2021年，我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展6周年。
這一年，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)為能源電力行業(yè)錨定新的發(fā)展方向。這一年，我國55個能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設(shè)已滿四年。
一邊是“3060”目標(biāo)下持續(xù)收緊的碳減排壓力，一邊是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的奔涌大潮。2021年，在技術(shù)、商業(yè)模式中摸索的能源互聯(lián)網(wǎng)面臨著挑戰(zhàn)，同時也蘊藏著機遇。
我們應(yīng)該如何定位新型電力系統(tǒng)下的能源互聯(lián)網(wǎng)？如何看待能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目的得與失？我國力推的新型儲能又給能源互聯(lián)網(wǎng)帶來哪些機遇？
日前，記者采訪了清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長高峰。
新型電力系統(tǒng)是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向
記者：2015年7月國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》以來，能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已滿6年，但是行業(yè)認知差異依然存在。能源行業(yè)認為是能源的互聯(lián)網(wǎng)化升級轉(zhuǎn)型、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)則認為是互聯(lián)網(wǎng)的能源化應(yīng)用。您如何評價當(dāng)前兩種觀點，在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)下，我們又如何界定當(dāng)前的能源互聯(lián)網(wǎng)？
高峰：為了支撐2016年2月國家發(fā)展改革委、國家能源局、工信部發(fā)布的國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動綱領(lǐng)性文件《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院在2015年承擔(dān)了國家能源局能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究課題，辨析能源互聯(lián)網(wǎng)的定義、內(nèi)涵、關(guān)鍵技術(shù)等。
能源互聯(lián)網(wǎng)是將系統(tǒng)性思維和數(shù)字化技術(shù)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的新型生態(tài)化能源系統(tǒng)，以可再生能源優(yōu)先，以電力為基礎(chǔ)，通過多能協(xié)同、供需協(xié)同等破解“能源不可能三角”。
新型電力系統(tǒng)是能源互聯(lián)網(wǎng)雙碳目標(biāo)下現(xiàn)階段發(fā)展的核心形態(tài)。未來電力系統(tǒng)就像互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)一樣，以平臺拉近供需距離，實現(xiàn)供需協(xié)同，大眾廣泛參與，形成新型電力生態(tài)；以數(shù)據(jù)中心、5G網(wǎng)絡(luò)等新基建為支撐，通過“技術(shù)+機制”創(chuàng)新電力生態(tài)，實現(xiàn)數(shù)字轉(zhuǎn)型和能源轉(zhuǎn)型攜手共進。
記者：您如何定位新型電力系統(tǒng)，它應(yīng)該具備哪些特征？
高峰：碳達峰、碳中和目標(biāo)給能源革命提出了具體的時間表，這也是在能源發(fā)展過程、基于能源發(fā)展所取得的階段性成果而提出的目標(biāo)。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是在雙碳目標(biāo)下能源革命內(nèi)涵的深化，為電力發(fā)展指明了方向，也給電力系統(tǒng)推進能源革命、推進生態(tài)文明建設(shè)、實現(xiàn)雙碳目標(biāo)提出了具體要求。
新型電力系統(tǒng)還將呈現(xiàn)出其他幾個支撐性的具體特征。一是靈活性特征，未來的電力系統(tǒng)將是一個強不確定性系統(tǒng)，這就需要靈活性資源得到充分利用。一方面是電源端和負荷端的靈活性，新能源將呈現(xiàn)智能靈活和友好并網(wǎng)，靈活性火電機組、天然氣機組和儲能電站將共同構(gòu)成調(diào)峰電源體系；另一方面是電網(wǎng)靈活性，未來電網(wǎng)將從傳統(tǒng)的發(fā)輸配用的垂直單一模式轉(zhuǎn)變?yōu)楹嚯娏﹄娮幼儞Q的功率與信息雙向流動模式，電網(wǎng)電力電子化，實現(xiàn)軟件定義電網(wǎng)。二是數(shù)字化特征，即泛在貫通，賦能高效。通過無處不在的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)貫通，為電力生產(chǎn)、輸送、調(diào)度和消費賦能，以電力大數(shù)據(jù)服務(wù)社會治理與經(jīng)濟發(fā)展，培育新型電力數(shù)字產(chǎn)業(yè)，為數(shù)字賦能。三是綜合能源多網(wǎng)協(xié)同，即電力的延伸特征。電力系統(tǒng)將與天然氣、交通、建筑等多領(lǐng)域互聯(lián)互通，智能電網(wǎng)將與熱力管網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)、交通網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)互通，形成綜合能源供應(yīng)，構(gòu)成綜合能源系統(tǒng)，這也是推進新能源消納、實現(xiàn)能源電力系統(tǒng)高效運行的有效措施。
能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目的創(chuàng)新價值
記者：2020年，我國開展首批55個“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項目驗收工作，結(jié)果顯示，55個首批能源互聯(lián)網(wǎng)項目中，有部分項目通過了驗收。我們應(yīng)該如何看待這種情況？
高峰：能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目具有探索性，全行業(yè)需要用寬容的心態(tài)看待它們。能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目中，成功的經(jīng)驗、失敗的教訓(xùn)，對于能源行業(yè)的發(fā)展都有參考價值。
清華大學(xué)受到國家能源局委托，從事央企能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目的評審。另外，受到地方政府委托，參與地方能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目的評審。整個行業(yè)對能源互聯(lián)網(wǎng)認識程度、技術(shù)能力、投資能力存在差異，均會影響到項目的實施。這種情況下，的確有部分項目無法通過驗收，但是也有很多技術(shù)能力強、商業(yè)模式創(chuàng)新，具備推廣價值的優(yōu)秀項目。
記者：能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目為我們帶來哪些新的創(chuàng)新因子？能否舉例說明？
高峰：能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目中，也有很多具有開創(chuàng)性的突破。例如，珠海唐家灣三端柔性直流配電網(wǎng)工程建設(shè)是依托國家能源局首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項目進行的，是中國建設(shè)直流配電網(wǎng)、推進能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要探索。
清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究院直流研究中心參與了工程系統(tǒng)規(guī)劃、架構(gòu)設(shè)計、工程專題、核心技術(shù)研究、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)，突破了柔性直流配電網(wǎng)成套設(shè)計技術(shù)，自主創(chuàng)新研發(fā)了多套±10kV直流核心裝備，包括三端口直流斷路器、IGCT交叉箝位型換流閥。無論定制IGCT器件、裝置原理拓撲先進性，還是系統(tǒng)電壓等級與容量均達到目前國際最高參數(shù)水平，攻克了柔性直流配電網(wǎng)關(guān)鍵裝備研制難關(guān)！
珠海唐家灣三端柔性直流配電網(wǎng)工程的核心在于清華大學(xué)研發(fā)的多端口的直流斷路器，它發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)路由器的功能，是新型電力系統(tǒng)所需要的數(shù)字化轉(zhuǎn)型乃至軟件定義電力系統(tǒng)的重要支撐。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更多強調(diào)可調(diào)控的資源，比如儲能電站、燃氣電站等，電網(wǎng)自身的靈活性相對欠缺。在電網(wǎng)潮流不斷變化特別是在配電側(cè)大規(guī)模接入分布式電源時，通過電力電子模塊化裝置可以“模塊組合、靈活適配”，讓配電網(wǎng)設(shè)備始終運行在效率最高的工況下，改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設(shè)備最佳運行工況單一的問題，有效降低系統(tǒng)全工況損耗。這就是新型電力系統(tǒng)下新型電力裝備實現(xiàn)“著力提高利用效能”目標(biāo)的具體體現(xiàn)。
因此，我們認為，基于電力電子的新型電力裝備將在新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用。
記者：電力工業(yè)起步之初，愛迪生的直流電系統(tǒng)由于固有條件的限制，而被特斯拉的交流電系統(tǒng)所替代。如今直流電再次重歸人們視野。
高峰：國家號召要把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化融合發(fā)展的契機，以信息化、智能化為杠桿培育新動能。我們深刻認識到，數(shù)字革命與能源革命的融合，將重構(gòu)能源電力系統(tǒng)的運行模式和電力企業(yè)的治理方式。
在大城市，電能替代正在加速，特別是電動汽車的大規(guī)模使用，城市電負荷增量很大，城市資源空間受限，直流承載更高容量、功率、潮流，具有很強的適用性。直流也成為城市配電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的重要方向。
分布式微電網(wǎng)直流系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)模塊化，使整個系統(tǒng)處在效率比較高的狀態(tài)。目前，直流設(shè)備可靠性、經(jīng)濟性還存在一定的發(fā)展空間，但是直流是城市配電網(wǎng)可以明確預(yù)知的一個方向。大的復(fù)雜的交流系統(tǒng)會導(dǎo)致系統(tǒng)震蕩等一系列問題，交流弊端顯現(xiàn)，分布式微網(wǎng)直流系統(tǒng)更加高效、靈活、穩(wěn)定。在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，越來越多的集中式、分布式新能源接入，分布式微網(wǎng)直流系統(tǒng)將會發(fā)揮更加重要的作用。
