重工、通用等)占據主導地位,同時也存在一些科研機構(如清華大學、麻省理工學院等)參與競爭和合作 �
文章來源� 中國能源報,尚普咨詢集團,人民日�
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來源:賢集網
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