劉吉臻：新型電力系統(tǒng)提速建設(shè)正當(dāng)時(shí)

氣候變化已成為當(dāng)今全球性的非傳統(tǒng)安全問(wèn)題，面對(duì)挑戰(zhàn)，全球能源結(jié)構(gòu)正在加速調(diào)整，我國(guó)務(wù)實(shí)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源政策調(diào)整，為電力低碳轉(zhuǎn)型奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

近日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《行動(dòng)方案》）。聚焦近期新型電力系統(tǒng)建設(shè)亟待突破的關(guān)鍵領(lǐng)域，選取典型性、代表性的方向開(kāi)展探索，以“小切口”解決“大問(wèn)題”，重點(diǎn)部署開(kāi)展九項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)取得實(shí)效。

我國(guó)發(fā)電廠自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)家、中國(guó)工程院院士、華北電力大學(xué)教授、新能源電力系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉吉臻接受本刊記者專(zhuān)訪(fǎng)，解讀《行動(dòng)方案》背后的頂層設(shè)計(jì)和重大布局，分析關(guān)鍵環(huán)節(jié)為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)提供的有力支撐。

提升系統(tǒng)性能見(jiàn)證好“風(fēng)光”

目前，風(fēng)電在電力規(guī)劃中參與平衡的比例較低，負(fù)荷晚高峰時(shí)段光伏參與平衡的比例基本為零，新能源可靠出力水平亟待提升。為提升新能源系統(tǒng)友好性能、創(chuàng)新風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)及源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同發(fā)展模式，《行動(dòng)方案》提出著力打造一批系統(tǒng)友好型新能源電站，實(shí)現(xiàn)新能源置信出力提升至10%以上；探索實(shí)施一批算力與電力協(xié)同項(xiàng)目，提高數(shù)據(jù)中心綠電占比；因地制宜建設(shè)一批智能微電網(wǎng)項(xiàng)目，提升新能源發(fā)電自發(fā)自用比例。

在劉吉臻看來(lái)，推動(dòng)提升新能源系統(tǒng)友好性能，是加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型需要的必然選擇。有助于推進(jìn)大型新能源基地、調(diào)節(jié)支撐電源和外送通道開(kāi)發(fā)建設(shè)，保障外送電力的連續(xù)性和穩(wěn)定性。也有利于緩解系統(tǒng)高峰缺電時(shí)段的電力供應(yīng)保障問(wèn)題，提高新能源可靠出力水平，更好發(fā)揮新能源在能源保供增供方面的作用。

隨著大模型技術(shù)引發(fā)人工智能算力需求爆發(fā)式增長(zhǎng)以及能源革命的不斷深化，對(duì)能源管理、智能電網(wǎng)、智能調(diào)度、電力交易等領(lǐng)域提出了更穩(wěn)定的電力供應(yīng)、更強(qiáng)大的算力支撐以及更智能化的需求。“智算+新能源”融合發(fā)展成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必然要求。

在算力電力協(xié)同規(guī)劃運(yùn)行方面，《行動(dòng)方案》提出統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心需求和電網(wǎng)資源，提前規(guī)劃布局算力與電力協(xié)同項(xiàng)目，為數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展提供了重要參考。數(shù)據(jù)中心作為國(guó)家節(jié)能降碳管控重點(diǎn)，是落實(shí)“雙碳”目標(biāo)和碳排放雙控要求的重要環(huán)節(jié)。為實(shí)現(xiàn)算力與電力協(xié)同發(fā)展，劉吉臻認(rèn)為需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心時(shí)間、空間分布特性以及用電結(jié)構(gòu)變化規(guī)律分析，超前研判數(shù)據(jù)中心參與源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、新能源直供電方式，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心通過(guò)電力市場(chǎng)提升綠電占比。

智能微電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的先進(jìn)技術(shù)手段，是支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要電網(wǎng)形態(tài)?！缎袆?dòng)方案》提出建設(shè)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目，劉吉臻認(rèn)為鼓勵(lì)各地結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景，因地制宜建設(shè)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目，為智能微電網(wǎng)發(fā)展提供了重要參考。發(fā)展建設(shè)智能微電網(wǎng)，需要統(tǒng)籌好能源安全和綠色低碳轉(zhuǎn)型兩方面因素，提升偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電可靠水平，促進(jìn)智能微電網(wǎng)與大電網(wǎng)友好互動(dòng)。

綠色“壓艙石”底色更鮮明

劉吉臻在采訪(fǎng)中表示，多能源互補(bǔ)是平抑新能源電力隨機(jī)波動(dòng)性的有效手段，當(dāng)前我國(guó)能源結(jié)構(gòu)決定了中國(guó)新能源電力的規(guī)模化發(fā)展主要依賴(lài)于火電機(jī)組的快速深度調(diào)峰，火電靈活性調(diào)峰成為降低棄風(fēng)棄光率的最現(xiàn)實(shí)且有效手段。在新能源、儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步和成本降低之前，依然要利用清潔高效的火電發(fā)揮“壓艙石”作用。應(yīng)積極擁抱信息化、數(shù)字化、智能化等先進(jìn)技術(shù)以提升能源效率，近年來(lái)全國(guó)已有95%以上燃煤機(jī)組通過(guò)超低排放達(dá)到和燃?xì)獍l(fā)電相當(dāng)?shù)那鍧嵍?，超過(guò)3億千瓦的燃煤機(jī)組進(jìn)行了靈活性改造，成為靈活調(diào)節(jié)的支撐手段。

針對(duì)新型電力系統(tǒng)對(duì)煤電加快轉(zhuǎn)型升級(jí)的要求，《行動(dòng)方案》以清潔低碳、高效調(diào)節(jié)、快速變負(fù)荷、啟停調(diào)峰為主線(xiàn)任務(wù)，開(kāi)展新一代煤電試驗(yàn)示范；應(yīng)用零碳或低碳燃料摻燒、碳捕集利用與封存等低碳煤電技術(shù)路線(xiàn)，促進(jìn)煤電碳排放水平大幅下降；推動(dòng)新一代煤電標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，重點(diǎn)完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型標(biāo)準(zhǔn)體系。

截至2023年底，我國(guó)煤電裝機(jī)容量約11.7億千瓦，占全國(guó)電力總裝機(jī)的40%，發(fā)電用煤約占全國(guó)煤炭消費(fèi)總量的60%，碳排放量約占全國(guó)碳排放總量的40%。劉吉臻認(rèn)為《行動(dòng)方案》提出生物質(zhì)摻燒、綠氨摻燒、碳捕集利用與封存等三種煤電低碳化改造建設(shè)方式，通過(guò)持續(xù)改造升級(jí)，推動(dòng)煤電碳排放達(dá)到氣電水平，有助于減少煤炭使用和碳排放，是推進(jìn)煤炭清潔高效利用、加速構(gòu)建新型能源體系的必然要求，也是提升煤電行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵舉措。

“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)

新型電力系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，需要源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)統(tǒng)籌推進(jìn)、電力行業(yè)各方面協(xié)同配合。

在電網(wǎng)側(cè)，針對(duì)新型電力系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)在電力保供和轉(zhuǎn)型方面的新要求，《行動(dòng)方案》提出配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)。組織編制建設(shè)改造實(shí)施方案，健全配電網(wǎng)全過(guò)程管理，制定修訂一批配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，建立配電網(wǎng)發(fā)展指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)與源、荷、儲(chǔ)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

在需求側(cè)，針對(duì)新型電力系統(tǒng)供需協(xié)同、靈活智能的建設(shè)要求，《行動(dòng)方案》提出需求側(cè)協(xié)同能力提升行動(dòng)。開(kāi)展典型地區(qū)高比例需求側(cè)響應(yīng)，充分激發(fā)需求側(cè)響應(yīng)活力，典型地區(qū)需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大用電負(fù)荷的5%或以上，具備條件的典型地區(qū)需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到最大用電負(fù)荷的10%左右；利用源荷儲(chǔ)資源建設(shè)一批虛擬電廠，建立健全標(biāo)準(zhǔn)體系，完善相關(guān)規(guī)則，提升電力保供和新能源就地消納能力。

在儲(chǔ)能側(cè)，針對(duì)新型電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力需求持續(xù)增長(zhǎng)的實(shí)際，在用好常規(guī)調(diào)節(jié)措施的基礎(chǔ)上，《行動(dòng)方案》提出電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力優(yōu)化行動(dòng)。充分發(fā)揮新型儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力，通過(guò)建設(shè)一批共享儲(chǔ)能電站、探索應(yīng)用一批新型儲(chǔ)能技術(shù)，加快實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用，同步完善調(diào)用和市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制。

此前，劉吉臻思考構(gòu)建新型電力系統(tǒng)發(fā)展模式，凝練出新型電力系統(tǒng)的基本特征——“多源互補(bǔ)、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動(dòng)、靈活智能”。

所謂多源互補(bǔ)，新能源發(fā)電逐漸成為電量供應(yīng)主體，煤電將向兜底保供、靈活調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)變，煤電與新能源進(jìn)行深度融合，“風(fēng)光水火儲(chǔ)氫”一體化發(fā)展局面逐漸清晰，大型清潔能源基地與分布式新能源電力共存的并行推進(jìn)策略逐步形成。

關(guān)于源網(wǎng)協(xié)同，高比例風(fēng)光新能源電力使得電源側(cè)電力電子化、弱慣量支撐等特點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)，在有功/無(wú)功調(diào)度、頻率/電壓支撐等方面為現(xiàn)有電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)顯著威脅。研發(fā)電壓源性逆變器，研制構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站，充分利用飛輪、鋰電、超級(jí)電容等混合儲(chǔ)能方式，發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型源網(wǎng)協(xié)同與安全防御控制，對(duì)提升新能源電力電網(wǎng)友好性、保障電力系統(tǒng)安全可起到“護(hù)城河”作用。

關(guān)于供需互動(dòng)，劉吉臻認(rèn)為大力推進(jìn)新型用電方式和電能替代，合理執(zhí)行電力市場(chǎng)交易及分時(shí)電價(jià)政策，引入多容量、多類(lèi)型用戶(hù)儲(chǔ)能方式，有序利用可平抑負(fù)荷資源并深度挖掘工業(yè)生產(chǎn)與用戶(hù)消費(fèi)等需求響應(yīng)潛力，構(gòu)建電力負(fù)荷需求管理機(jī)制，促進(jìn)供需互動(dòng)納入“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”一體化管控，對(duì)新型電力系統(tǒng)節(jié)能降耗可起到“助推器”作用。

在靈活智能方面，劉吉臻談到隨著大量新型主體接入，電力系統(tǒng)可控對(duì)象從以源為主擴(kuò)展到源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)，控制規(guī)模呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，調(diào)控方式需從傳統(tǒng)的“源隨荷動(dòng)”向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)融合互動(dòng)”轉(zhuǎn)變，調(diào)控技術(shù)手段和智能化水平亟待升級(jí)。為優(yōu)化完善適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)，此次《行動(dòng)方案》提出智慧化調(diào)度體系建設(shè)行動(dòng)，加強(qiáng)智慧化調(diào)度體系總體設(shè)計(jì)，著力創(chuàng)新新型有源配電網(wǎng)調(diào)度模式。

在劉吉臻看來(lái)，當(dāng)前需要對(duì)儲(chǔ)能樹(shù)立清醒認(rèn)識(shí)，新型儲(chǔ)能暫未發(fā)揮顯著作用。在電源側(cè)，未來(lái)應(yīng)聚焦儲(chǔ)能促進(jìn)新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)和消納的能力。一方面促進(jìn)新能源本地消納，在新能源富集地區(qū)通過(guò)建設(shè)系統(tǒng)友好型新能源電站、新能源場(chǎng)站配儲(chǔ)能、共享儲(chǔ)能等形式，平滑輸出功率、減少新能源棄電、保障新能源高效消納利用。另一方面，支撐大規(guī)模新能源外送，對(duì)“沙戈荒”大型新能源基地，提升外送通道利用率和通道可再生能源電量占比。在電網(wǎng)側(cè)，提高儲(chǔ)能支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，支撐電力保供、提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、應(yīng)急備用、延緩輸配電設(shè)備投資、提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定水平的能力。在負(fù)荷側(cè)，發(fā)揮儲(chǔ)能保障用戶(hù)靈活高效用電的效能。

把能源飯碗端牢在中國(guó)手上

我國(guó)仍然處在“煤基能源的時(shí)代”，化石能源資源稟賦長(zhǎng)期呈現(xiàn)“富煤貧油少氣”的格局，針對(duì)能源結(jié)構(gòu)不合理、能源利用效率偏低、能耗偏高等問(wèn)題，劉吉臻始終保持理性思考“從低效到高效發(fā)展，從高碳向低碳演變，我國(guó)的能源轉(zhuǎn)型之路不是架一座橋那么簡(jiǎn)單，它必然要經(jīng)歷相對(duì)長(zhǎng)的歷史時(shí)期，把多種能源的稟賦充分挖掘發(fā)展?！?/p>

劉吉臻認(rèn)為，歐洲推動(dòng)能源綠色轉(zhuǎn)型的理念和部署都走在世界前列，例如高比例可再生能源的消納、歐洲電網(wǎng)的互聯(lián)互濟(jì)都值得中國(guó)深入研究。劉吉臻指出，歐美的油氣替代煤炭的能源革命已經(jīng)完成，但應(yīng)理性看待歐洲低碳之路，牢記中國(guó)是世界最大發(fā)展中國(guó)家這一基本國(guó)情，以對(duì)14億多人民的能源安全高度負(fù)責(zé)的使命感，分階段分步驟地統(tǒng)籌協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)能源創(chuàng)新轉(zhuǎn)型，全力以赴保障能源安全，多措并舉擴(kuò)大有效供給，毫不動(dòng)搖把能源飯碗牢牢端在自己手中。

此外，劉吉臻主張?jiān)谀茉锤锩募夹g(shù)路徑選擇上一定算清“經(jīng)濟(jì)賬”。一方面要對(duì)氫能、核能、CCUS等具有前瞻性、戰(zhàn)略性的前沿科技加大研發(fā)投入，盡早實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域的突破和領(lǐng)先，降低經(jīng)濟(jì)成本；同時(shí)，更要發(fā)揮現(xiàn)有可推廣應(yīng)用技術(shù)的最大價(jià)值。劉吉臻以氫能舉例，只有用低價(jià)的可再生能源制氫才是正確的路徑。

作為能源電力領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，劉吉臻提出大能源融合觀，認(rèn)為能源發(fā)展路徑應(yīng)是化石能源清潔化、清潔能源規(guī)模化、多種能源綜合化，新能源逐步取代化石能源主體地位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)零碳的目標(biāo)。化石能源清潔化重點(diǎn)是發(fā)展煤炭等化石能源清潔高效開(kāi)發(fā)利用技術(shù)，降低化石能源消費(fèi)量和占比；清潔能源規(guī)?；攸c(diǎn)是發(fā)展可再生能源技術(shù)，大幅提高非化石能源占比；多種能源綜合化重點(diǎn)是提高電能在終端能源消費(fèi)中的比重，突破電網(wǎng)、儲(chǔ)能、氫能等綜合能源技術(shù)。

親身經(jīng)歷中國(guó)能源行業(yè)從弱向強(qiáng)半世紀(jì)的發(fā)展轉(zhuǎn)變，在世界能源格局深刻調(diào)整的今天，劉吉臻認(rèn)為健全體制機(jī)制，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，是高效重塑我國(guó)能源體系的必然選擇。針對(duì)我國(guó)電力行業(yè)的問(wèn)題與挑戰(zhàn)，當(dāng)前正處于多點(diǎn)突破的高速發(fā)展上升期，關(guān)鍵是高效有序推進(jìn)各項(xiàng)行動(dòng)落實(shí)落地。