“加快發(fā)展智能電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的客觀需求。近年來全球大規(guī)?？稍偕茉囱b機(jī)容量不斷增長，而我國增速最快，這些可再生能源都要依靠智能電網(wǎng)來消納，目前迫切需要加快智能電網(wǎng)發(fā)展。”近日，在中國電機(jī)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。數(shù)據(jù)顯示，截至2016年6月底，中國風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)到1.37億千瓦，太陽能發(fā)電并網(wǎng)容量達(dá)到6304萬千瓦。中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)副理事長兼秘書長謝明亮表示，預(yù)計(jì)到2020年中國風(fēng)電并網(wǎng)容量將達(dá)到2.1億千瓦，太陽能發(fā)電并網(wǎng)容量將達(dá)到1.1億千瓦。
智能電網(wǎng)助推可再生能源大規(guī)模消納
日前召開的國家能源委員會(huì)會(huì)議指出，要集中力量在可再生能源開發(fā)利用特別是新能源并網(wǎng)技術(shù)和儲(chǔ)能、微網(wǎng)技術(shù)上取得突破，全面建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，提升電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)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，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(jù)國家能源局公布的《2015年度全國可再生能源電力發(fā)展監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)報(bào)告》，2015年棄風(fēng)限電形勢(shì)嚴(yán)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?guī)模化利用，最終要靠智能電網(wǎng)、合理規(guī)劃來解決。”國家能源局監(jiān)管總監(jiān)李冶坦言。
《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確指出，要發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)，重點(diǎn)加強(qiáng)特高壓輸電、柔性輸電、大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)與消納、電網(wǎng)與用戶互動(dòng)、分布式能源以及能源互聯(lián)網(wǎng)和大容量儲(chǔ)能、能源微網(wǎng)等技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。
“在新能源應(yīng)用領(lǐng)域，智能電網(wǎng)建設(shè)要重點(diǎn)突破清潔能源大規(guī)模并網(wǎng)及高效利用、新能源發(fā)電調(diào)度運(yùn)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(fèi)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(jié)構(gòu)調(diào)整的趨勢(shì)。莫瑋表示，目前及未來較長一段時(shí)間，我國工業(yè)布局仍然以長三角、珠三角等東部沿海為主，沿海十二個(gè)省份電力消費(fèi)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大規(guī)模西電東送來保障全國用電，這對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)提出了遠(yuǎn)距離、低損耗的迫切要求。另一方面隨著絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶、長江經(jīng)濟(jì)帶、京津冀一體化，東北振興中西部地區(qū)相關(guān)政策的出臺(tái)，承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，我國迫切需要智能電網(wǎng)同步規(guī)劃和配套建設(shè)。
電熱聯(lián)合突破可再生能源消納瓶頸
記者了解到，目前導(dǎo)致我國三北地區(qū)棄風(fēng)棄光的因素主要有三個(gè)，一個(gè)是系統(tǒng)靈活性不足，二是三北地區(qū)電力系統(tǒng)裝機(jī)以火電為主，調(diào)節(jié)能力偏弱。三是三北地區(qū)供熱期長，系統(tǒng)中熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組占比大，熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)機(jī)組以熱定電的運(yùn)行模式進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的調(diào)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(tǒng)通過熱電聯(lián)產(chǎn)、電制熱實(shí)現(xiàn)耦合，從而使得兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生相互影響，成為了電力和熱力的耦合點(diǎn)。通過這個(gè)耦合點(diǎn)，電力系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)發(fā)生了關(guān)聯(lián)性。
電力系統(tǒng)與熱力系統(tǒng)的結(jié)合究竟將如何提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性?據(jù)閔勇介紹，電力系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)物理特性天然具有互補(bǔ)性，電能易傳輸、難存儲(chǔ)，具有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模能源資源調(diào)配的平臺(tái)優(yōu)勢(shì);熱能難傳輸，易存儲(chǔ)，熱力系統(tǒng)中的熱水、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和輸配管網(wǎng)都具備一定的天然儲(chǔ)熱特性，在系統(tǒng)中再加入儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，時(shí)間常數(shù)可達(dá)到12到24小時(shí)，能夠滿足電力系統(tǒng)日調(diào)節(jié)的需求。電熱聯(lián)合系統(tǒng)中控制手段更多，調(diào)整空間更大，通過對(duì)電力熱力協(xié)調(diào)互補(bǔ)能力充分利用，能夠提升電力系統(tǒng)運(yùn)行控制靈活性。
儲(chǔ)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(chǔ)能的缺失也成為了電網(wǎng)無法大規(guī)模消納的原因之一。儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠幫助可再生能源電站進(jìn)行調(diào)峰和平穩(wěn)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(jī)構(gòu)啟動(dòng)儲(chǔ)能“十三五”規(guī)劃課題研究工作，希望在未來能為儲(chǔ)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)正在深刻的影響著人類的發(fā)展，這些都離不開先進(jìn)的儲(chǔ)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)部門對(duì)各種儲(chǔ)能技術(shù)都已有長遠(yuǎn)規(guī)劃，我國也逐漸認(rèn)識(shí)到了儲(chǔ)能的重要性，在今年年初，儲(chǔ)能領(lǐng)域被列入了《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》。國家電網(wǎng)也將大規(guī)模儲(chǔ)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(jù)產(chǎn)業(yè)鏈逐步布局。
李泓介紹說，目前我國的儲(chǔ)能領(lǐng)域在基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)、示范項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化都有不同部門設(shè)計(jì)。工信部和國家發(fā)改委也正在對(duì)一些項(xiàng)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儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見。
