智能電網(wǎng)助推可再生能源消納

“加快發(fā)展智能電網(wǎng)是實(shí)現我國工業(yè)轉型升級，實(shí)現節能減排的客觀(guān)需求。近年來(lái)全球大規?？稍偕茉囱b機容量不斷增長(cháng)，而我國增速最快，這些可再生能源都要依靠智能電網(wǎng)來(lái)消納，目前迫切需要加快智能電網(wǎng)發(fā)展。”近日，在中國電機工程學(xué)會(huì )年會(huì )的智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備論壇上，工業(yè)和信息化部黨組成員、辦公廳主任莫瑋如是說(shuō)。數據顯示，截至2016年6月底，中國風(fēng)電并網(wǎng)容量達到1.37億千瓦，太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)容量達到6304萬(wàn)千瓦。中國電機工程學(xué)會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)謝明亮表示，預計到2020年中國風(fēng)電并網(wǎng)容量將達到2.1億千瓦，太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)容量將達到1.1億千瓦。

日前召開(kāi)的國家能源委員會(huì )會(huì )議指出，要集中力量在可再生能源開(kāi)發(fā)利用特別是新能源并網(wǎng)技術(shù)和儲能、微網(wǎng)技術(shù)上取得突破，全面建設“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，提升電網(wǎng)系統調節能力，增加新能源消納能力。

工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心主任王偉在上述論壇表示，近年來(lái)，我國智能電網(wǎng)發(fā)展取得了舉世矚目的成就，特高壓交直流輸電、柔性直流輸電、靈活交流輸電等技術(shù)打破了國外壟斷；大電網(wǎng)安全控制、可再生能源并網(wǎng)、分布式電源接入等方面位居國際前列。

據國家能源局公布的《2015年度全國可再生能源電力發(fā)展監測評價(jià)報告》，2015年棄風(fēng)限電形勢嚴峻，全國棄風(fēng)電量339億千瓦時(shí)，同比增加213億千瓦時(shí)。“我國目前已經(jīng)是全球第一風(fēng)電大國，但是風(fēng)電發(fā)電量還小于美國和德國?？稍偕茉匆幠；?，最終要靠智能電網(wǎng)、合理規劃來(lái)解決。”國家能源局監管總監李冶坦言。

《“十三五”國家科技創(chuàng )新規劃》明確指出，要發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)，重點(diǎn)加強特高壓輸電、柔性輸電、大規?？稍偕茉床⒕W(wǎng)與消納、電網(wǎng)與用戶(hù)互動(dòng)、分布式能源以及能源互聯(lián)網(wǎng)和大容量?jì)δ?、能源微網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)及應用。

“在新能源應用領(lǐng)域，智能電網(wǎng)建設要重點(diǎn)突破清潔能源大規模并網(wǎng)及高效利用、新能源發(fā)電調度運行與智能控制、大容量海上風(fēng)電并網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)，大幅提升清潔能源消費比重，最大限度地發(fā)揮出智能電網(wǎng)的整體效益。”謝明亮指出。

除此之外，智能電網(wǎng)的發(fā)展也要關(guān)注到工業(yè)領(lǐng)域，結構調整的趨勢。莫瑋表示，目前及未來(lái)較長(cháng)一段時(shí)間，我國工業(yè)布局仍然以長(cháng)三角、珠三角等東部沿海為主，沿海十二個(gè)省份電力消費量占全國比重的50%左右，但是，76%的煤炭資源和90%的陸地風(fēng)能資源主要分布在西部的省份，能源資源和用電需求在空間分布上的差異決定了我國必須通過(guò)大規模西電東送來(lái)保障全國用電，這對智能電網(wǎng)建設提出了遠距離、低損耗的迫切要求。另一方面隨著(zhù)絲綢之路經(jīng)濟帶、長(cháng)江經(jīng)濟帶、京津冀一體化，東北振興中西部地區相關(guān)政策的出臺，承接產(chǎn)業(yè)轉移，我國迫切需要智能電網(wǎng)同步規劃和配套建設。

電熱聯(lián)合突破可再生能源消納瓶頸

記者了解到，目前導致我國三北地區棄風(fēng)棄光的因素主要有三個(gè)，一個(gè)是系統靈活性不足，二是三北地區電力系統裝機以火電為主，調節能力偏弱。三是三北地區供熱期長(cháng)，系統中熱電聯(lián)產(chǎn)機組占比大，熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)機組以熱定電的運行模式進(jìn)一步降低了系統的調峰期。

清華大學(xué)教授閔勇在上述論壇上指出，電熱聯(lián)合系統通過(guò)熱電聯(lián)產(chǎn)、電制熱實(shí)現耦合，從而使得兩個(gè)系統的運行產(chǎn)生相互影響，成為了電力和熱力的耦合點(diǎn)。通過(guò)這個(gè)耦合點(diǎn)，電力系統和熱力系統發(fā)生了關(guān)聯(lián)性。

電力系統與熱力系統的結合究竟將如何提升電力系統運行的靈活性？據閔勇介紹，電力系統和熱力系統物理特性天然具有互補性，電能易傳輸、難存儲，具有實(shí)現大規模能源資源調配的平臺優(yōu)勢；熱能難傳輸，易存儲，熱力系統中的熱水、建筑圍護結構和輸配管網(wǎng)都具備一定的天然儲熱特性，在系統中再加入儲能環(huán)節，時(shí)間常數可達到12到24小時(shí)，能夠滿(mǎn)足電力系統日調節的需求。電熱聯(lián)合系統中控制手段更多，調整空間更大，通過(guò)對電力熱力協(xié)調互補能力充分利用，能夠提升電力系統運行控制靈活性。

儲能技術(shù)重要性逐漸凸顯

由于可再生能源具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，儲能的缺失也成為了電網(wǎng)無(wú)法大規模消納的原因之一。儲能系統能夠幫助可再生能源電站進(jìn)行調峰和平穩輸出，在不增加電網(wǎng)容量的情況下提升可再生能源的消納能力。

2015年，國家能源局委托部分研究機構啟動(dòng)儲能“十三五”規劃課題研究工作，希望在未來(lái)能為儲能行業(yè)的發(fā)展提供較為明確的政策指引和支持。事實(shí)上，智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)正在深刻的影響著(zhù)人類(lèi)的發(fā)展，這些都離不開(kāi)先進(jìn)的儲能技術(shù)。

中科院物理所研究員李泓在上述論壇表示，在國際上，日本、美國相關(guān)部門(mén)對各種儲能技術(shù)都已有長(cháng)遠規劃，我國也逐漸認識到了儲能的重要性，在今年年初，儲能領(lǐng)域被列入了《“十三五”國家科技創(chuàng )新規劃》。國家電網(wǎng)也將大規模儲能技術(shù)融入到了集成到電網(wǎng)管理以及后期清潔利用，正在根據產(chǎn)業(yè)鏈逐步布局。

李泓介紹說(shuō)，目前我國的儲能領(lǐng)域在基礎研究、關(guān)鍵技術(shù)、示范項目、產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化都有不同部門(mén)設計。工信部和國家發(fā)改委也正在對一些項目進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。在政策層面，國家發(fā)改委和能源局也正在編寫(xiě)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導意見(jiàn)。