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新型电力体系装备生长与动力洁净低碳转型

中国电力企业办理公布时候:2022-11-16 14:01:59  作者:丁永福 等

  构建新型电力体系,是以习近平同道为核心的党中心着眼加强生态文明扶植、保证国度动力宁静、实现可持续生长作出的一项重年夜摆设,对我国动力电力转型生长、实现“双碳”目标具有首要意义。新型电力体系闪现“双高”的根基特性,即高比例的新动力装备和电力电子装备,这一新的特性对传统电力体系运行机理提出了重年夜应战,需加快新型装备的研发、设想、制造和利用,以适应新型电力体系的生长需求。

  新型电力体系下 电力装备面对机遇与应战

  新型电力体系的内涵包含低碳、宁静、高效三个核心层面:低碳是新型电力体系的核心目标。依托传统的电源侧和电网侧调度手段,难以满足新动力持续年夜范围并网消纳的需求。新型电力体系亟需激起负荷侧和新型储妙技术等潜力,构成“源网荷储”协同消纳新动力的格式;安满是新型电力体系的根基请求。以后我国多地区交直流混联的年夜电网布局日趋复杂,间歇性、颠簸性新动力发电接入电网范围疾速扩年夜,新型电力电子装备利用比例年夜幅晋升,极年夜地改变了传统电力体系的运行规律和特性。新型电力体系必须在实际阐发、节制体例、调度手段等方面立异生长,以应对日趋加年夜的各种风险和应战;高效是新型电力体系的关头要素。将来高比例新动力与海量用户接入电力体系,给动力资本优化建设的效力带来重年夜应战。需加快扶植天下同一电力市场,实现更高的资本优化建设效力与更年夜的动力优化空间。

  在构建新型电力体系的过程中,电力体系将从刚性向柔性生长,与数字化、信息化、智能化特性畅通领悟,慢慢生长为全面可见、可知、可测、可控的电力体系。电力电子技术在新动力发电和直流输配电等范畴阐扬着愈来愈首要的感化,直流输电与电力电子技术将扮演首要角色。构建新型电力体系,触及新型电力装备技术研发、设想、制造与利用,特别是数字技术赋能新型电力体系,新型电力体系装备生长面对重年夜机遇与应战。

  比来,产业和信息化部等五部委结合公布《加快电力装备绿色低碳立异生长行动打算》(工信部重装[2022]105号)提出,对峙市场主导、当局引导、立异驱动、财产进级,以高端智能绿色生长为标的目标,以绿色低碳科技立异为驱动,以利用立异及树模奉行动抓手,加快构建支撑动力洁净生产和动力绿色消耗的装备供应体系,鞭策电力装备高质量生长,助力碳达峰目标顺利实现。打算在5~8年,实现电力装备供应布局明显改良,保证电网输配效力较着晋升,高端化、智能化、绿色化生长及树模利用不竭加快,国际合作力进一步加强,根基满足适应非化石动力高比例、年夜范围接入的新型电力体系扶植需求。

  在新型发电装备方面,加快生长洁净低碳发电装备。推动煤电装备节能降碳改革、矫捷性改革、供热改革“三改联动”。加快推动燃气轮机研究开辟;推动水机电组宽负荷改革,加快可变速抽水蓄能及海上抽水蓄能装备研制利用及高水头打击式水机电组关头技术研究;加快三代核电装备的批量化,加快四代核电装备研发利用;推动风景储一体扮装备生长,鞭策构网型新动力发电装备研究开辟;加快生物质能装备和海洋能、地热能等开辟操纵装备的研制和利用。出力霸占可再生动力制氢等技术装备。

  在新型输变电装备方面,晋升输变电装备消纳保证才气。面向电网高比例可再生动力、高比例电力电子装备“双高”特性,和夏、夏季双负荷岑岭的需求特性,加快生长特高压输变电、柔性直流输电装备;对准宁静矫捷、绿色低碳的输电网技术装备,持续展开不合电压品级、不合开断容量的发机电断路器及高电压品级真空开关装备的研制,加快年夜功率电力电子器件、自然酯(动物)绝缘油变压器等研发冲破。

  在新型配电装备方面,加快推动配电装备进级换代。生长满足新型电力体系“双高”“双随机”(漫衍式新动力的随机性和可调负载的随机性)特性的庇护与节制配电技术装备。依托智能配电网、主动配电网扶植,加快电网之间柔性可控互联。直流与交换深度畅通领悟是新型电力体系首要形态特性,直流配用电体系从器件技术、装备技术和体系技术等方面,构建直流配用电体系整套技术体系,以技术财产化推完工程利用,助力国度新动力生长。

  在新型用电装备方面,进步用电装备能效婚配程度。加强高效节能变压器研制及奉行利用。加快奉行利用高能效电锅炉、电窑炉等装备,拓展产业、交通、修建等范畴电能替代;加快用能体系能效晋升,展开重点用电装备体系婚配性节能改革和运行节制优化;主动生长以消纳新动力为主的智能微电网,加快冲破综合动力办理和操纵、多电源优化互动等技术装备;鞭策完美废旧机电收受领受操纵体系,鼓动鼓励企业展开机电再制造利用。

  基于新动力具有随机性、颠簸性及间歇性等特性,新型电力体系火急需求建立“源网荷储”的运作形式,也就是电源、电网、负荷、储能各环节调和互动,实现宁静不变的运行。新型电力体系装备典范利用处景包含:

  “源”端首要在电源侧,将来洁净低碳电源将成为主体,包含第一类像风电、光伏等具有强不肯定性的可再生动力;和第二类可供应矫捷性的可靠零碳电源,比如年夜中型水电、核电、生物质、光热、氢能发电等;和第三类保存化石动力发机电组,经由过程矫捷性改革用作体系调峰电源。因为我国动力和负荷漫衍不均的问题,加强特高压扶植有助于阐扬年夜电网对洁净动力的建设感化。

  “网”端首要在电网侧,按照我国国情与资本天赋,“西电东送、北电南送”的电力流漫衍持续强化,新动力开辟闪现集合式与漫衍式并举的格式,电网闪现出交直流混联年夜电网、柔直电网、主动配网、微电网等多种形态电网并存。电网不但承担电能传输的感化,并且将更多地承担电能互济、备用共享的天性机能。配电网将从交换电网转为柔性交直流配网,还将接入漫衍式可再生动力、储能、电动汽车、需求呼应等各种矫捷性的“配套”资本,实现矫捷性需求的当场均衡。

  “荷”端首要在负荷侧,跟着动力消耗布局与财产布局调剂,电气化程度不竭晋升,高耗能产业负荷慢慢减少,数据中间、电动汽车等负荷将年夜幅增加,电制氢、储能、智能电器等交互式用能装备将遍及接入和利用,将来负荷种类呈多元化特性。一方面伴随数字化转型生长,海量用户聚合下的双向互动与需求呼应将成为常态;另外一方面经由过程“电–热–冷–气”等不合动力消耗的协同互动与优化,实现不合动力负荷的弹性替代,矫捷可控负荷将成为电力矫捷性资本的首要构成部分。

  “储”端首要在储能侧,储能将成为将来电力体系进级最关头的环节。风景等新动力发电具有不不变性,为了包管电力体系不变运行,需求储能调度,起到削峰填谷的感化。新型电力体系将依托抽蓄、化学储能、光热储热、氢储能、紧缩氛围储能等多元储妙技术体系,以电网为纽带,将自力分离的电网侧、电源侧、用户侧储能资本进行全网的优化建设,鞭策“源–网–荷”各环节储能才气全面开释,构建多元、畅通领悟、开放、共享的储能体系。对应构建新型电力体系而言,储能体系的停顿直接决定了新型电力体系构建的过程和服从。

  动力洁净低碳转型 将来生长标的目标

  构建新型电力体系对电力体系装备提出了新的请求。

  一是适应动力建设平台化,立异电网生长体例。考虑到我国动力资本与需求逆向漫衍的特性,需持续完美核心骨干网架,加年夜各级电网扶植投资力度,特别特高压交直流再次迎来年夜范围扶植。特高压作为处理资本天赋束缚的首要环节,成为构建新型电力体系首要构成部分。“十四五”打算新建特高压线路“24交14直”,触及线路长3万余千米,总投资约计3800亿元。特高压财产链受益,既能拉动包含高压电气开关装备、换流阀、线缆、变压装备等硬件的需求,又能动员智能化终端、智能芯片等需求。

  二是适应动力生产洁污染,晋升新动力开辟操纵程度。停止2021年末,天下发电装机容量约23.77亿千瓦,同比增加7.9%,此中可再生动力发电装机到达10.63亿千瓦,占总发电装机容量的44.8%。比来,国度发改委等九部分结合印发《“十四五”可再生动力生长打算》,明白可再生动力发电量增量在全社会用电量增量中的占比超越50%,风电和太阳能发电量实现翻倍。同时,我国动力布局根基特性是“富煤、贫油、少气”,燃气调峰电站生长不足,抽水蓄能和燃气电站占比仅约6%,此中抽水蓄能占比约1.4%,与发财国度比拟,我国抽水蓄能仍有较年夜生长空间。按照《抽水蓄能中持久生长打算(2021~2035年)》,到2025年,抽水蓄能投产总范围6200万千瓦以上;到2030年,投产总范围1.2亿千瓦摆布。

  三是适应动力消耗电气化,促进节能降耗满足用能需求。电力行业碳排放约占全社会碳排放总量的40%。稳妥有序、随机应变鞭策电能替代,在南方地区鞭策以电代煤洁净取暖,全面展开全电景区、全电船舶、公路与铁路电气化等电能替代项目。加快扶植充电根本设施,构建“十纵十横两环网”快充收集,有效减缓电动汽车远间隔出行“里程焦炙”。主动引导用户高功效能、绿色用能、节俭用能。

  四是适应动力立异畅通领悟化,打造首创技术策源地。年夜力实施新型电力体系科技攻关行动,推动协同立异,加年夜研发经费投入,展开年夜电网宁静不变节制、假造电厂、特高压分接开关等重年夜技术攻关,霸占各种“洽商”“无人区”技术困难,全方位进步自主立异才气,打造新型电力体系树模区。持续跟踪颠覆性技术生长趋势,强化根本研究和前沿技术布局,获得更多首创服从。

  五是适应动力业态数字化,加强动力互联网扶植。深切利用“年夜云物移智链”等新一代信息技术,加快鞭策电网向动力互联网进级,实现电网生产、经营、办理等核心业务数字化转型,促进发输配用各范畴、源网荷储各环节、电力与其他动力体系调和联动。加强财产链上下流协同,以数字平台办事鞭策上下流企业供需婚配、资本共享,促进产学研用深度连络,加快孕育动力数字经济新业态新形式,当好当代财产链的“链长”。

  电力装备质量晋升 与供应链立异利用

  以后,百年变局与世纪疫情交叉叠加,经济环球化遭受逆流,贸易庇护主义、单边主义昂首,环球财产链供应链面对重构,我国财产链供应链宁静不变运行面对重年夜威胁,特别是在疫情打击下,部分原质料和关头零部件上下流供应链的生产通畅遭到影响,加强财产链供应链自主可控才气,保护财产链供应链宁静不变尤其首要。

  跟着我国电力产业疾速生长,特别是新动力发电、核电、水电和特高压输变电扶植,促进我国电力装备制造业技术研发才气、生产装备程度、工艺制造质量、实验前提改良等方面获得很年夜进步,我国电力装备制造业电力装备质量程度、自主可控才气和国际影响力和话语权较着加强,慢慢实现“中国创作发明”向“中国引领”转变。

  但是,我国电力装备制造业年夜而不强,低端产品产能多余,高端产品产能不足,财产同质化合作严峻,部分关头组部件、关头核心零部件、电力电子器件、紧密加工元件、原质料、产业软件、工控体系软硬件等依靠入口。部分电力装备产品在质量可靠性、不变性和分歧性方面与国际先进程度仍有差异,火急需求加快构建电力装备自主可控、安端赖得住的财产链供应链,进一步进步电力装备质量程度。

  本年3月,国度市场羁系总局等三部委结合印发《关于全面加强电力装备产品质量宁静治理事情的指导定见》,指出加年夜电力装备质量羁系力度,鼓动鼓励有关行业构造和骨干用户企业应用物联网、年夜数据、人工智能等技术,扶植电力装备质量宁静风险监测平台;建立基于供应链的电力装备质量宁静追溯机制,不竭进步电力装备质量程度,确保电力生产安端赖得住不变运行。中电联电力装备及供应链分会将聚焦新型电力体系装备质量晋升,聚焦电力装备财产链、供应链自主可控,聚焦电力行业绿色低碳转型,聚焦数字技术赋能电力物质供应链立异生长,主动鞭策电力央企阐扬“链长”感化,促进海内骨干电工装备企业阐扬“链主”感化,引领支撑财产链供应链上下流企业协同生长,构建电力装备和供应链上下流生态,强化财产链、不变供应链、晋升价值链、促进立异链,鞭策电力装备与供应链数字化、聪明化、绿色化、标准化、平台化、办事化,全面进步电力行业当代供应链立异生长与自主可控程度,为促进新型电力体系生长、鞭策动力洁净低碳转型进献气力。

  本文刊载于《中国电力企业办理》2022年10期,作者丁永福、韩文德、王馨艺、刘曼曼 均供职于中国电力企业结合会电力装备及供应链分会

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