《新型電力系統100問(wèn)》

作者：國網(wǎng)重慶市電力公司

          清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新研究院

          清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院

出版社：中國電力出版社

出版時(shí)間：2022-11-01

紙張：膠版紙

裝幀：平裝

ISBN：9787519871949

產(chǎn)品特色

“雙碳”目標背景下，率先以新型電力系統命名的問(wèn)答式著(zhù)書(shū)，內容前沿、形式新穎。本書(shū)通過(guò)“通識篇”“技術(shù)篇”“市場(chǎng)篇”“實(shí)踐篇”四個(gè)部分全面介紹新型電力系統，邏輯清晰、思路明確，問(wèn)題緊扣實(shí)際，回答言簡(jiǎn)意賅，是可以服務(wù)于廣大社會(huì )群體的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。

編輯推薦

“雙碳”目標背景下，率先以新型電力系統命名的問(wèn)答式著(zhù)書(shū)，內容前沿、形式新穎。本書(shū)通過(guò)“通識篇”“技術(shù)篇”“市場(chǎng)篇”“實(shí)踐篇”四個(gè)部分全面介紹新型電力系統，邏輯清晰、思路明確，問(wèn)題緊扣實(shí)際，回答言簡(jiǎn)意賅，是可以服務(wù)于廣大社會(huì )群體的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。

內容簡(jiǎn)介

《新型電力系統100問(wèn)》緊密?chē)@國家“雙碳”目標和能源轉型發(fā)展戰略，以新型電力系統建設為主題，遵循理論與實(shí)踐相結合的原則，通過(guò)問(wèn)答形式介紹新型電力系統建設的背景、技術(shù)及案例等內容。

《新型電力系統100問(wèn)》設通識篇、技術(shù)篇、市場(chǎng)篇和實(shí)踐篇四篇，分別介紹新型電力系統建設理念和內涵演變，電源、電網(wǎng)、負荷、儲能、數字智能類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)，電力市場(chǎng)和碳交易市場(chǎng)發(fā)展趨勢，以及國內新型電力系統建設典型案例。

《新型電力系統100問(wèn)》可供政府能源主管部門(mén)、電力系統相關(guān)企業(yè)和科研院所等工程技術(shù)人員、管理人員閱讀使用，也可作為新型電力系統相關(guān)從業(yè)者的自學(xué)和培訓教材。

作者簡(jiǎn)介

國網(wǎng)重慶市電力公司于1997年6月6日隨重慶市直轄成立，是國家電網(wǎng)有限公司的全資子公司，負責重慶電網(wǎng)規劃建設、運行管理、電力銷(xiāo)售和供電服務(wù)工作。經(jīng)營(yíng)區域覆蓋全市38個(gè)區縣，供電面積7.9萬(wàn)平方公里，服務(wù)人口約3000萬(wàn)人，用電客戶(hù)1734.3萬(wàn)戶(hù)。本部設22個(gè)部門(mén)，下設二級單位43個(gè)，其中供電公司31個(gè)，業(yè)務(wù)支撐和實(shí)施機構12個(gè)，管理各類(lèi)員工約3.1萬(wàn)人。截至2021年底，重慶電網(wǎng)擁有220千伏及以上變電容量7790.4萬(wàn)千伏安，220千伏及以上線(xiàn)路長(cháng)度12406.7千米。售電量1049.6億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)14.6%;營(yíng)業(yè)收入554.7億元，同比增長(cháng)18.1%;資產(chǎn)總額782.6億元，同比增長(cháng)7.31%。

為響應國家"能源革命"和"互聯(lián)網(wǎng)+"行動(dòng)號召，全方位推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)戰略、模式、 技術(shù)、裝備和標準的前沿研究和產(chǎn)業(yè)與人才培 育，清華大學(xué)戰略部署了清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)研究院)和清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院。在國家能源局的大力支持下，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新研究院于2015年4月在北京正式掛牌成立，成為國內首s家能源互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)研究機構。

清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院是清華大學(xué)與四川省政府為了響應國家“能源革命”新思路、服務(wù)四川省創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略、推動(dòng)天府新區產(chǎn)業(yè)發(fā)展所共同建立的高層次科研事業(yè)單位。研究院以推動(dòng)我國能源互聯(lián)網(wǎng)科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標，充分吸納國內外能源相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢科技力量，大力推動(dòng)學(xué)科交叉融合，開(kāi)展能源互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)及轉化研究，發(fā)展成為能源互聯(lián)網(wǎng)新型業(yè)態(tài)的科技轉化中心、產(chǎn)業(yè)孵化基地和人才匯聚平臺。

精彩書(shū)摘

2)新型靈活性平衡體系亟待構建。對于新型電力系統，一方面不僅需要保障電力電量平衡，還需要具備充裕的靈活調節性以應對新能源發(fā)電的強隨機性與波動(dòng)性;另一方面受限于我國資源稟賦特征，現有電力系統結構形態(tài)與平衡機制難以支撐更高比例的新能源并網(wǎng)消納，亟需構建適應新型電力系統的靈活性平衡體系。

3)電力調度機制強調“低碳性”。新型電力系統引入了低碳目標，而目前的調度策略以公平、經(jīng)濟、節能為目標，均未考慮對于各類(lèi)低碳電源的調度問(wèn)題。因此，需要計及經(jīng)濟-安全-綠色的綜合效益和源網(wǎng)荷儲各環(huán)節的低碳要素，構建新型、科學(xué)、高效的“低碳電力調度”方式。

(2)復雜安全機理。

1)電網(wǎng)運行難度增加，更難保障電力供應。一方面，在全球氣候變化、可再生能源大規模開(kāi)發(fā)背景下，新能源資源稟賦長(cháng)期演化過(guò)程存在不確定性，給資源稟賦評估和規劃帶來(lái)重大挑戰;同時(shí)風(fēng)光發(fā)電“靠天吃飯”特征愈發(fā)明顯，電力支撐能力不足，影響供電可靠性——尤其是隨著(zhù)全球變暖、氣候異常加劇，極端天氣事件頻發(fā)、強發(fā)，風(fēng)光發(fā)電出力極不穩定甚至停機，加大了電網(wǎng)供需失衡風(fēng)險，推高供電保障成本。另一方面，新型電力系統中電網(wǎng)不僅承擔電能傳輸的作用，而且將更多地承擔電能互濟、備用共享的職能——電動(dòng)汽車(chē)、分布式儲能、需求響應在需求側不斷普及，形成電力產(chǎn)消者，局部配電網(wǎng)將會(huì )發(fā)生潮流反轉，向主網(wǎng)倒送功率，使得電網(wǎng)安全運行分析進(jìn)一步復雜化。

2)電力系統安全穩定風(fēng)險增大。風(fēng)光發(fā)電大規模替代常規機組將使系統總體有效慣量減小，抗擾動(dòng)能力降低，電網(wǎng)承受較大潮流波動(dòng)壓力，頻率控制難度加大;電壓調節能力下降，高比例新能源接入地區的電壓控制困難，高比例受電地區的動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力不足;風(fēng)光發(fā)電機組具有電力電子裝備普遍存在的脆弱性，面對頻率、電壓波動(dòng)容易大規模脫網(wǎng)，引發(fā)嚴重的連鎖故障，導致大面積停電的風(fēng)險增加;同步電源占比下降、電力電子設備支撐能力不足導致寬頻振蕩;新能源的控制方式與電力電子設備的電磁暫態(tài)過(guò)程對同步電機轉子運動(dòng)產(chǎn)生深刻影響，功角穩定問(wèn)題更為復雜，電力系統呈現多失穩模式耦合的復雜特性。

3)新型系統控制理論尚未建成。隨著(zhù)新能源占比的不斷提高，新能源通過(guò)電力電子設備并網(wǎng)，電網(wǎng)呈現交直流混聯(lián)態(tài)勢，涌現多樣化的電力電子接口新型負荷與儲能設備，新型電力系統的源網(wǎng)荷儲全環(huán)節都將呈現高度電力電子化的趨勢——“雙高”使其暫態(tài)特性與電壓穩定難以用經(jīng)典理論解釋與分析。此外，新型電力系統中電力電子裝置具有海量、碎片化、分布式的并網(wǎng)特點(diǎn)，但同時(shí)具有快速響應能力，控制策略多樣化，迫切需要構建適應高比例電力電子化形態(tài)的電力系統穩定分析新理論與協(xié)同控制新技術(shù)。

(3)成本疏導機制。

1)能源主體利益及價(jià)格機制尚未完善。新能源成為主體，將改變傳統發(fā)電市場(chǎng)格局。一方面，新型電力系統的新能源占比較高，新能源普遍具有近零的低運行成本，導致電力系統具有低邊際成本的特點(diǎn);同時(shí)由于新能源存在間歇性與不確定性的特點(diǎn)，需要更高的調頻、備用、容量等需求，導致電力系統具有更高的系統成本特性。另一方面，現有90%的在運煤電裝機容量投產(chǎn)不滿(mǎn)20年，新能源的規?；⒕W(wǎng)將導致煤電、氣電等化石能源發(fā)電利用效率降低，亟需研究完善傳統發(fā)電企業(yè)提供電力輔助服務(wù)的成本回收機制和盈利模式。

2)用能總成本提升。海上風(fēng)電、光熱等發(fā)電成本目前仍較高，新能源接入及跨區調劑需要加大電網(wǎng)投資，還需配套相當規模的調節性電源和兜底保障電源，國內外研究表明，新能源電量滲透率超過(guò)15%以后，系統成本將進(jìn)入快速增長(cháng)的臨界點(diǎn)，未來(lái)新能源場(chǎng)站成本下降很難完全對沖消納新能源所引起的系統成本上升，系統成本顯著(zhù)增加且疏導困難，必然影響全社會(huì )用能成本。

3)電力市場(chǎng)建設有待深入。目前的市場(chǎng)建設仍存在諸多問(wèn)題：①跨區跨省交易機制尚不完善，省間省內市場(chǎng)銜接差，難以充分消納新能源，電力資源優(yōu)化的范圍較小;②缺乏適應新型電力系統轉型和新型市場(chǎng)主體的市場(chǎng)機制，新型市場(chǎng)主體參與度低，電力資源優(yōu)化的廣度有限;③缺乏支持源網(wǎng)荷儲互動(dòng)的市場(chǎng)機制，新型電力系統各環(huán)節中的多種市場(chǎng)主體難以靈活參與市場(chǎng)，電力資源優(yōu)化的深度不足。

前言/序言

2020年9月，習近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論上宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和。”2021年3月，習近平總書(shū)記在中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議上提出構建新型電力系統的戰略，指出“要著(zhù)力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革”，為我國能源電力發(fā)展指明了前進(jìn)方向、提供了根本遵循。

新型電力系統是以確保能源電力安全為基本前提，以清潔能源為供給主體，以綠電消費為主要目標，以電網(wǎng)為樞紐平臺，以源網(wǎng)荷儲互動(dòng)及多能互補為支撐，具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)基本特征的電力系統。構建新型電力系統，在新能源安全可靠的替代基礎上，推動(dòng)電力脫碳和能源清潔轉型，是實(shí)現碳達峰、碳中和目標的必由之路。

為宣傳普及新型電力系統建設背景、核心理念和關(guān)鍵技術(shù)，指導具體建設實(shí)踐，國網(wǎng)重慶市電力公司聯(lián)合清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新研究院、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院編寫(xiě)了《新型電力系統100問(wèn)》。全書(shū)設置通識篇、技術(shù)篇、市場(chǎng)篇、實(shí)踐篇四篇，通過(guò)一問(wèn)一答的形式，深入細致地講解新型電力系統相關(guān)知識，剖析典型實(shí)踐案例，解構未來(lái)發(fā)展方向。

希望本書(shū)能夠有效凝聚社會(huì )共識，為不同專(zhuān)業(yè)、不同崗位的讀者在新型電力系統建設中提供有益指導和思路啟發(fā)，助力“雙碳”目標的實(shí)現。

本書(shū)編著(zhù)歷經(jīng)數月、幾易其稿，但限于編者水平，難免會(huì )存在疏漏或不足之處，懇請廣大讀者諒解并批評指正。