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新型電力系統呼喚新型儲能技術(shù)的突破

來(lái)自:原創(chuàng )發(fā)布時(shí)間:2021-09-23

北極星儲能網(wǎng)訊:加快構建以新能源為主體的新型電力系統,是實(shí)現“3060”目標的必然選擇?,F階段,新型電力系統的主要特征是實(shí)現新能源高比例接入,加快信息技術(shù)與能量供給的深度融合,電力傳輸更加高效且富有韌性。依托新型電力系統建設,整合各類(lèi)型能源資源,到碳中和階段,新型電力系統將逐漸發(fā)展為更加柔性、更加開(kāi)放、高度智能的能源互聯(lián)網(wǎng)系統。

(本文來(lái)源:微信公眾號“能源研究俱樂(lè )部”ID:nyqbyj)

作者:袁輝 胡槐生 徐波 孟祥   (中國能建安徽省電力設計院有限公司)


一、新型電力系統是更加柔性和開(kāi)放的能源互聯(lián)網(wǎng)

新型電力系統能夠高效集成各種分布式能源,通過(guò)多傳感、大數據、智能管控等技術(shù),實(shí)現能源實(shí)體與現代信息技術(shù)的融合,優(yōu)化能源生產(chǎn)、輸送和使用;同時(shí)繼續擔當分級分層能源設施的“神經(jīng)”和“骨架”,加速實(shí)現系統智能調度及市場(chǎng)自由交易,促進(jìn)分布式智慧能源計量結算場(chǎng)景落地,逐漸發(fā)展為柔性和開(kāi)放的能源互聯(lián)網(wǎng)。


二、分布式微網(wǎng)成為大電網(wǎng)的重要互補項

新型電力系統豐富了原有的能源互聯(lián)網(wǎng)概念并將其擴展為:既包括遠距離、復雜龐大的能源傳輸系統,如全球、洲際或區域聯(lián)網(wǎng)的能量傳輸共享;也能夠實(shí)現區域能源就近交易,分布式微網(wǎng)成為大電網(wǎng)的重要互補項,電網(wǎng)將形成大量分散+集中的拓撲結構。

跨區送電是全局調配,區域供能是末端深挖,新型電力系統將部分跨區送電(特高壓)轉移到局域用能上,將更加注重能量的就地就近消納。未來(lái)局域智能微網(wǎng)將成為重要的供能形式,和跨區送電方式相互補充、相互支撐。


三、戶(hù)用光伏將是重要的發(fā)展形式

截至2020年底,我國光伏發(fā)電累計裝機2.5億千瓦,其中集中式電站占比68.93%,分布式光伏占比31.07%。與集中式光伏發(fā)電相比,分布式光伏就地消納的輸電成本和損耗較低,加上受土地、環(huán)境等約束更少等特征,新型電力系統中,戶(hù)用光伏將幫助實(shí)現地區可再生能源電量的高比例自給。


四、區塊鏈技術(shù)將在新型電力系統中得到應用

區塊鏈被認為是繼蒸汽機、電力、互聯(lián)網(wǎng)之后真正具有變革潛力的顛覆性技術(shù),助推能源互聯(lián)網(wǎng)升華到2.0形態(tài)。

與傳統技術(shù)相比,區塊鏈具有四大優(yōu)勢:a)采用分布式核算和存儲,系統效率大大提高;b)通過(guò)智能合約共享資源,不依賴(lài)于中間機構的數據備份和信用背書(shū);c)公開(kāi)透明、自動(dòng)執行、強制履約;d)不可篡改,信息添加至區塊鏈即永久封存,無(wú)法在單個(gè)節點(diǎn)修改數據。

區塊鏈的去中心化實(shí)現了電力生產(chǎn)者、售電部門(mén)和消費者的“直連”,將分散的新能源發(fā)電接入現有電網(wǎng),實(shí)現不借助中心結算的點(diǎn)對點(diǎn)直接交易,資源利用更加集約高效?;趨^塊鏈技術(shù)的區域售電將成為智慧能源的重要突破口。

對于電力/能源區塊鏈技術(shù)的研究,目前世界各國基本處于同一起跑線(xiàn),區塊鏈與“互聯(lián)網(wǎng)+”的結合將引發(fā)能源領(lǐng)域新一輪的技術(shù)革命。


五、將形成新的智慧能源商業(yè)模式和生態(tài)

順應電力零售的市場(chǎng)化趨勢,以分布式發(fā)電靈活性交易為切入點(diǎn),電力零售、需求側容量交易和運維、節能等綜合能源服務(wù)都可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)外互聯(lián)網(wǎng)電商平臺實(shí)現,借助供需匹配和智能結算,打造新的智慧能源商業(yè)模式和生態(tài)。

新型智慧能源商業(yè)模式特點(diǎn):a)用戶(hù)和發(fā)電廠(chǎng)實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的電力交易;b)分散決策;c)決策調度:未來(lái)電力調度的客體是大量的分布式能源以及智慧用電負荷,通過(guò)區塊鏈生成調度決策;d)實(shí)現市場(chǎng)競爭的帕累托最優(yōu),資源配置效率較高。

智慧用能還原了能源的商品屬性,建立起競爭、開(kāi)放、有序的供能和用能市場(chǎng),對冷、熱、電等資源進(jìn)行優(yōu)化配置,達到競爭性供需平衡的狀態(tài),大幅提高微網(wǎng)的用能效率和效益。智能控制+新型電力交易將為我國的碳交易、微電網(wǎng)、智慧能源等注入新的生機,推動(dòng)智慧電力/能源生態(tài)形成和能源體制機制重建。


六、企業(yè)節能,用戶(hù)節約,用能更加智能、精確、經(jīng)濟

與傳統能源、電力用能模式相比,區域電力互聯(lián)網(wǎng)系統的電力生產(chǎn)商、配電運營(yíng)商、傳輸運營(yíng)商和供、用能單位,可以直接在各個(gè)層次上進(jìn)行交易,電量結算不再依靠傳統電力結算平臺,個(gè)人或企業(yè)可以直接進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)交易,能源的商品屬性和金融屬性將進(jìn)一步凸顯。

基于分布式賬本和智能化合約的新型電力交易,將在發(fā)電和用電間建立起一種智能連接,利用區塊鏈計算技術(shù),大幅降低交易成本,提升交易效率;實(shí)現用戶(hù)與電源、電網(wǎng)的柔性互動(dòng),用戶(hù)側負荷參與需求側響應;由集中式整體平衡向分散化決策、帕累托最優(yōu)的局部微平衡發(fā)展,將極大提升能源消費供給的柔韌度和透明度,用能更加智能、精確、經(jīng)濟。


七、終端用能將和移動(dòng)互聯(lián)、智能家居進(jìn)一步融合

第四次工業(yè)革命建立在數字感知基礎上,智能傳感器及控制設備將萬(wàn)物緊緊相連,能源商品市場(chǎng)化、供應多樣化、系統分散化及電網(wǎng)智能化將成為越來(lái)越清晰的發(fā)展趨勢。

未來(lái)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)設備的語(yǔ)音交互、體感交互、無(wú)線(xiàn)通信等手段,便可以控制家中用能設備,冷、熱、電、氣等能量通過(guò)能源路由器、競爭性交易平臺進(jìn)行分配重組,實(shí)現信息交互和匹配性用能。


八、可再生能源滲透率更高

2030年之前近十年時(shí)間,是各地新型電力系統、能源物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展、壯大的重要戰略突破期,能源設施逐步實(shí)現互聯(lián)互通,隨著(zhù)智能控制和儲能的突破,能量可被存儲也可隨時(shí)調用,用能選擇性將更廣,光伏等可再生能源在家庭和企業(yè)用能中的占比將有所提高。區域新型電力系統中,可再生能源滲透率的相關(guān)指標都將進(jìn)一步提高。(包括η1=可再生能源發(fā)電裝機容量/電網(wǎng)內峰值負荷,η2=清潔能源發(fā)電量/總用電量等)


九、新型電力系統呼喚新型儲能技術(shù)的突破

未來(lái)發(fā)電設備將逐漸呈現分散化的特征,電網(wǎng)拓撲結構也隨之發(fā)生改變,電化學(xué)儲能、氫能等新型儲能作為產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節,將進(jìn)一步發(fā)揮削峰填谷作用。但目前儲能產(chǎn)品成本還較高,用戶(hù)側儲能盈利手段更多在于峰谷電價(jià)差套利,輔助服務(wù)市場(chǎng)的激勵作用還沒(méi)有體現出來(lái)。新型電力系統建設期待著(zhù)儲能技術(shù)的突破和發(fā)展。

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