观察者网丨沙利文:聚焦电网智能化 提升电网弹性

观察者网丨沙利文:聚焦电网智能化 提升电网弹性

2022/8/26

观察者网丨沙利文:聚焦电网智能化 提升电网弹性

沙利文洞见

 7月以来的极端高温天气,导致水电大省四川今夏电力保供形势尤其严峻。根据整体安排,四川电网有序用电方案中所有工业电力用户(含白名单重点保障企业)已经实施生产全停(保安负荷除外),时间从8150-2024时,力争“让电于民”。

作为水电大省,四川眼下该如何正视现在的电力紧张问题?展望未来,又该围绕哪些方面做出积极应对?  弗若斯特沙利文(Frost & Sullivan, 以下简称“沙利文”)大中华区执行总监徐彪接受观察者网采访,探讨今年夏天我国局部地区面临的电力紧张问题及解决方案   

  观察者网

Q本次由极端天气和负荷高峰带来的四川供电缺口,应该如何应急弥补?

 徐彪

 沙利文大中华区执行总监  

 既然波动是常态,那不管是整个电网体系,还是各地政府和能源相关部门,应对这种情况都是比较有经验的。就四川的供电缺口问题来说,这个现象去年11-12月已经出现苗头。因为水力发电占比高,四川每年冬季都会出现一定的供电缺口的问题。

针对今年夏天的情况,目前来说,四川省政府各个部门,包括国网在四川的电力公司,大家已经通过政策调节、利用市场机制等途径来积极应对。

具体而言,需求端,以优先保障居民用电为核心原则,通过一些市场机制来调节:  比如国网出台了政策,对主动参与并有效执行避峰负荷响应的用户,在结算电费时会有一定的费用返还;同时,有一些政策要求这些高耗能行业有序停产,让电于民。很多相关的大企业已经响应政策,安排短时间停产。同时在居民侧,也提倡节约用电,调高空调温度,关闭景观灯光等,适度降低电力负荷。

 供给端,围绕这几个方面展开工作:

首先从省内角度来看,四川省要求各地做好蓄水保供,优化各个流域的水库调度,以此保证水电发电量,巩固四川省的基础。

在水电以外,四川同时加大了省内全网存煤量来保证电力供应。在四川目前的发电结构里,平常约有15%是火电,最近几个月其占比可能会提升到20%,从火电能源的角度,给予一些补充。

全国电网系统也从省外进行了一些电力资源调度,是以最大的输电通道能力来进行跨区资源调配。当然,这项工作比较复杂,需要很多审批、协调工作。

在供需两端以外,现在的高温天气也极大影响电力设备的安全运行。现在国网四川各级公司已经加强了检修、保障等工作,保证设备在极端天气环境下安全运行。

总的来说,这一系列措施的效果都会逐步显现。按照目前的气象预测,极端高温天气可能还会持续一周左右,但具体情况还要进一步观察。

 

Q如果高温天气以后成为常态的话,不少人会担心能源供给稳定性问题。刚才我们谈到了弹性供电,让人联想到前段时间火热的“虚拟电厂”概念,它这次有没有发挥作用?

徐彪

沙利文大中华区执行总监  

虚拟电厂其实是一个相对有前瞻性的概念。它是我们现在所说的“建设智能电网”大方向上的一个领域。最终,虚拟电厂是通过信息聚合、整个电力系统网络化的构建,冀此提高电网运行的效率和安全性。

目前来看,虚拟电厂还处于早期阶段,现阶段它的作用还没有特别明确的体现,还需要一些时间来提升整合资源的规模。

 

Q那么从中长期看,我们电网的弹性和冗余如何保证?能不能结合光伏、风电、火电、核能发电各自在电网中的角色聊一聊?

 徐彪

 沙利文大中华区执行总监  

 电网弹性是整个电网系统对极端事件,特别是自然灾害或者威胁整个电网系统运行的突发事件的应对能力——如何在短时间内恢复整个电网的安全运行。

提升电网弹性,其实是一个非常复杂的系统性工程。它需要多方面的努力,不管是跨区域的电网的协调,以及建设整个骨干电网、强化发电端、优化电网端协调,以及最近常讲到的储能——只有多方面发展,才能不断地提高整个电网的弹性。

您刚才也提到了“冗余”的概念。从全球范围来看,其实中国电力系统整体设备冗余空间是比较大的。相对来说,我国电力系统的稳定性和安全性,在全球都是非常领先的——当然,冗余也需要平衡经济性。

中长期来看,我们要强化整个电网的弹性和安全,包括您刚才提到不同电源的角色问题。  目前看,光伏和风电是实现双碳路径最重要、增长最快的角色。

从去年的情况看,风电发电量应该占全国的8%左右,光伏有4%。整体来看,它们的绿色环保性优势是毋庸置疑的;与风电相比,光伏在部署方面的灵活性会更大一些。风电和光电的建设周期,相对于大型的火电、核电电站会快很多,这是它们具有优势的地方。

当然,它们也受到了一些因素的限制,比如地域自然资源的影响。光伏对应的是日照环境,风电对应的是风能资源,这对它们的影响可能比较大;这些特性也导致它们的供应不够稳定。目前一直在讨论新能源对电网的冲击,这也是一种局限性。

不过,总体来说,不管是装机量还是整体的增长速度,中国的光伏和风电,都是全球领先的。同时从整体的产业链来看,比如光伏组件和硅片的生产,以及风机制造上,中国的体系是非常完善和强大的。

 风电、光伏产业在未来的发展是毋庸置疑的,也会是我们新能源领域最重要的一个环节。

Q刚才您提到了光伏的制造环节。这次受四川停电影响的企业,很多都是光伏制造产业链上的。很多硅料在四川生产,它耗电比较大,四川电力价格相对便宜,吸引了产业链来此聚集,其实新疆也有类似的特征。

 徐彪

 沙利文大中华区执行总监

是的,这是电力成本对产业的影响,也是光伏等领域的高耗能企业会到西北、西南等新能源发电充足、电价相对便宜的地方落地生根的原因。联系到“弃风弃光”的现象,其实很多电力资源就地消耗,相比于用超高压输电把它调度往外地,是更有效率的。

包括现在的数据中心、超算中心等等,这种新型数字基础设施,也能看出它们对电网系统的影响。今年2月份,国家的“东数西算”工程正式全面启动。从整体规划我们可以看到,很多枢纽都在西北的宁夏、甘肃等地。

 这些建设正在促进整个电网、能源基础设施、数字基础设施的融合。特别是结合我们国家基于地域的系统规划,通过新能源发电、储能,加上规模化供电方式,数据数据中心、超算中心的建设,可以较好地推动可再生能源就地消纳,从整个电网平衡性的角度来说,其实也是比较有好处的。

Q“电网平衡性”是不是指数据中心等负荷比较有弹性?

 徐彪

 沙利文大中华区执行总监  

 数据中心、超算中心,一般都要求要配置备用电源,实际上就是一种储能设备。在配备储能的情况下,它可以比较好地抵消掉新能源有时候负荷和发电量的波动问题,保证它能够比较平滑、稳定地供电。数据中心是不能断电的,在储能方面,不间断电源(Uninterruptible Power SupplyUPS)是必须要配备的。

 

Q说到储能问题,您能不能简单讲讲不同类型的储能?

 徐彪

 沙利文大中华区执行总监  

 我们结合四川现状和经济性来看,水力发电的经济性是最高的。虽然四川的水电站很多,但目前大部分是径流式水电站,不是基于水库调节的电站。它们主要还是依托江河的。

从最新规划来看,四川省十四五期间正在大规模地规划、筹建抽水蓄能电站,这有利于在极端情况下,能够有更大的弹性空间去应对,但是相关投入是非常大的。

抽水蓄能的容量会更大一些,原理也很简单,在电能富余时抽水到高处,把能量储蓄起来,需要的时候再放水发电。这个过程会存在30%-40%的能量损耗。

现在资本市场谈的更多的可能还是电化学储能,这依托于目前飞速发展的锂电池行业——从整体来看,它是由电动车的发展带动的。

现在很多人已经开始讨论未来电池梯度利用的问题,储能其实是比较好的一个应用场景。汽车动力电池衰减,可能不再适合做动力电池的时候,它会被淘汰去做梯度利用。

 从市场角度来看,大型抽水蓄能项目主要是面向国内市场;电化学储能产品化程度已经很高,从全球范围来看,锂电池产业链基本在中国,大量向海外出口。市场上相关概念很多,引人关注。

 值得一提的是户用新能源,这种场景在国内还较少,但欧美很多,光伏+户用+储能的产品中国有很多厂商在做,他们的主要市场在海外。

 

Q从此次极端高温天气带来的影响出发,再结合我们电网建设的情况。展望未来,我们需要注意哪些方面的问题?

徐彪

沙利文大中华区执行总监

总之,四川这次因极端高温天气导致的电力紧张事件,一定会逐步解决——就像去年南方出现的限电停产等更为严峻的情况,后来也解决了。

 整个事件让大家再次聚焦电网智能化的方向。从电网本身的数字化升级来说,涵盖了很多方面,比如从发电端到用电侧的智能感知、智能调配,同时也需要产业链各方面的参与。

除了这种技术上的变化以外,还有同样非常重要的一点,关乎我们电力运行的机制,不管是市场化交易还是电力分配,都有改进的空间。

四川以前是一个水电基地,很多水电资源承担西电东输的重要战略任务的——其实从本省发电量来说,供应省内需求应该是OK的——但发电是有计划的,不能因为出现了省内供应不足,按计划应送往外省的电就不送了。

这个计划安排未来是不是可能进一步建立更加灵活的调配机制?更实时地对发电计划进行调整?这些是更长远的发展目标。

 *本文转载自观察者网,采访周远方、编辑周毅,原文名为《徐彪:水电大省缺电,是否靠火电补?》。


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