周孝信：構(gòu)建新型能源體系要攻克技術(shù)難題，也要打破管理機制障礙

　　今年是新中國成立75周年，也是中國式現(xiàn)代化南網(wǎng)實踐全面展開之年。南網(wǎng)50Hz推出高質(zhì)量發(fā)展人物系列訪談報道，記者就南方電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展、建設(shè)世界一流企業(yè)探索實踐，以及能源央企支撐國家能源安全和經(jīng)濟社會發(fā)展方面的作用發(fā)揮采訪院士專家。

　　南網(wǎng)50Hz專訪中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信，探討能源電力行業(yè)作為支撐實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化的關(guān)鍵領(lǐng)域所面臨的新機遇、新挑戰(zhàn)。

　　南網(wǎng)50Hz：風電光伏已成為我國新增電源裝機的主體。隨著風電光伏滲透率不斷提升，可以通過什么方式來應對風光發(fā)電的波動性和不穩(wěn)定性?

　　周孝信：風電、光伏受天氣變化影響大，這就要對天氣變化進行準確預測，適時分析其對未來風電、光伏發(fā)電的影響。特別是要做好災害性天氣預測預報。

　　應對風光的波動性和不穩(wěn)定性需要大量靈活性資源。在非化石能源占比不高的當下，化石能源依然發(fā)揮著靈活性調(diào)節(jié)的支撐作用。煤電通過靈活性改造已具備一定的調(diào)節(jié)能力，天然氣發(fā)電也具備靈活性，配合常規(guī)水電、抽水蓄能和新型儲能的加快發(fā)展，可以滿足當前和之后一段時間電網(wǎng)運行的需要。我們的研究表明，在實現(xiàn)“雙碳”目標的推動下，未來我國以風電光伏為主的可再生能源消費在電力消費中的比重可能高達80%以上，僅依靠少量煤電和天然氣發(fā)電、常規(guī)水電和抽水蓄能、各種新型儲能等措施，已無法滿足電力系統(tǒng)運行必需的靈活性需求。一種辦法是對存量燃煤電廠進行改造，逐漸增加綠色燃料的比例，如生物質(zhì)燃料、綠氫及綠氫制成的綠氨等，在提供綠色電力的同時，對電網(wǎng)運行提供靈活性。綠氫燃氣發(fā)電也是一種可行的辦法，其機組的快速啟?？蔀殡娋W(wǎng)提供更強的靈活調(diào)節(jié)能力。

　　近年來極端氣候事件頻發(fā)，導致國內(nèi)外一些地區(qū)電力供應發(fā)生中斷，這就要求電力系統(tǒng)事故發(fā)生后能夠快速恢復正常運行，使電網(wǎng)具有較強的韌性。在電網(wǎng)規(guī)劃層面，需要以比較大的區(qū)域電網(wǎng)為基礎(chǔ)來規(guī)劃主網(wǎng)，比如以大區(qū)或省級電網(wǎng)，或者以京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)等國家級經(jīng)濟區(qū)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，在區(qū)域內(nèi)建立比較堅強的超特高壓電力主干網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上，基于“余缺互濟、應急互備”的原則建設(shè)區(qū)域電網(wǎng)之間的電力交換能力，避免電網(wǎng)連鎖故障的大范圍蔓延。在區(qū)域內(nèi)部，統(tǒng)籌規(guī)劃好外來電、本地骨干電源，部署好儲能等各類靈活性資源，布局完善的安全穩(wěn)定措施，大力發(fā)展分布式新能源，建立多能互補的新型配電系統(tǒng)等。

　　針對大量電力電子設(shè)備接入電力系統(tǒng)帶來的慣量下降、寬頻振蕩等穩(wěn)定性相關(guān)問題，可以通過發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)來解決，包括構(gòu)網(wǎng)型的裝置、控制器及控制方法等，使各類新能源發(fā)電和新型儲能等接入交流電網(wǎng)的電力電子裝置基本上具備同步發(fā)電機的功能和特性，與傳統(tǒng)水電、火電、核電等同步電源一起，構(gòu)成電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的支撐力量。

　　南網(wǎng)50Hz：近年來，分布式光伏和風電、電動汽車及充電樁等新型主體大規(guī)模接入對電網(wǎng)發(fā)展帶來了哪些挑戰(zhàn)?電網(wǎng)企業(yè)應如何應對?

　　周孝信：這種情況下，配電網(wǎng)應該受到特別關(guān)注，要兼顧綠色發(fā)展和用能需求，在發(fā)生故障的情況下還能保證最基本的能源電力供應。

　　我曾經(jīng)提出過在城鄉(xiāng)配電網(wǎng)中逐步形成綜合能源產(chǎn)消單元(IECU)的設(shè)想，如供電臺區(qū)或者幾個相鄰的臺區(qū)、高技術(shù)開發(fā)園區(qū)等條件具備的都可以作為這樣的IECU單元。IECU內(nèi)部采取能源電力需求生產(chǎn)自治管理的模式，各單元之間可通過柔性連接，實現(xiàn)互通有無。IECU既可以作為電網(wǎng)調(diào)度的基本單元，也可以是電力市場的基本單元，通過采用數(shù)字化、智能化技術(shù)，與大電網(wǎng)形成良性互動，為電力系統(tǒng)提供靈活性、韌性資源。對此設(shè)想的實現(xiàn)，既需要攻克技術(shù)難題，也要打破管理機制存在的障礙。

　　南網(wǎng)50Hz：在提出碳中和承諾成為全球趨勢的背景下，碳排放日益受到關(guān)注。在您看來，目前碳排放追蹤溯源存在哪些困難?電力行業(yè)特別是電網(wǎng)企業(yè)能發(fā)揮怎樣的作用?

　　周孝信：各種來源的電進入到電網(wǎng)后，混合在一起，要準確定量區(qū)分和追溯含碳電力的來源是一個困難的問題。國內(nèi)外對此進行了大量研究。清華大學康重慶教授團隊研究建立的碳流分析理論和電力系統(tǒng)碳排放追蹤系統(tǒng)，為低碳調(diào)度運行、碳交易等工作提供了基礎(chǔ)。

　　電力系統(tǒng)由多元主體構(gòu)成，電網(wǎng)作為連接能源電力生產(chǎn)和消費的平臺，在確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時，要配合整個電力系統(tǒng)的碳排放跟蹤，統(tǒng)籌管理輸配電、不同主體的碳排放等。

　　南網(wǎng)50Hz：您認為在推進新型能源體系建設(shè)的過程中，新出現(xiàn)的人工智能等技術(shù)會對能源電力領(lǐng)域的科技創(chuàng)新帶來怎樣的影響?

　　周孝信：人工智能在能源電力系統(tǒng)中的應用已成為現(xiàn)代能源行業(yè)的重要趨勢，人工智能將逐漸成為能源電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、調(diào)度運行、設(shè)備管理以及裝備設(shè)計和材料篩選等業(yè)務(wù)管理和優(yōu)化的重要工具。

　　人工智能的發(fā)展需要大量數(shù)據(jù)支撐，從電力專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)部看，設(shè)備部門有設(shè)備的數(shù)據(jù)、運行部門有運行的數(shù)據(jù)，從外部來看，還有環(huán)境和氣象數(shù)據(jù)等，需要不同領(lǐng)域各部門數(shù)據(jù)的共享來支撐電力領(lǐng)域人工智能的發(fā)展。

　　南網(wǎng)50Hz：在您印象中，南方電網(wǎng)公司在科技創(chuàng)新方面最突出的特點是什么?對于未來推進高質(zhì)量發(fā)展，您有何建議?

　　周孝信：在我看來，南方電網(wǎng)在數(shù)字化方面是做得最突出的。高質(zhì)量發(fā)展既需要有最先進的技術(shù)，也需要有最先進的管理。比如在數(shù)據(jù)共享方面，就需要有先進的管理機制來協(xié)調(diào)，基于共享的思維，才能促進新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展。

　　此外，不應僅局限于自身行業(yè)的專業(yè)領(lǐng)域，要考慮到整個能源系統(tǒng)的發(fā)展，發(fā)揮不同專業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢，跨界合作、優(yōu)勢互補，這樣才能使構(gòu)建新型能源體系的步伐邁得更好更快。

　　南網(wǎng)50Hz 記者 | 潘秋杏