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強化系統本質(zhì)安全 持續保障穩定運行
中國工程院院士?舒印彪
習近平總書(shū)記強調，能源保障和安全事關(guān)國計民生，是須臾不可忽視的“國之大者”。黨中央提出“雙碳”目標以來(lái)，各行各業(yè)迅速行動(dòng)，積極推動(dòng)建設清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統，電力系統生產(chǎn)結構、運行機理、功能形態(tài)等發(fā)生深刻復雜變化，面臨電力保供與系統穩定兩大安全挑戰。一方面，電源結構由可控連續出力的煤電裝機占主導向強不確定性、弱可控出力的新能源發(fā)電裝機占主導轉變，新能源出力“靠天吃飯”，對電力保障支撐能力弱，同時(shí)未來(lái)較長(cháng)一段時(shí)期內電力消費仍將剛性增長(cháng)，負荷特性由剛性、純消費型向柔性、生產(chǎn)與消費兼具型轉變，發(fā)電和負荷隨機性、波動(dòng)性增強，電力供需形勢日趨復雜，供應安全面臨長(cháng)期壓力。另一方面，新能源、直流等大量替代常規機組，電動(dòng)汽車(chē)、分布式能源、儲能等交互式用能設備廣泛應用，電力系統呈現高比例可再生能源、高比例電力電子設備的“雙高”特征，系統轉動(dòng)慣量和支撐能力下降，抗擾動(dòng)能力弱，故障特性和連鎖反應更加復雜，系統安全運行面臨挑戰。
國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數據局印發(fā)《加快構建新型電力系統行動(dòng)方案（2024—2027年）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《行動(dòng)方案》），提出9大專(zhuān)項行動(dòng)，其中“電力系統穩定保障行動(dòng)”聚焦系統兩大安全問(wèn)題，從源、網(wǎng)、荷、技術(shù)四方面，明確了下階段新型電力系統安全保障總體要求和重點(diǎn)任務(wù)，為各地區和能源電力行業(yè)進(jìn)一步夯實(shí)系統穩定運行的物理基礎，提供了重要的指導作用。
從電網(wǎng)側看，要優(yōu)化加強主網(wǎng)架，打造清潔能源優(yōu)化配置平臺。
推進(jìn)能源清潔低碳轉型，關(guān)鍵是加快發(fā)展非化石能源，尤其風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新能源。我國95%左右的非化石能源主要通過(guò)轉化為電能加以利用。電網(wǎng)連接生產(chǎn)和消費，是保障電力送得出、用得好的關(guān)鍵平臺，是電力系統安全運行的物理基礎，是構建新型電力系統的核心環(huán)節。隨著(zhù)我國電力需求的快速增長(cháng)和能源結構的加速轉型，電網(wǎng)局部地區還存在薄弱環(huán)節，骨干網(wǎng)架的脆弱性和控制復雜程度顯著(zhù)增加，大電網(wǎng)的優(yōu)化配置資源能力仍需進(jìn)一步增強?！缎袆?dòng)方案》提出了優(yōu)化加強電網(wǎng)主網(wǎng)架，補齊結構短板，保障電力可靠供應和新能源高質(zhì)量發(fā)展的總體要求。一方面要完善電力規劃機制。目前電力系統各環(huán)節統一規劃還不夠，尤其是電源與電網(wǎng)、新能源與常規電源、新能源與調節電源的發(fā)展協(xié)同性不足，影響系統整體效率。要協(xié)調政府主管部門(mén)、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)等建立溝通機制，科學(xué)統籌制定新增電源裝機規模、結構、布局和建設時(shí)序，加強源網(wǎng)荷儲協(xié)同規劃，強化規劃方案安全穩定和供電充裕性的系統性論證，提升規劃方案的適應性與安全性。另一方面要持續補強特高壓交直流網(wǎng)架。當前電網(wǎng)還存在強直弱交問(wèn)題，交直流發(fā)展協(xié)調性不足，影響系統整體安全，也不利于輸電能力的發(fā)揮。要完善區域特高壓交流主網(wǎng)架，優(yōu)化500千伏網(wǎng)架，實(shí)現區域內各500千伏分區電力余缺互濟。加快特高壓直流（含柔性直流）建設，提高沙戈荒等能源基地外送支撐能力和受端負荷中心電力供應能力。結合交流網(wǎng)架承載能力，合理控制同送同受直流群規模。此外，要提升電網(wǎng)抵御自然災害能力。近年來(lái)極端天氣、自然災害頻發(fā)，影響電力系統安全運行，影響新能源發(fā)電支撐能力和電力尖峰負荷，供需不穩定性不確定性增加。要在自然條件惡劣、密集通道、同一氣象帶、凍雨覆冰等區域，針對重點(diǎn)區段、重點(diǎn)部位提升桿塔、地線(xiàn)等輸變電設備的差異化設計，提升工程可靠性和抵御災害能力。同時(shí)，深化極端情況下的供需平衡分析，及時(shí)提出保供措施建議。
從電源側看，要提升新主體涉網(wǎng)性能，提高對系統穩定運行的支撐能力。
電動(dòng)汽車(chē)、新型儲能等主體快速發(fā)展，各類(lèi)新型主體涉網(wǎng)性能差異化明顯，弱抗擾動(dòng)性和弱支撐性對于系統穩定運行帶來(lái)極大風(fēng)險。未來(lái)新能源成為供給主體，負荷側新要素不斷涌現，必須提升涉網(wǎng)性能，增強對電力保供和運行安全的支撐能力，推動(dòng)公平承擔安全和成本責任?！缎袆?dòng)方案》提出了制修訂相關(guān)標準與管理要求，提高新型主體涉網(wǎng)性能、加強入網(wǎng)檢測的重點(diǎn)工作舉措。一方面要強化技術(shù)與標準引領(lǐng)。充分發(fā)揮標準對于新技術(shù)發(fā)展的指導作用，深化集中式/分布式新能源、新型儲能、電動(dòng)汽車(chē)充電基礎設施等新型主體接入電力系統的交互影響研究，構建新型主體并網(wǎng)標準體系，加快推進(jìn)相關(guān)標準制修訂。另一方面要加強新型主體并網(wǎng)檢測。新型主體涉及眾多生產(chǎn)廠(chǎng)家海量型號，嚴把設備入網(wǎng)關(guān)是保障其涉網(wǎng)性能的關(guān)鍵環(huán)節。需要明確新型主體并網(wǎng)檢測流程、檢測技術(shù)標準、檢測資質(zhì)要求，持續完善新型儲能、電動(dòng)汽車(chē)充換電設施接入電網(wǎng)檢測手段。此外，要壓實(shí)新型主體并網(wǎng)管理責任。當前新型主體并網(wǎng)尚未形成明確的安全管控責任邊界。亟需落實(shí)電網(wǎng)企業(yè)、相關(guān)業(yè)主、設備制造單位在新型主體并網(wǎng)運行管理全流程中的職責，構建集型式試驗、到貨抽檢、電站調試、并網(wǎng)檢測、建模仿真、運行維護與評價(jià)為一體的新型主體安全與質(zhì)量全流程管控體系。
從新技術(shù)看，要推進(jìn)構網(wǎng)型技術(shù)應用，提升系統整體安全效率水平。
沙戈荒風(fēng)光基地大都分布在遠離主網(wǎng)的無(wú)人區或少人區，本地支撐較為薄弱；受端負荷中心多直流饋入替代同步發(fā)電機，常規電源裝機不足，“空心化”問(wèn)題突出，系統調頻和動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力減弱。構網(wǎng)型技術(shù)對于電網(wǎng)送端“沙戈荒”高比例新能源地區、受端“空心化”地區均有廣泛的應用需求?！缎袆?dòng)方案》提出要針對系統運行需求應用構網(wǎng)型控制技術(shù)，提升電網(wǎng)支撐能力的總體要求。一方面要因地制宜配置構網(wǎng)型設備。構網(wǎng)型設備控制策略與參數的靈活性使其可以適用于多場(chǎng)景穩定問(wèn)題。要明確不同地區電網(wǎng)運行的主要矛盾，在沙戈荒等高比例新能源外送地區可配置構網(wǎng)型技術(shù)設備抑制暫態(tài)過(guò)電壓，在負荷中心可配置構網(wǎng)型技術(shù)設備提升系統短路容量，在弱交流電網(wǎng)可試點(diǎn)配置構網(wǎng)型設備提升保供能力和有功快速調節能力。另一方面要加強對構網(wǎng)型設備的技術(shù)風(fēng)險管控。構網(wǎng)型設備各廠(chǎng)家性能差異大，設備與系統間不協(xié)調可能存在弱阻尼振蕩等穩定運行風(fēng)險。要積極、穩妥地推動(dòng)構網(wǎng)型技術(shù)試點(diǎn)落地應用，依據實(shí)際應用效果，加快推動(dòng)一批構網(wǎng)型設備技術(shù)標準，規范構網(wǎng)型設備支撐能力要求。此外，要完善支持構網(wǎng)型技術(shù)應用的機制建設。目前，構網(wǎng)型技術(shù)快速發(fā)展，但相關(guān)配套機制較為滯后。要進(jìn)一步健全適應構網(wǎng)型技術(shù)主體開(kāi)展交易和調度的基本規范，完善電力輔助服務(wù)市場(chǎng)產(chǎn)品體系、準入條件、交易方式和補償標準，體現構網(wǎng)型技術(shù)主動(dòng)支撐電網(wǎng)電壓、頻率、功角穩定和新能源配置消納的多維度價(jià)值。
從負荷側看，要持續提升電能質(zhì)量，適應新型負荷的隨機性波動(dòng)性。
大量電力電子逆變器主導的新型負荷持續接入電網(wǎng)，負荷特性多變，對于電力系統電能質(zhì)量管理提出了更高挑戰。同時(shí)，隨著(zhù)分布式新能源快速發(fā)展，新型用能形式不斷涌現，配電網(wǎng)有源化特征明顯，局部區域電壓越限、設備反向重過(guò)載等問(wèn)題突出?！缎袆?dòng)方案》提出了壓實(shí)各方電能質(zhì)量管理責任，加強電能質(zhì)量常態(tài)化管理的總體工作部署。一方面要攻關(guān)新型電力系統電能質(zhì)量問(wèn)題防治技術(shù)。當前防治技術(shù)主要針對單一干擾源，對于多電力電子裝備耦合帶來(lái)的電能質(zhì)量問(wèn)題手段不足。要組織電力行業(yè)科研院所開(kāi)展新能源、電力電子設備大規模接入后電壓越限、寬頻振蕩及諧波綜合防治技術(shù)研究，研制諧波/振蕩抑制裝置，提升電網(wǎng)電能質(zhì)量水平。另一方面要構建新型電力系統電能質(zhì)量技術(shù)標準體系。當前電能質(zhì)量相關(guān)標準對于新型主體并網(wǎng)下電能質(zhì)量評估適應性方面尚需完善。需要修訂電壓偏差、諧波等電能質(zhì)量指標限值標準，分行業(yè)細化電能質(zhì)量評估標準。此外，要壓實(shí)電能質(zhì)量管理各方責任。加強發(fā)電、用電設備電能質(zhì)量特性檢測認證，壓實(shí)發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶(hù)在電能質(zhì)量管理中的主體責任，遵循“誰(shuí)干擾，誰(shuí)治理”的原則及時(shí)處理電能質(zhì)量問(wèn)題，建立常態(tài)化管控機制和規范化流程。
總的來(lái)看，《行動(dòng)方案》對加快推動(dòng)新型電力系統穩定保障工作作出了系統部署，提出的各項行動(dòng)舉措務(wù)實(shí)有力，為實(shí)現我國能源加速轉型背景下電力系統安全穩定運行奠定了堅實(shí)基礎。
（來(lái)源：中國電力報）
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