江億:高彈性電網是一場深入且深刻的革命

2021-02-15 浙電e家

9月26日,在杭州舉辦的能源網際網路形態下多元融合高彈性電網高端研討會上,中國工程院院士、清華大學建築節能研究中心主任江億對多元融合高彈性電網建設給予高度評價,認為這是一場深入且深刻的革命。

現代電網和信息通信等先進技術為能源網際網路建設提供了條件和動能。特高壓輸電技術使大容量遠距離輸電變為現實,柔性交、直流輸電技術為實現潮流靈活調控、多供區動態互聯等難題提供了解決路徑。多元融合高彈性電網的發展現狀和趨勢如何?江億從多角度進行了闡述。

他認為,電網公司應當積極引導直流電用戶參與到多元融合高彈性電網建設中。能源變革勢在必行,而能源變革的核心目標就是改變能源結構,多元融合高彈性電網對能源變革有著十分重要的意義,當前中國面臨著能源消費總量大、化石能源佔比高、能源利用效率偏低等問題。習近平主席在第七十五屆聯合國大會上發表的重要講話中指出,中國將提高國家自主貢獻力度,採取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。要實現能源的完全碳中和,就要把以化石能源(煤油氣)為主的能源結構改變成以水電、風電、光電、核電等組成的以零碳能源為主的低碳能源結構。

未來,低碳能源中一半以上為風電、光電,這些不可調控的電源大大降低了電網對用電側峰谷變化的調節與適應能力,由此也會造成大量的棄風、棄光現象。如何使電力負荷調控由目前的剛性轉為柔性,以適應電源側大比例的不可調控電源,是今後風電、光電發展的待解難題。

在這樣的大形勢下,要充分發揮建築在低碳能源中的重要作用。據預測,未來,我國建築年用電量將在2.5萬億千瓦時以上,並將有2億輛充電式電動汽車,二者所消耗的電力之和將達到用電總量的35%以上。設想一下,如果建築全部成為帶有充電樁的柔性建築,不僅可吸納接近一半由風電、光電所造成的發電側波動,還能有效解決建築本身用電變化導致的峰谷差變化。但要達到這樣的效果,必須建立光、儲、直、柔配電系統。

江億指出,直流輸電技術將對高彈性電網建設起到推動作用。以建築供電為例,交流供電模式的電壓和頻率必須嚴格調控,維持在預定值,以保障用電裝置的功能和安全。若頻率過高會導致用電設備損壞,過低會導致設備不能正常工作,而直流電系統沒有頻率問題,電壓調控也更加靈活。現在建築中主要的用電方式已轉化為直流,例如LED燈、手機、空調等家電均為直流負荷,低碳能源發的電也主要是直流電。現有交流供電模式需將由交、直流多次轉換後使用,供電效率不高。

採用直流輸電技術後,光伏,風電等低碳能源就能通過直流變壓器與建築負荷相連,減少中間變換環節,降低損耗,同時通過調節直流電壓幅值,調控建築瞬時用電功率,充分利用電動汽車電池的充放電潛能,將建築用電從以前的剛性負荷變為可根據要求調控的彈性負荷,從而實現「需求側響應」方式的彈性負荷。 

江億認為,能源革命是一場深入的革命,電力系統首當其衝。要從電源結構、電網形式、供需關係到價格政策等整個系統進行大的變化。國網浙江電力提出的多元融合高彈性電網是能源變革過程中一個率先嘗試的過程,為全國電力系統起到了一個很好的帶頭作用。

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