國家能源局最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年，全國可再生能源新增裝機占比超70%。在“雙碳”目標驅(qū)動下，未來我國電力系統(tǒng)大規(guī)模、高比例可再生能源特征將愈發(fā)明顯。同時，由于可再生能源電力具有隨機性、波動性和間歇性，使得電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行面臨新挑戰(zhàn)。

如果將電力系統(tǒng)看作是一個精密的物理器械，其工作、運行不僅要靠大齒輪，更需要小齒輪連接才能保持穩(wěn)定。因此，基于數(shù)字化等技術(shù)開發(fā)的智能配電用設(shè)備、調(diào)頻調(diào)壓儲能裝置等正是一個個“小齒輪”，將改善電網(wǎng)特性，滿足高比例可再生能源電力運行所需要的條件，護航新型電力系統(tǒng)安全運行。那么，新型電力系統(tǒng)建設(shè)目標給“小齒輪”發(fā)展提出了哪些新要求？相關(guān)企業(yè)將如何參與電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級？帶著這些問題，本報記者近日采訪了深圳市科陸科陸電子科技股份公司技術(shù)專家郭鴻。

柔性輸電、虛擬電廠等

新技術(shù)需求飆升

中國能源報：未來我國電力系統(tǒng)將發(fā)生哪些變化？需要哪些新技術(shù)支撐？

郭鴻：新型電力系統(tǒng)是以新能源為主導(dǎo)的數(shù)字化電力系統(tǒng)，要達成這一建設(shè)目標，就要在不斷擴大新能源消納規(guī)模的同時，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，這需要大力發(fā)展數(shù)字化能源、數(shù)字化電網(wǎng)、交直流柔性輸電、能量路由、新型儲能、虛擬電廠等新技術(shù)。

具體而言，未來電力系統(tǒng)將在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)發(fā)生深刻變化。其中，在發(fā)電側(cè)，具有主動支撐功能的新能源將逐漸替代傳統(tǒng)化石能源，化石能源將通過碳捕獲、利用與封存技術(shù)和靈活性改造重新煥發(fā)生命力，最終靠第四代清潔核電技術(shù)或受控核聚變滿足能源供給。

在電網(wǎng)側(cè)，現(xiàn)有輸電變網(wǎng)絡(luò)將向交直流柔性輸電和UPFC（統(tǒng)一潮流控制器）方向衍化，新一代柔性交流輸電裝置功能更強大，性能更優(yōu)越，同時現(xiàn)有的數(shù)字化智能電網(wǎng)將通過數(shù)字化孿生進化出更高級的人工智能。

在用電側(cè)，各種形式的虛擬電廠、綜合能源服務(wù)將通過統(tǒng)一電力市場實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶負荷雙向互動。新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行有賴于靈活調(diào)節(jié)容量建設(shè)，新能源占比必須與靈活調(diào)節(jié)容量增長規(guī)模相匹配。靈活調(diào)節(jié)容量包括可調(diào)節(jié)電源（水電機組、火電機組與核電機組靈活性改造、抽水蓄能電站）、可調(diào)節(jié)負荷（虛擬電廠、電制燃料）和新型儲能電站，同時各種類型的新型儲能以共享儲能、獨立儲能電站、工商儲能、戶用儲能和移動儲能的方式，通過現(xiàn)貨交易與輔助服務(wù)共同為電力系統(tǒng)提供創(chuàng)新型服務(wù)。

新能源發(fā)展要兼顧

可靠和電網(wǎng)穩(wěn)定

中國能源報：與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，新型電力系統(tǒng)將有哪些電力電子裝置接入？

郭鴻：與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)明顯不同的是，新型電力系統(tǒng)中的火電機組單機規(guī)模大，光伏、風(fēng)電單體規(guī)模較小，一個可再生能源電站要達到一般火電廠的規(guī)模，需要大量土地安裝大量光伏、風(fēng)電設(shè)備。在這種情況下，海量電力電子裝置將接入電力系統(tǒng)，包括大量IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、SiC（碳化硅器件）等寬禁帶電力電子器件等，應(yīng)用于光伏逆變器、風(fēng)電變流器、PCS（儲能變流器）、能量路由器、UPFC、可控串補、STATCOM（靜態(tài)同步補償器）、交直流柔性輸電設(shè)備、固態(tài)變壓器、智能開關(guān)、儲能級聯(lián)設(shè)備、V2G（車網(wǎng)互動）充電站等。

值得注意的是，海量電力電子裝置使用將改變以往電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的理論基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)，電網(wǎng)可靠性將面臨巨大挑戰(zhàn)。隨著可再生能源接入電力系統(tǒng)的比例越來越高，光伏發(fā)電和風(fēng)電要依靠技術(shù)創(chuàng)新保證自身的安全性與可靠性，同時要依靠主動支撐技術(shù)保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行，如可通過虛擬轉(zhuǎn)動慣量、一次調(diào)頻、雙向友好互動、電壓源技術(shù)、弱網(wǎng)支撐等方式實現(xiàn)。

需匹配相應(yīng)的

電力靈活調(diào)節(jié)容量

中國能源報：可通過哪些措施提高可再生能源電力的安全性、可靠性和利用率？

郭鴻：系統(tǒng)地看，新能源的安全性和可靠性與電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)電源密切相關(guān)，靈活調(diào)節(jié)電源必然快速增長。儲能包括抽水蓄能和新型儲能，是電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)電源的骨干力量，是實現(xiàn)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的剛性需求。其中，新型儲能將成為剛需，在電力系統(tǒng)的占比越來越大，成為抽水蓄能的重要補充。

目前鋰電池儲能特性優(yōu)良，具有短平快建設(shè)周期等優(yōu)勢，發(fā)展前景良好。新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈必須直面現(xiàn)實、實事求是，通過艱苦卓絕的技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)協(xié)作，解決系統(tǒng)安全、產(chǎn)能規(guī)劃和度電成本等問題，避免無序發(fā)展。同時，通過技術(shù)創(chuàng)新使得儲能電池產(chǎn)品具備高安全、大容量、低成本、長壽命特征，解決電池熱失控的安全問題。此外，還要通過電力輔助服務(wù)創(chuàng)新解決盈利模式不清晰的問題，繼續(xù)完善綠電交易，健全統(tǒng)一電力市場交易規(guī)則。

需要明確的是，新型儲能只是電力系統(tǒng)眾多容量調(diào)節(jié)手段之一。隨著新能源占比逐漸增加，電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)容量必須與之相適應(yīng)。其中，在發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)增加可調(diào)節(jié)電源，可通過火電機組和核電機組靈活性改造、抽水蓄能、共享儲能或獨立儲能電站、儲熱電站等方式實現(xiàn)；在用電側(cè)增加可調(diào)節(jié)負荷，可通過虛擬電廠、聚合儲能、V2G充電站、可調(diào)節(jié)負載（電制燃料）等方式實現(xiàn)。

中國能源報：貴公司將重點布局哪些領(lǐng)域和技術(shù)？

郭鴻：在智能電表領(lǐng)域，我們參與了國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)新一代智能電表、智能融合終端和能源控制器的研發(fā)，在數(shù)字化、模塊化、APP化、直流計量、無線脈沖檢測、拓撲識別等方向取得了一些成績，為新型電力系統(tǒng)多場景電能計量提供了技術(shù)手段和產(chǎn)品裝置。在鋰電池儲能領(lǐng)域，我們致力于百兆瓦和吉瓦級大型儲能電站系統(tǒng)集成與關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)，建立了儲能云平臺，通過對電池數(shù)據(jù)和儲能系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)建模與分析，解決儲能系統(tǒng)全壽命周期運行的棘手問題。

當然，要實現(xiàn)對新型電力系統(tǒng)的數(shù)字賦能，還有很多工作要做，主要包括：實現(xiàn)儲能全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型；實現(xiàn)智能電表從設(shè)計到制造全過程數(shù)字化轉(zhuǎn)型，面向服務(wù)或業(yè)務(wù)建模，通過數(shù)字化孿生、大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)助力企業(yè)提質(zhì)增效。

新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成立后，基于公司在大型儲能電站系統(tǒng)集成、儲能輔助火電機組AGC（自動發(fā)電控制）調(diào)頻、儲能BMS（電池管理系統(tǒng)）技術(shù)等方面的實踐經(jīng)驗，我們將積極參與新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，研究吉瓦級儲能電站系統(tǒng)集成核心技術(shù)，在新型電力系統(tǒng)市場化機制探索和虛擬電廠示范方面貢獻力量。