強(qiáng)化系統(tǒng)本質(zhì)安全 持續(xù)保障穩(wěn)定運(yùn)行
中國(guó)工程院院士?舒印彪
習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，能源保障和安全事關(guān)國(guó)計(jì)民生，是須臾不可忽視的“國(guó)之大者”。黨中央提出“雙碳”目標(biāo)以來，各行各業(yè)迅速行動(dòng)，積極推動(dòng)建設(shè)清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)理、功能形態(tài)等發(fā)生深刻復(fù)雜變化，面臨電力保供與系統(tǒng)穩(wěn)定兩大安全挑戰(zhàn)。一方面，電源結(jié)構(gòu)由可控連續(xù)出力的煤電裝機(jī)占主導(dǎo)向強(qiáng)不確定性、弱可控出力的新能源發(fā)電裝機(jī)占主導(dǎo)轉(zhuǎn)變，新能源出力“靠天吃飯”，對(duì)電力保障支撐能力弱，同時(shí)未來較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)電力消費(fèi)仍將剛性增長(zhǎng)，負(fù)荷特性由剛性、純消費(fèi)型向柔性、生產(chǎn)與消費(fèi)兼具型轉(zhuǎn)變，發(fā)電和負(fù)荷隨機(jī)性、波動(dòng)性增強(qiáng)，電力供需形勢(shì)日趨復(fù)雜，供應(yīng)安全面臨長(zhǎng)期壓力。另一方面，新能源、直流等大量替代常規(guī)機(jī)組，電動(dòng)汽車、分布式能源、儲(chǔ)能等交互式用能設(shè)備廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)高比例可再生能源、高比例電力電子設(shè)備的“雙高”特征，系統(tǒng)轉(zhuǎn)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(yīng)更加復(fù)雜，系統(tǒng)安全運(yùn)行面臨挑戰(zhàn)。
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》（以下簡(jiǎn)稱《行動(dòng)方案》），提出9大專項(xiàng)行動(dòng)，其中“電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障行動(dòng)”聚焦系統(tǒng)兩大安全問題，從源、網(wǎng)、荷、技術(shù)四方面，明確了下階段新型電力系統(tǒng)安全保障總體要求和重點(diǎn)任務(wù)，為各地區(qū)和能源電力行業(yè)進(jìn)一步夯實(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的物理基礎(chǔ)，提供了重要的指導(dǎo)作用。
從電網(wǎng)側(cè)看，要優(yōu)化加強(qiáng)主網(wǎng)架，打造清潔能源優(yōu)化配置平臺(tái)。
推進(jìn)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵是加快發(fā)展非化石能源，尤其風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新能源。我國(guó)95%左右的非化石能源主要通過轉(zhuǎn)化為電能加以利用。電網(wǎng)連接生產(chǎn)和消費(fèi)，是保障電力送得出、用得好的關(guān)鍵平臺(tái)，是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的物理基礎(chǔ)，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)電力需求的快速增長(zhǎng)和能源結(jié)構(gòu)的加速轉(zhuǎn)型，電網(wǎng)局部地區(qū)還存在薄弱環(huán)節(jié)，骨干網(wǎng)架的脆弱性和控制復(fù)雜程度顯著增加，大電網(wǎng)的優(yōu)化配置資源能力仍需進(jìn)一步增強(qiáng)。《行動(dòng)方案》提出了優(yōu)化加強(qiáng)電網(wǎng)主網(wǎng)架，補(bǔ)齊結(jié)構(gòu)短板，保障電力可靠供應(yīng)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(guī)劃?rùn)C(jī)制。目前電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)統(tǒng)一規(guī)劃還不夠，尤其是電源與電網(wǎng)、新能源與常規(guī)電源、新能源與調(diào)節(jié)電源的發(fā)展協(xié)同性不足，影響系統(tǒng)整體效率。要協(xié)調(diào)政府主管部門、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)等建立溝通機(jī)制，科學(xué)統(tǒng)籌制定新增電源裝機(jī)規(guī)模、結(jié)構(gòu)、布局和建設(shè)時(shí)序，加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃，強(qiáng)化規(guī)劃方案安全穩(wěn)定和供電充裕性的系統(tǒng)性論證，提升規(guī)劃方案的適應(yīng)性與安全性。另一方面要持續(xù)補(bǔ)強(qiáng)特高壓交直流網(wǎng)架。當(dāng)前電網(wǎng)還存在強(qiáng)直弱交問題，交直流發(fā)展協(xié)調(diào)性不足，影響系統(tǒng)整體安全，也不利于輸電能力的發(fā)揮。要完善區(qū)域特高壓交流主網(wǎng)架，優(yōu)化500千伏網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各500千伏分區(qū)電力余缺互濟(jì)。加快特高壓直流（含柔性直流）建設(shè)，提高沙戈荒等能源基地外送支撐能力和受端負(fù)荷中心電力供應(yīng)能力。結(jié)合交流網(wǎng)架承載能力，合理控制同送同受直流群規(guī)模。此外，要提升電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害能力。近年來極端天氣、自然災(zāi)害頻發(fā)，影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，影響新能源發(fā)電支撐能力和電力尖峰負(fù)荷，供需不穩(wěn)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(qū)域，針對(duì)重點(diǎn)區(qū)段、重點(diǎn)部位提升桿塔、地線等輸變電設(shè)備的差異化設(shè)計(jì)，提升工程可靠性和抵御災(zāi)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(cè)看，要提升新主體涉網(wǎng)性能，提高對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的支撐能力。
電動(dòng)汽車、新型儲(chǔ)能等主體快速發(fā)展，各類新型主體涉網(wǎng)性能差異化明顯，弱抗擾動(dòng)性和弱支撐性對(duì)于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來極大風(fēng)險(xiǎn)。未來新能源成為供給主體，負(fù)荷側(cè)新要素不斷涌現(xiàn)，必須提升涉網(wǎng)性能，增強(qiáng)對(duì)電力保供和運(yùn)行安全的支撐能力，推動(dòng)公平承擔(dān)安全和成本責(zé)任。《行動(dòng)方案》提出了制修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與管理要求，提高新型主體涉網(wǎng)性能、加強(qiáng)入網(wǎng)檢測(cè)的重點(diǎn)工作舉措。一方面要強(qiáng)化技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)。充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于新技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)作用，深化集中式/分布式新能源、新型儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施等新型主體接入電力系統(tǒng)的交互影響研究，構(gòu)建新型主體并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，加快推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂。另一方面要加強(qiáng)新型主體并網(wǎng)檢測(cè)。新型主體涉及眾多生產(chǎn)廠家海量型號(hào)，嚴(yán)把設(shè)備入網(wǎng)關(guān)是保障其涉網(wǎng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。需要明確新型主體并網(wǎng)檢測(cè)流程、檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)資質(zhì)要求，持續(xù)完善新型儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充換電設(shè)施接入電網(wǎng)檢測(cè)手段。此外，要壓實(shí)新型主體并網(wǎng)管理責(zé)任。當(dāng)前新型主體并網(wǎng)尚未形成明確的安全管控責(zé)任邊界。亟需落實(shí)電網(wǎng)企業(yè)、相關(guān)業(yè)主、設(shè)備制造單位在新型主體并網(wǎng)運(yùn)行管理全流程中的職責(zé)，構(gòu)建集型式試驗(yàn)、到貨抽檢、電站調(diào)試、并網(wǎng)檢測(cè)、建模仿真、運(yùn)行維護(hù)與評(píng)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(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用，提升系統(tǒng)整體安全效率水平。
沙戈荒風(fēng)光基地大都分布在遠(yuǎn)離主網(wǎng)的無人區(qū)或少人區(qū)，本地支撐較為薄弱；受端負(fù)荷中心多直流饋入替代同步發(fā)電機(jī)，常規(guī)電源裝機(jī)不足，“空心化”問題突出，系統(tǒng)調(diào)頻和動(dòng)態(tài)無功支撐能力減弱。構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)送端“沙戈荒”高比例新能源地區(qū)、受端“空心化”地區(qū)均有廣泛的應(yīng)用需求。《行動(dòng)方案》提出要針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行需求應(yīng)用構(gòu)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(gòu)網(wǎng)型設(shè)備。構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備控制策略與參數(shù)的靈活性使其可以適用于多場(chǎng)景穩(wěn)定問題。要明確不同地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行的主要矛盾，在沙戈荒等高比例新能源外送地區(qū)可配置構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)設(shè)備抑制暫態(tài)過電壓，在負(fù)荷中心可配置構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)設(shè)備提升系統(tǒng)短路容量，在弱交流電網(wǎng)可試點(diǎn)配置構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備提升保供能力和有功快速調(diào)節(jié)能力。另一方面要加強(qiáng)對(duì)構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管控。構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備各廠家性能差異大，設(shè)備與系統(tǒng)間不協(xié)調(diào)可能存在弱阻尼振蕩等穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。要積極、穩(wěn)妥地推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)試點(diǎn)落地應(yīng)用，依據(jù)實(shí)際應(yīng)用效果，加快推動(dòng)一批構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備支撐能力要求。此外，要完善支持構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用的機(jī)制建設(shè)。目前，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)快速發(fā)展，但相關(guān)配套機(jī)制較為滯后。要進(jìn)一步健全適應(yīng)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)主體開展交易和調(diào)度的基本規(guī)范，完善電力輔助服務(wù)市場(chǎng)產(chǎn)品體系、準(zhǔn)入條件、交易方式和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)主動(dòng)支撐電網(wǎng)電壓、頻率、功角穩(wěn)定和新能源配置消納的多維度價(jià)值。
從負(fù)荷側(cè)看，要持續(xù)提升電能質(zhì)量，適應(yīng)新型負(fù)荷的隨機(jī)性波動(dòng)性。
大量電力電子逆變器主導(dǎo)的新型負(fù)荷持續(xù)接入電網(wǎng)，負(fù)荷特性多變，對(duì)于電力系統(tǒng)電能質(zhì)量管理提出了更高挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著分布式新能源快速發(fā)展，新型用能形式不斷涌現(xiàn)，配電網(wǎng)有源化特征明顯，局部區(qū)域電壓越限、設(shè)備反向重過載等問題突出。《行動(dòng)方案》提出了壓實(shí)各方電能質(zhì)量管理責(zé)任，加強(qiáng)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(tǒng)電能質(zhì)量問題防治技術(shù)。當(dāng)前防治技術(shù)主要針對(duì)單一干擾源，對(duì)于多電力電子裝備耦合帶來的電能質(zhì)量問題手段不足。要組織電力行業(yè)科研院所開展新能源、電力電子設(shè)備大規(guī)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(gòu)建新型電力系統(tǒng)電能質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。當(dāng)前電能質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于新型主體并網(wǎng)下電能質(zhì)量評(píng)估適應(yīng)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(biāo)限值標(biāo)準(zhǔn)，分行業(yè)細(xì)化電能質(zhì)量評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。此外，要壓實(shí)電能質(zhì)量管理各方責(zé)任。加強(qiáng)發(fā)電、用電設(shè)備電能質(zhì)量特性檢測(cè)認(rèn)證，壓實(shí)發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶在電能質(zhì)量管理中的主體責(zé)任，遵循“誰干擾，誰治理”的原則及時(shí)處理電能質(zhì)量問題，建立常態(tài)化管控機(jī)制和規(guī)范化流程。
總的來看，《行動(dòng)方案》對(duì)加快推動(dòng)新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障工作作出了系統(tǒng)部署，提出的各項(xiàng)行動(dòng)舉措務(wù)實(shí)有力，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源加速轉(zhuǎn)型背景下電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
（來源：中國(guó)電力報(bào)）
黨中央