面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

admin 2022年6月28日21:53:45安全新闻评论8 views1865字阅读6分13秒阅读模式

原文作者:李晖,刘栋,姚丹阳

原文标题:面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

原文链接:

https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2021&filename=ZGDC202118010&uniplatform=NZKPT&v=3UDY-INjhgq2vc8YCGTbAT4Y0rYPLbqWyZnpPQHmVNNR7lHQ7wOzv96vun0I0WlY

原文来源:知网、《中国电机工程学报》,2021,41(18)

笔记作者:星河几许


1.  What

对我国电力系统“十三五”发展状况进行总结,对“十四五”电力系统发展进行研判,提出基于碳达峰碳中和目标的能源电力发展计算模型,展望中长期电力系统演化路径。


2.  Why

为实现碳达峰碳中和目标,我国能源生产和消费需要加快转型,电力系统作为未来的能源枢纽,将起到关键作用。

3.  How

3.1 十三五电力系统发展回顾

1)电力需求:
      • 经济发达地区用电超预期;
      • 荷尖峰化特征显著。

2)电源装机:

      • 目前火、水仍为第一、第二大电源,风电、光伏为第三、第四大电源;

      • 煤电发电量和装机占比持续下降,新能源装机占比快速发展,其他能源发展不及预期。

3)电力技术:

      • 新能源发电装备日趋成熟;

      • 火电技能减排水平不断提高;

      • 特高压直流输电技术逐渐成熟;

      • 柔性直流输电技术不断升级;

      • 柔性潮流控制技术试点应用。

3.2 未来电力系统发展方向

1)发展重点:
      • 高比例新能源对高峰电力平衡带来很大挑战,现阶段仍需火电等常规机组兜底保障;
      • 电力系统效率效益面临下降风险,需要破解成本疏导难题;
      • 电网结构性分享仍然存在,需要补齐局部主网架短板。

2)内涵特征:

      • 高比例新能源满足电力供应;

      • “大电源、大电网”与“分布式系统”兼容并举保障本质安全;

      • 源网荷储多举措丰富系统调节手段;

      • 多能源、物理信息系统融合提升能源综合利用效率。

3.3 十四五电力系统发展研判

1)电力需求发展研判
      • 用电量增长空间很大;
      • 最大负荷增速用电量增速;
      • 第三产业和居民生活用电是拉动用电增长的主要动力;
      • 中东部地区降长期是我国负荷中心;
      • 峰谷差呈上升趋势,需求侧响应潜力大。
2)电源电力流发展研判
      • 电源发展清洁化趋势凸显;
      • 新能源布局向中东部倾斜;
      • 清洁高效开发煤电,优先就近、就地布局;
      • 西电东送、北电南送规模进一步提升。
3)电网发展研判
      • 电源发展清洁化趋势凸显;
      • 持续提升已建输电通道利用效率;
      • 新建一批跨区直流输电工程;
      • 优化电网整体格局;
      • 加强区域主网架结构。

4)电力新技术重点公关方向:

      • 完善需求侧响应技术手段;

      • 突破光热发电技术瓶颈;

      • 攻克大容量储能技术难题;

      • 拓展柔性直流输电技术应用场景;

      • 试点应用新型柔性交流输电技术;

      • 推广应用新型调相机技术。

3.4 中长期能源电力演化展望

1)模型构建

基于碳达峰目标的2030年能源电力发展计算模型,如图1所示:

面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

图1. 基于碳达峰目标的2030年能源电力发展计算模型


基于碳中和目标的2060年能源电力发展计算模型,如图2所示:

面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

2 基于碳中和目标的2060年能源电力发展计算模型

3.5 实证分析

1) 2030年能源电力发电情况估算

未来十年内,煤电在发挥兜底保障作用的基础上,仍将承担较大的电量供应责任,煤电调峰需求超过50%,考虑届时仍有大量现役参数老旧机组运行,且部分区域供热机组占比较高,冬季供热期调峰能力进一步受限,需加大推进热电解耦等灵活性改造,提高煤电总体调峰能力。

2) 2060年能源电力发电情况估算

电力行业占能源行业碳排放比例呈先升后降趋势。从装机规模看,光伏、风电分别成为我国第一、第二大电源;从发电量上看,风电、光伏分别成为我国第一、第二大电源。煤电调峰能力需求在80%左右,建议“十四五”后新投产的煤电机组最小出力按照20%设计,以支撑构建以新能源为主的新型电力系统。


4.  Conclusion

本文总结我国电力系统“十三五“发展经验的基础上,提出”十四五“应加强关注的问题,对20302060年能源电力演化路径进行展望。


5.  Review

针对文中新技术重点攻关方向,以后可重点关注如下几个点:

1) 丰富完善需求响应理论基础、关键技术和标准体系。

2) 加强对”光伏+储能+小型分布式调相机“一体化监视和控制方向应用研究,为用户提供新型保障电力解决方案。

3研究新型调相机技术,模块化设计、安装调节简洁、运维方便,在新能源集中地区和电网末端推广。



原文始发于微信公众号(CTS纵横安全实验室):面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

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