电力:绿色发展和安全供应
来源:工业电器网 发布时间:2019-11-18 阅读:25

当今社会的能源安全逐渐从传统的煤炭、油气等一次能源,扩展到电力等二次能源领域。在加快推动能源清洁低碳转型趋势下,电网作为能源转型枢纽和平台的作用更加突出,高比例可再生能源并网,以及新一代信息通信和控制技术深度融合,对电力行业绿色发展和安全供应带来较大挑战。

随着人类社会步入清洁低碳时代,当今社会的能源安全也从传统的煤炭、油气等一次能源,扩展到电力等二次能源领域。现代社会可以没有石油天然气,但不能没有电。电力凭借来源多元,兼具长距离输送和分布式获取的优势,正在发挥越来越重要的安全保障作用。高比例可再生能源并网,以及新一代信息通信和控制技术深度融合,对电力行业绿色发展和安全供应带来较大挑战。

低碳发展趋势加快

当前,世界能源结构不断向清洁化、低碳化转型,低碳能源将成为未来能源消费增量的主要来源。全球已有173个国家制订了可再生能源目标,146个国家出台了支持政策,加快推动能源清洁低碳转型成为全球趋势,体现出如下特征:

能源格局向清洁主导、电为中心转变。在能源供给侧实施清洁替代,能源消费侧实施电能替代,形成清洁主导、电为中心的能源格局,是能源转型的大势所趋。近年来,世界清洁发展步伐加快,2017年全球新增发电量中可再生能源发电量占比达70%,2018年全球可再生能源投资达2889亿美元,是传统煤电、气电投资额的3倍。德国、法国、英国、印度等多国都出台了限制煤电、停售燃油车等政策。随着技术进步和规模化发展,全球陆上风电、光伏发电的竞争力将在2025年前全面超过化石能源。预计到2050年,清洁能源发电装机达220亿千瓦,占总装机比重达80%以上。

电网作为能源转型的枢纽和平台作用更加突出。风电、太阳能发电、分布式电源、电动汽车充放电等具有随机性、波动性,需要不断加强电网智能化水平,建设泛在电力物联网、数字电网,大力推动多能协同互补,实现发电与用户需求双向响应,促进清洁能源余缺调剂和更大范围的优化配置。未来电网在能源系统中的枢纽作用更加突出,从微观上看,新能源、分布式电源、储能等技术与智能电网相互融合,实现公共电网与终端微电网、局域电网相互支持;从宏观上看,输电规模越来越大,输送距离越来越远,跨国跨洲联网将从目前小功率交换、余缺互济为主,向大容量输电、大型能源基地向负荷中心直送直供转变,在促进清洁发展、保障电力供应等方面发挥更为重要的作用。

新科技革命促进能源生产消费模式创新。以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、5G为代表的科技革命和产业变革,正在重塑能源电力的产业格局和管理模式,能源电力开发、生产、消费的全过程和各环节都呈现出新的形态和特征。可以预见,能源电力与现代信息通信技术和控制技术深度融合,形成具有高度可控性、灵活性的智慧能源系统,实现多能互补、智能互动,满足用户各种用能需求,将进一步推动新一轮能源革命和世界经济转型。

世界正在开启再电气化进程。从能源生产环节看,再电气化体现为可再生能源以电能形式被大规模开发和利用。预计2030年,全球新能源发电装机、发电量将分别达到37亿千瓦和7万亿千瓦时左右,分别是2015年的5.8倍、6.5倍。从终端消费环节看,再电气化体现为电能对化石能源的深度替代。随着电驱动、电加热、电取暖等设施的应用,民用、工业、商业、建筑、运输等领域以电代煤、以电代油力度越来越大。2018年,中国电能替代电量超过1500亿千瓦时,同比增长21%。预计到2030年,全球电能占终端能源消费的比重将从2015年的19%提高到24%,中国将从21.3%提高到30%以上。

绿色发展需统筹协调推动
2014年6月,习近平主席提出推动能源消费革命、供给革命、技术革命、体制革命和全方位加强国际合作的“四个革命、一个合作”能源安全新战略。五年来,中国能源电力绿色低碳转型加快,清洁能源发展取得巨大成就。截至2018年年底,中国非化石能源发电装机容量7.7亿千瓦,占总装机比重为40.8%,比2013年提高10个百分点。煤电清洁高效利用水平进一步提高,截至2018年年底,全国累计完成煤电超低排放改造8.1亿千瓦以上、节能改造超过6亿千瓦。燃煤发电减排技术处于世界先进行列,燃煤发电效率大幅提升。2018年,火电平均供电标准煤耗为308克/千瓦时,与2005年相比,降低62克/千瓦时,降幅达17%,相当于节约标煤量约9.8亿吨,减排二氧化碳27.2亿吨。

中国政府承诺,到2020年、2030年,非化石能源占一次能源消费比重分别达到15%、20%,2030年前后碳排放达到峰值。清洁能源的开发利用和化石能源的清洁高效利用力度将进一步加强。

一是持续深化煤电灵活性改造。随着新能源加速发展和用电特性变化,煤电将由传统的提供电力、电量的主体电源,逐步转变为提供可靠容量、电量和灵活性调节型电源。对煤电来讲,装机容量的概念将会逐步弱化,我们更应该关注的是发电量及其占比,预计2030年我国煤电装机约13亿千瓦,发电量占比将低于50%,利用小时低至4000小时以下。目前,应分地区、分机组容量有序实施煤电机组灵活性改造。对于清洁可再生能源消纳困难的“三北”地区、核电出力受限的广西、福建等省(区),30万千瓦及以下、部分60万千瓦煤电机组可以进行灵活性改造,100万千瓦、部分60万千瓦机组作为基荷电源,以便更好地发挥大容量、高参数机组能效作用。

二是持续加快清洁能源发展。坚持集中式和分布式并举,继续加快清洁能源开发,争取到2035年,风电、光伏装机均达到6.0亿千瓦,水电装机达到4.8亿千瓦。要进一步明确核电的基础能源地位,核电能量密度高,出力稳定,能有效地替代煤电装机,我国目前核电装机容量4699万千瓦,据中电联测算,2035年需达到2亿千瓦。

三是持续加强电力行业应对气候变化工作。进一步明确电力行业二氧化碳排放硬约束,通过碳约束倒逼电力结构优化,改善发电结构,提高发电效率,挖掘减排空间,促进电力低碳发展。要建立健全碳交易市场,促使企业的生产者、经营者进一步提高企业低碳发展认识,优化电力企业建设、生产和经营活动,提高低碳发展水平,促进电力行业实现低成本减碳。要加强电力企业参与碳市场后碳管控能力建设,提高电力企业管理水平。

安全应与时俱进常抓不懈
风电、太阳能发电等新能源大规模集中并网,对电网的适应性和调频调压能力提出了更高要求。分布式电源、微电网、智能用电、电动汽车、储能的快速发展,特别是电动汽车发展迅速,截至2018年年底,中国电动汽车保有量达211万辆,占全球一半。保守预计, 2020年中国电动汽车保有量将达到500万辆,2030年将超过5000万辆。电动汽车及其他储能设施充放电能够起到削峰填谷的作用,但也使配电网从无源网成为有源网,潮流由单向变为双向、多向,电网运行控制更加复杂。

随着5G时代的到来,网络信息安全对电力的重要性更加突出。5G实现了计算与通信的融合,基于大数据人工智能的网络运维,反应速度大大提高,减少了人为的差错,可以增强监控的智能化和网络的安全防御水平。但是,5G的虚拟化和软件定义能力,以及协议的互联网化、开放化也引入了新的安全风险,使网络有可能遭到更多的渗透和攻击。电力系统安全问题应与时俱进、常抓不懈。

首先,要持续提升电网调节能力。推动各级电网协调发展,加快储能电站建设,增强电网动态调节能力,提高清洁能源大规模接入的适应性。强化安全稳定标准,继续完善继电保护、过载切机切负荷稳控装置、低频低压失步解列装置“三道防线”,实现故障监测预警、准确定位、快速隔离、有效处置,抵御严重故障冲击,防范大面积停电风险。

其次,要加快智能电力服务平台建设。推动先进信息通讯技术与电力系统深度融合,加快突破电网友好型新能源发电核心技术、大规模高效储能技术、新一代智能电网技术,构建智能互动、开放共享、经济高效、安全可控的现代电力服务平台,结合大数据、人工智能、物联网等信息技术,以及电气化铁路、电动汽车等交通技术,推动电力光纤通信、车联网、自动驾驶等跨界融合技术不断创新,促进能源、信息、交通“三网融合”。加强泛在电力物联网建设,推动物联网技术在智能电网中的应用,不断提升电网的感知能力、互动水平、运行效率,持续提高能源开发和利用效率。

最后,要加强电力系统安全综合防御。坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”总体原则,持续提升电力二次系统安全防护水平,采用新技术、新装备,强化电力监控体系,提高系统稳定控制能力和灵活调节水平;开展大规模储能设备并网对电力系统稳定性的影响等前瞻性研究,优化电网运行模式;强化电力系统信息安全防控,有效防范“网络攻击”。





在线客服

服务热线

0760-85595888

扫描关注官方微信