深刻變革重塑能源互聯網 技術突破支撐行業發展

　　【中國環保在線 名家論談】在混合能源時代，要讓新能源電力由補充能源發展為替代能源，并終成為主導能源，還有許多難關需要攻克。近日，中國工程院院士、華北電力大學校長劉吉臻，對能源互聯網的發展現狀、未來前景做了點評。

　　　　近日，中國工程院院士、華北電力大學校長劉吉臻，對能源互聯網的發展現狀、未來前景進行點評。在他看來，如今能源互聯網建設已經開啟實戰模式，邁向了戰略實施、共同行動階段。在推進過程中，應把握混合能源時代的發展規律，不斷克服相關技術、體制挑戰，構建新能源電力系統，實現電力系統結構形態、運行控制方式以及規劃建設與管理等方面的深刻變革，才能保證實現戰略目標。
　　
　　面對不斷增長的能源需求、傳統化石能源的日益枯竭、生態環境的持續惡化，一場將改變人類能源生產和消費方式的能源革命正在范圍內興起。這場革命的核心，是大限度地開發利用以低碳和可再生為特征的新能源，大幅度提高能源利用效率，讓能源產業向、清潔、智能化方式轉變。由中國首倡的能源互聯網戰略構想，很好地契合了這一時代主題。
　　
　　風能、太陽能資源，也和水能、化石能源一樣，分布并不均衡，例如在我國，80%以上的風能、太陽能分布在西部、北部地區，而70%以上電力需求集中在東中部地區，因此同樣需要大范圍資源配置技術。建設能源互聯網，為優化新能源配置提供了有效途徑，也是新能源時代能源配置的必然選擇。
　　
　　此外，局部電力系統難以滿足平抑大規模新能源發電出力隨機波動性的需求，只有以大電網為平臺，大范圍內實現多種能源類型電源的優化控制，才能利用不同地域之間的時區差、季節差、資源稟賦差等因素，大限度地實現全系統的電能實時平衡。從系統論的角度看，配置也是優選擇。
　　
　　因此，能源互聯網戰略構想一經提出，很快獲得了多方支持與認同。我們很高興地看到，在中國倡議一周年之際，能源互聯網建設便已經邁向了戰略實施、共同行動階段。
　　
　　未來，隨著新能源并網比例不斷提高，電力系統既要面對隨機波動的負荷需求，還要面對不確定的電源輸入，這就要求其結構形態、運行控制方式以及規劃建設與管理等方面都要進行革命性升級。這不是一夜之間就能實現的事，經過100多年的發展改進，目前龐大的電力系統已經是復雜的人造系統工程，其革新過程不可能一蹴而就，只能逐漸演化。因此，實現以新能源為主導的能源互聯網，需要一個較長的過渡時期。
　　
　　大變革：新能源電力系統
　　
　　構建能源互聯網，現有電力系統需要進行深刻變革。
　　
　　電力系統的基本功能，是保證電能的供需平衡。在以火電、水電、核電為主導的傳統電力系統中，一次能源是可以儲存的，因而電能輸出是可控的，電力系統可以進行負荷預測與機組優化調度，通過變更發電側功率來滿足用電側隨機波動的需求，從而保證電能的供需平衡與電網的安全穩定。
　　
　　而以風能、太陽能為代表的新能源發電，與傳統發電技術的大區別就在于，一次能源是不可儲存的，進而風能、太陽能的隨機波動性決定了其發電功率的隨機波動性。當大規模新能源電源接入電網以后，就要求電力系統從原來的“一次能源可儲、二次能源可控”模式，升級為在隨機波動的負荷需求與隨機波動的電源之間實現電能供需平衡的新模式。
　　
　　如果掌握了大規模儲能技術，可以在一定程度上化解上述矛盾，但目前的儲能技術尚無法實現電荷大容量、大功率存儲，所以需要從調整電力系統的結構形態與運行控制方式出發，用動態思維來解決。理想的新電力系統需要滿足三方面響應機制，即電源響應、電網響應、負荷響應，我們可以將滿足這些要求的電力系統稱為“新能源電力系統”。
　　
　　電源響應就是要實現新能源發電功率的靈活控制。一方面，要研究的風能、太陽能功率預測方法、大規模新能源發電基地的功率分配策略，以及靈活的新能源發電單元功率控制技術。另一方面，也要意識新能源發電功率輸出的強隨機波動性本質上是由一次能源特性決定的，不可能徹底改變，因此必須有火電、水電等可控裝機進行多源互補。依靠互補特性，可以有效地突破大規模新能源電力并網導致的電源功率隨機波動問題。