
《新型电力系统构建与新能源并网的关键技术与标准工作》PPT报告,来自中国电科院碳中和与标准研究所书记迟永宁教授!
系统阐述了电力系统碳中和路径、新型电力系统构建技术、新能源并网挑战及标准化工作进展,核心内容如下:
电力系统碳中和是实现“双碳”目标的核心任务。我国作为全球最大的碳排放国,2023年碳排放占全球30%,其中电力行业占全国排放量的40%,承担着减排主力的角色。
我国面临的挑战不仅在于庞大的排放基数,还需应对欧盟碳关税等国际低碳发展压力。因此,国家构建了“1+N”政策体系,明确到2060年非化石能源消费比重达到80%以上,电力行业需通过新能源替代、CCUS技术应用等路径,逐步从2028年前后的碳达峰平台期过渡到零碳电力系统,为全国碳中和目标的实现奠定基础。
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PC端下载地址:www.tantongtong.top报告指出,构建以新能源为主体的新型电力系统是能源转型的关键路径。新型电力系统以智能电网为基础平台,以太阳能、风能等新能源发电为主体,源网荷储协同互动和多能互补为支撑,具有清洁低碳、安全充裕、经济高效等特征。
其构建面临三大挑战:电力电量平衡方面,新能源的间歇性和波动性导致调峰压力加剧;安全稳定方面,高比例电力电子设备接入改变系统同步机制,引发频率电压安全及振荡问题;深度脱碳方面,需突破火电CCUS、储能、电制氢等关键技术。
而大规模新能源并网,也给电力系统带来了系统级挑战,主要体现在充裕可靠性和安全稳定性两大方面。
在充裕可靠性方面,长时间尺度的功率平衡与电量消纳面临挑战:新能源的间歇性、波动性导致电力系统电力电量平衡困难,调峰和供电保障压力加剧,新能源最小出力水平低,极端气候下供电需求增加,且存在季节性电量供需不匹配问题,需依赖火电机组灵活性改造、需求侧响应、储能、氢能等可调节资源提升系统灵活性。
在安全稳定性方面,短时间尺度的系统安全风险显著上升:新能源通过电力电子变流器并网,具有低抗扰、弱支撑特性,导致系统故障耐受能力降低,调频与惯量能力减弱,故障形态复杂且影响范围扩大,易引发连锁反应;同时,新能源与电网交互可能产生次同步振荡,变流器快速控制与弱电网相互作用还会导致电压/频率稳定问题、故障穿越失败风险及多设备间动态耦合失稳,传统同步机制被改变,系统稳定边界需重新定义。
此外,大规模新能源并网还带来同步机制变化和故障扩散风险增加,需通过构网控制、惯量支撑、快速调频等技术应对,确保系统安全稳定运行。
为应对这些挑战,报告提出时序生产模拟系统、全电磁暂态仿真、构网型新能源控制等关键技术,提升新能源的惯量支撑与调频能力,同时通过快速控制策略与弱电网适应技术,保障新能源并网后的系统安全稳定。
技术标准是新型电力系统落地与行业转型的重要支撑。国际层面,ISO发布13项碳排放相关标准,IEC SC 8A主导可再生能源并网标准制定,我国专家深度参与其中,担任多个工作组召集人,推动《可再生能源接入电网》系列国际标准发布。
国内层面,国家发展改革委分三批发布24个行业温室气体排放核算指南,电力行业率先开展碳排放实测与统计核算体系建设,国家电网公司构建涵盖“5个技术方向、15个标准系列”的电力低碳标准体系。这些标准的制定与完善,为新能源并网技术应用、电力系统低碳转型提供了规范指引,助力“双碳”目标从政策愿景转化为实践行动。
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