“加快發(fā)展智能電網(wǎng)是實現(xiàn)我國工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(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?！苯?，在中國電機工程學(xué)會年會的智能電網(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)容量達到1.37億千瓦，太陽能發(fā)電并網(wǎng)容量達到6304萬千瓦。中國電機工程學(xué)會副理事長兼秘書長謝明亮表示，預(yù)計到2020年中國風(fēng)電并網(wǎng)容量將達到2.1億千瓦，太陽能發(fā)電并網(wǎng)容量將達到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會議指出，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)測評價報告》，2015年棄風(fēng)限電形勢嚴峻，全國棄風(fēng)電量339億千瓦時，同比增加213億千瓦時?！拔覈壳耙呀?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)?；?，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)，重點加強特高壓輸電、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、分布式能源以及能源互聯(lián)網(wǎng)和大容量儲能、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?！敝x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。莫瑋表示，目前及未來較長一段時間，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大規(guī)模西電東送來保障全國用電，這對智能電網(wǎng)建設(shè)提出了遠距離、低損耗的迫切要求。另一方面隨著絲綢之路經(jīng)濟帶、長江經(jīng)濟帶、京津冀一體化，東北振興中西部地區(qū)相關(guān)政策的出臺，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，一個是系統(tǒng)靈活性不足，二是三北地區(qū)電力系統(tǒng)裝機以火電為主，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)機組占比大，熱點聯(lián)產(chǎn)機組以熱定電的運行模式進一步降低了系統(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)、電制熱實現(xiàn)耦合，從而使得兩個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生相互影響，成為了電力和熱力的耦合點。通過這個耦合點，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性，電能易傳輸、難存儲，具有實現(xiàn)大規(guī)模能源資源調(diào)配的平臺優(yōu)勢；熱能難傳輸，易存儲，熱力系統(tǒng)中的熱水、建筑圍護結(jié)構(gòu)和輸配管網(wǎng)都具備一定的天然儲熱特性，在系統(tǒng)中再加入儲能環(huán)節(jié)，時間常數(shù)可達到12到24小時，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，通過對電力熱力協(xié)調(diào)互補能力充分利用，能夠提升電力系統(tǒng)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性的特點，儲能的缺失也成為了電網(wǎng)無法大規(guī)模消納的原因之一。儲能系統(tǒng)能夠幫助可再生能源電站進行調(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構(gòu)啟動儲能“十三五”規(guī)劃課題研究工作，希望在未來能為儲能行業(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)部門對各種儲能技術(shù)都已有長遠規(guī)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(guī)劃》。國家電網(wǎng)也將大規(guī)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(jù)產(chǎn)業(yè)鏈逐步布局。
李泓介紹說，目前我國的儲能領(lǐng)域在基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)、示范項目、產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化都有不同部門設(shè)計。工信部和國家發(fā)改委也正在對一些項目進行產(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能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)意見。
