未來30年，能源電力將迎來清潔低碳轉(zhuǎn)型的新時代，電網(wǎng)作為連接能源生產(chǎn)和消費的樞紐，其功能形態(tài)必將發(fā)生革命性變化。國網(wǎng)經(jīng)研院作為國家電網(wǎng)有限公司電網(wǎng)規(guī)劃和工程設(shè)計技術(shù)歸口單位，將牢牢把握能源革命的戰(zhàn)略機遇，在推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展中爭做先鋒。
能源電力發(fā)展的新時代
2015年11月，國家主席習(xí)近平在巴黎出席氣候變化巴黎大會開幕式并發(fā)表重要講話，中國在“國家自主貢獻”中提出將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實現(xiàn)，2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。黨的十九大報告提出，推進能源生產(chǎn)和消費革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。“革命”說明了變革之深刻，清潔低碳則是能源轉(zhuǎn)型的首要特征，綠色發(fā)展、生態(tài)文明都在呼喚清潔發(fā)展的新時代。
結(jié)合能源轉(zhuǎn)型的大趨勢，國家電網(wǎng)有限公司2019年年中工作會議明確提出，預(yù)計到2050年，我國能源發(fā)展會出現(xiàn)“兩個50%”，即：在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，非化石能源占一次能源的比重會超過50%；在終端消費環(huán)節(jié)，電能在終端能源消費中的比重會超過50%。這將對能源電力發(fā)展產(chǎn)生深刻影響。
在消費側(cè)，受宏觀經(jīng)濟增速放緩、能耗水平不斷降低等因素影響，我國終端能源消費總量將呈現(xiàn)先升后降趨勢，到2050年逐步降至與2018年基本持平的水平；電能在終端能源消費中的比重從2018年的25.5%提升至超過50%，基本翻了一番，意味著電力需求也將實現(xiàn)翻番。
在供給側(cè)，非化石能源占一次能源比重由2018年的14.3%提升到2050年超過50%，意味著增量消費需全部由非化石能源滿足，存量消費中化石能源還要壓減30%以上?？紤]各種非化石能源的資源稟賦和發(fā)展?jié)摿Γ磥戆l(fā)展的重點應(yīng)是風、光等新能源發(fā)電，預(yù)計新能源裝機規(guī)模還將成倍增長。
未來電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)
在能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的新時代，電力需求仍將持續(xù)增長，具有強隨機性、波動性的新能源大規(guī)模并網(wǎng)，分布式、交互式用能設(shè)施大量接入，給電網(wǎng)規(guī)劃和運行帶來巨大挑戰(zhàn)。
面臨負荷持續(xù)增長對電力供應(yīng)保障的挑戰(zhàn)。未來負荷增速雖有所放緩，但由于基數(shù)大，負荷增長絕對值仍然很大，長遠來看，電力供應(yīng)緊張局面將長期存在。同時，新能源對高峰負荷平衡貢獻較小，大規(guī)模高比例新能源接入后，高峰電力平衡面臨更大困難。
面臨新能源大規(guī)模發(fā)展對系統(tǒng)安全運行的挑戰(zhàn)。新能源大量替代常規(guī)機組后，對電網(wǎng)的電壓和頻率支撐能力變?nèi)?，且新能源出力與負荷用電在時間上呈現(xiàn)反特性，大規(guī)模接入后將極大增加電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)調(diào)峰壓力。
面臨源荷特性變化對電網(wǎng)運行效率的挑戰(zhàn)。新能源利用小時數(shù)低，部分常規(guī)機組作為新能源調(diào)峰備用，利用小時數(shù)也會隨之降低，相關(guān)電力送出及疏散線路的利用效率將會下降。同時，負荷峰谷差增大、“尖峰化”特性顯著，若繼續(xù)按照當前滿足最大負荷需求的原則開展電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，將會造成全年大量時段設(shè)備容量閑置。
科學(xué)規(guī)劃支撐“三型兩網(wǎng)”建設(shè)
應(yīng)對能源轉(zhuǎn)型中電網(wǎng)發(fā)展面臨的各種問題與挑戰(zhàn)，需要深入貫徹公司“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略目標，從安全可靠、綠色低碳、靈活高效、智能互動等方面持續(xù)發(fā)力，構(gòu)筑各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強智能電網(wǎng)作為支撐，打造狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)提供保障，加快推動“兩網(wǎng)”融合發(fā)展，有效破解供需平衡、安全穩(wěn)定、效率提升等一系列難題。
國網(wǎng)經(jīng)研院全面貫徹落實公司“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略目標，服務(wù)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，推動電網(wǎng)實現(xiàn)跨越升級。
科學(xué)規(guī)劃堅強智能電網(wǎng)，服務(wù)新時代能源轉(zhuǎn)型發(fā)展。切實轉(zhuǎn)變規(guī)劃思路，遵循“先就地就近、后跨省跨區(qū)”原則，統(tǒng)籌研究電源布局和跨區(qū)輸電通道規(guī)劃。深化送受端網(wǎng)架結(jié)構(gòu)研究，受端結(jié)合新能源并網(wǎng)及消納，完善電力送出通道，按需加強關(guān)鍵斷面；送端圍繞特高壓直流和清潔電力外送，實施配套接入和近區(qū)網(wǎng)架優(yōu)化工程。更加注重電網(wǎng)效率效益，按照適度從緊原則，考慮滿足電力“緊平衡”，用97%或95%最大負荷進行電力平衡分析。開展系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力研究，統(tǒng)籌抽水蓄能電站建設(shè)、火電靈活性改造、需求側(cè)管理等措施，提升新能源消納水平。開展中長期電網(wǎng)發(fā)展前瞻性研究，分析各類電源開發(fā)規(guī)模、跨省跨區(qū)電力流安排、中長期目標網(wǎng)架，研究構(gòu)建新型有功／頻率、無功／電壓調(diào)節(jié)體系，完善電網(wǎng)支撐體系。
加強泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究攻關(guān)，以數(shù)字技術(shù)為傳統(tǒng)電網(wǎng)賦能。在促進電網(wǎng)提質(zhì)增效上，研究電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標和路徑，提升電網(wǎng)的感知能力、互動水平、運行效率和自愈能力，使設(shè)備管理更高效、調(diào)度控制更靈活、供電質(zhì)量更優(yōu)質(zhì)、電網(wǎng)運行更安全；開展泛在互聯(lián)和深度感知融合研究，匯集各類資源參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)，促進源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動，整合負荷曲線、實現(xiàn)削峰填谷，推動“源隨荷動”模式向“源荷互動”模式轉(zhuǎn)變。在推動能源低碳轉(zhuǎn)型上，深入研究清潔能源發(fā)電全息感知、智能分析、精準預(yù)測的有效途徑，提高清潔能源與電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃、靈活調(diào)度、市場交易能力，有力支撐各類清潔能源接入；深化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與能源服務(wù)技術(shù)融合應(yīng)用研究，推動各類用能設(shè)施高效便捷接入、狀態(tài)全面感知、智慧互動。
全力支撐“兩網(wǎng)”融合發(fā)展，助力構(gòu)建世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)。深入開展“兩網(wǎng)”融合規(guī)劃研究，更加注重規(guī)劃的系統(tǒng)性、整體性和協(xié)同性，加強主網(wǎng)架、配電網(wǎng)、智能化規(guī)劃統(tǒng)籌，推動泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中數(shù)據(jù)平臺、應(yīng)用系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全有機融合，確?！皟删W(wǎng)”建設(shè)的資源要素、技術(shù)標準、業(yè)務(wù)應(yīng)用相協(xié)同。充分發(fā)揮大電網(wǎng)規(guī)劃與量化分析實驗室作用，創(chuàng)新建設(shè)“網(wǎng)上電網(wǎng)”，打造圖數(shù)一體、在線交互、人工智能的規(guī)劃可視化應(yīng)用平臺，支撐電網(wǎng)科學(xué)規(guī)劃。
作者系國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司董事長（院長）、黨委書記
