加速构建新型电力系统:2024-2027年行动方案深度解析

元描述:深入解读国家发改委、国家能源局、国家数据局印发的《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》,全面分析9项专项行动,重点探讨算力与电力协同、新能源外送、配电网高质量发展、智慧化调度、储能技术等关键领域,为读者解读新型电力系统构建的未来趋势。

引言:

随着“双碳”目标的提出,构建新型电力系统成为中国能源结构转型的重要抓手,并已上升至国家战略高度。2023年8月,国家发展改革委、国家能源局、国家数据局联合印发《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》,明确了未来四年新型电力系统建设的重点方向和具体措施,为我国电力系统高质量发展指明了方向。

本文将对该方案进行深度解析,从9项专项行动出发,结合行业现状和发展趋势,阐述新型电力系统建设的战略意义、主要内容、关键技术以及未来展望,并探讨其对各相关产业的影响。

算力与电力协同:能源与数字经济融合新趋势

算力与电力协同是新型电力系统建设的重要组成部分,也是数字经济时代能源与信息技术融合的必然趋势。该方案提出“实施一批算力与电力协同项目”,旨在利用新能源资源优势,推动数据中心绿色发展,并促进能源与数字产业的协同发展。

具体措施包括:

  • 科学整合源荷储资源: 充分利用新能源资源禀赋,将数据中心与新能源发电、储能、负荷等资源进行一体化规划,实现算力与电力基础设施的协同布局。
  • 探索“绿电聚合供应”模式: 鼓励新能源就近供电,并通过聚合交易、就地消纳等模式,最大限度地提高数据中心绿电占比,降低对传统电力系统的依赖。
  • 提升算力与电力协同运行水平: 通过整合调节资源,优化调度机制,提升算力与电力协同运行效率,提高数据中心绿电占比,降低电网保障容量需求。
  • 探索光热发电与风电、光伏发电联营的绿电稳定供应模式: 促进光热发电与风电、光伏发电的互补发展,为数据中心提供更稳定可靠的绿电供应。
  • 加强数据中心余热资源回收利用: 鼓励数据中心余热资源的回收利用,满足周边地区用热需求,实现能源的综合利用和节约。

算力与电力协同的意义:

  • 推动数据中心绿色发展: 利用新能源资源优势,降低数据中心碳排放,实现数据中心的可持续发展。
  • 促进能源与数字产业融合: 将能源与数字产业深度融合,催生新的产业模式和商业模式,推动数字经济发展。
  • 提升能源系统效率: 通过算力与电力的协同运行,提高能源利用率,降低能源消耗,实现能源系统的高效运行。

算力与电力协同的挑战:

  • 技术挑战: 需要突破数据中心与新能源资源、电网系统之间的技术壁垒,实现高效的协同运行。
  • 政策挑战: 需要完善相关政策法规,建立健全算力与电力协同的市场机制,为算力与电力协同发展提供政策保障。
  • 成本挑战: 算力与电力协同的建设和运营成本较高,需要探索有效的商业模式,降低成本,促进其商业化应用。

新能源系统友好性能提升行动:构建高比例新能源电力系统

随着新能源发电量的快速增长,如何提高新能源发电的系统友好性,使其稳定可靠地融入电力系统成为关键问题。该方案提出“新能源系统友好性能提升行动”,旨在通过技术创新和机制完善,提升新能源发电的系统友好性能,促进高比例新能源电力系统的构建。

具体措施包括:

  • 打造一批系统友好型新能源电站: 整合源储资源,优化调度机制,完善市场规则,提升典型场景下风电、光伏电站的系统友好性能,提高可靠出力水平,新能源置信出力提升至10%以上。
  • 实施一批算力与电力协同项目: 将新能源与数据中心等高能耗行业进行耦合,实现新能源就地消纳,提升新能源发电利用率。
  • 建设一批智能微电网项目: 鼓励各地结合应用场景,因地制宜建设智能微电网项目,提高当地电力供应水平,缓解大电网调节和消纳压力。

新能源系统友好性能提升的意义:

  • 提高新能源发电的可靠性和稳定性: 通过技术创新和机制完善,提升新能源发电的系统友好性能,使其稳定可靠地融入电力系统,提高新能源发电的利用率。
  • 促进高比例新能源电力系统的构建: 为高比例新能源电力系统的构建提供技术保障,实现电力系统的清洁低碳转型。
  • 优化能源结构: 降低对传统化石能源的依赖,提升能源安全保障水平,促进能源结构优化调整。

新能源系统友好性能提升的挑战:

  • 技术挑战: 需要突破新能源发电与电网系统之间的技术壁垒,提升新能源发电的预测精度和调节能力。
  • 机制挑战: 需要完善相关政策法规,建立健全新能源发电的市场机制,激励新能源发电参与电力系统调节。
  • 成本挑战: 提升新能源发电的系统友好性能需要一定的成本投入,需要探索有效的商业模式,降低成本,促进其大规模应用。

新一代煤电升级行动:保障电力系统稳定与清洁低碳发展

新一代煤电升级行动是保障电力系统稳定运行和清洁低碳发展的重要举措,该方案提出“新一代煤电升级行动”,旨在推动煤电技术创新,提升煤电的灵活性、可靠性和清洁低碳水平,使其在新型电力系统中发挥更重要的作用。

具体措施包括:

  • 开展新一代煤电试验示范: 探索与新型电力系统发展相适应的新一代煤电发展路径,推动煤电机组深度调峰、快速爬坡等高效调节能力进一步提升,促进新能源消纳,应用零碳或低碳燃料掺烧、碳捕集利用与封存等低碳煤电技术路线,促进煤电碳排放水平大幅下降。
  • 推动新一代煤电标准建设: 针对新一代煤电技术路线,推动开展煤电降碳效果核算标准制定,完善新一代煤电系统设计及设备选型标准体系,更好适应电力系统清洁低碳、灵活智能的发展要求。

新一代煤电升级的意义:

  • 提升煤电的灵活性: 提升煤电的调峰能力,使其能够更好地适应高比例新能源接入的电力系统运行模式。
  • 降低煤电的碳排放: 通过应用低碳煤电技术,降低煤电的碳排放,实现煤电的清洁低碳转型。
  • 保障电力系统的稳定运行: 新一代煤电能够提供可靠的电力供应,保障电力系统的稳定运行,为新能源消纳提供保障。

新一代煤电升级的挑战:

  • 技术挑战: 新一代煤电技术研发和应用难度大,需要突破技术瓶颈,提高技术成熟度。
  • 成本挑战: 新一代煤电技术成本较高,需要探索有效的成本控制手段,降低成本,促进其商业化应用。
  • 政策挑战: 需要完善相关政策法规,建立健全新一代煤电的市场机制,为新一代煤电发展提供政策保障。

电力系统调节能力优化行动:构建电力系统稳定运行的保障体系

电力系统调节能力优化行动是保障电力系统稳定运行的重要举措,该方案提出“电力系统调节能力优化行动”,旨在通过建设共享储能电站,探索应用新型储能技术,提升电力系统的调节能力,为高比例新能源接入和电力系统稳定运行提供保障。

具体措施包括:

  • 建设一批共享储能电站: 在用好常规调节措施的基础上,聚焦新型储能优化系统调节能力,在确保安全的前提下,布局一批共享储能电站,同步完善调用和市场化运行机制,提升系统层面的电力保供和新能源消纳能力。
  • 探索应用一批新型储能技术: 围绕不同应用场景对爬坡速率、容量、长时间尺度调节及经济性、安全性的需求,探索建设一批液流电池、飞轮、压缩空气储能、重力储能、二氧化碳储能、液态空气储能、钠离子电池、铅炭电池等多种技术路线的储能电站,通过合理的政策机制,引导新型储能电站的市场化投资运营。

电力系统调节能力优化的意义:

  • 提高电力系统的稳定性: 储能技术的应用能够有效提升电力系统的调节能力,提高电力系统的稳定性和可靠性,保证电力系统安全稳定运行。
  • 促进新能源消纳: 储能技术能够有效缓解新能源发电的间歇性和波动性,提高新能源发电的利用率,促进新能源消纳。
  • 提升电力系统灵活性: 储能技术能够提高电力系统的灵活性,使其能够更好地适应新能源发电的快速发展,促进电力系统清洁低碳转型。

电力系统调节能力优化的挑战:

  • 技术挑战: 储能技术发展仍处于初期阶段,需要突破技术瓶颈,提升储能技术的安全性和经济性。
  • 成本挑战: 储能技术成本较高,需要探索有效的成本控制手段,降低成本,促进储能技术的规模化应用。
  • 政策挑战: 需要完善相关政策法规,建立健全储能技术的市场机制,为储能技术发展提供政策保障。

电动汽车充电设施网络拓展行动:推动电动汽车产业与电力系统深度融合

电动汽车充电设施网络拓展行动是推动电动汽车产业发展和电力系统深度融合的重要措施,该方案提出“电动汽车充电设施网络拓展行动”,旨在完善充电基础设施网络布局,加强电动汽车与电网的融合互动,推动电动汽车产业的可持续发展。

具体措施包括:

  • 完善充电基础设施网络布局: 以“两区”(居住区、办公区)、“三中心”(商业中心、工业中心、休闲中心)为重点,因地制宜布局公共充电基础设施,扩大高速公路充电网络覆盖范围并加强节假日充电服务保障,有效增加农村地区充电设施,逐步构建日益完善的充电基础设施网络。
  • 加强电动汽车与电网融合互动: 充分利用电动汽车储能资源,全面推广智能有序充电,支持开展车、桩、站、网融合互动探索,研究完善电动汽车充电分时电价政策,探索放电价格机制,推动电动汽车参与电力系统互动。
  • 建立健全充电基础设施标准体系: 加快以快充技术为代表的先进充换电技术标准制修订,探索建立车网互动相关标准,健全完善充电基础设施规划、设计、建设、运营等方面标准体系,提升标准国际化引领能力。

电动汽车充电设施网络拓展的意义:

  • 推动电动汽车产业发展: 完善充电基础设施网络,为电动汽车提供便捷可靠的充电服务,促进电动汽车产业的规模化发展。
  • 促进电动汽车与电力系统深度融合: 通过车网互动技术,将电动汽车的储能资源融入电力系统,提升电力系统的调节能力,促进新能源消纳,推动电动汽车产业与电力系统的深度融合。
  • 降低电动汽车使用成本: 通过智能有序充电和车网互动技术,降低电动汽车的使用成本,提高电动汽车的经济性,促进电动汽车的普及。

电动汽车充电设施网络拓展的挑战:

  • 基础设施建设挑战: 需要加大充电基础设施的建设力度,完善充电网络布局,满足电动汽车快速增长的充电需求。
  • 技术挑战: 需要突破车网互动技术瓶颈,提升车网互动技术的安全性、可靠性和效率。
  • 政策挑战: 需要完善相关政策法规,建立健全电动汽车充电的市场机制,为电动汽车充电设施建设和运营提供政策保障。

需求侧协同能力提升行动:发挥需求侧资源的调节潜力

需求侧协同能力提升行动是发挥需求侧资源调节潜力的重要措施,该方案提出“需求侧协同能力提升行动”,旨在通过开展典型地区高比例需求侧响应,建设一批虚拟电厂,提升需求侧的调节能力,为电力系统稳定运行和新能源消纳提供保障。

具体措施包括:

  • 开展典型地区高比例需求侧响应: 在尖峰负荷问题突出或新能源消纳困难的地区实施高比例需求侧响应,利用新型电力负荷管理系统,建立需求侧灵活调节资源库,优化调度运行机制,完善市场和价格机制,充分激发需求侧响应活力,实现典型地区需求侧响应能力达到最大用电负荷的5%或以上,着力推动具备条件的典型地区需求侧响应能力达到最大用电负荷的10%左右。
  • 建设一批虚拟电厂: 结合电力保供、新能源发展等需求,利用当地源荷储资源,建设一批虚拟电厂,建立健全虚拟电厂技术标准体系,完善虚拟电厂的市场准入、安全运行标准和交易规则,常态化参与系统调节,提升电力保供和新能源就地消纳能力。

需求侧协同能力提升的意义:

  • 提升电力系统的调节能力: 通过需求侧响应和虚拟电厂,能够有效调控负荷,提升电力系统的调节能力,保障电力系统安全稳定运行。
  • 促进新能源消纳: 需求侧响应和虚拟电厂能够有效提高新能源发电的利用率,促进新能源消纳,推动电力系统清洁低碳转型。
  • 降低电力系统的运行成本: 通过需求侧响应和虚拟电厂,能够降低电力系统的运行成本,提高能源利用效率。

需求侧协同能力提升的挑战:

  • 技术挑战: 需要发展成熟的需求侧响应技术和虚拟电厂技术,提高其安全性、可靠性和效率。
  • 市场挑战: 需要探索有效的市场机制,鼓励需求侧主体积极参与需求侧响应和虚拟电厂建设。
  • 政策挑战: 需要完善相关政策法规,建立健全需求侧响应和虚拟电厂的市场机制,为需求侧协同能力提升提供政策保障。

新型电力系统建设的未来展望

新型电力系统建设是一个系统工程,需要多方协同,共同努力。未来,新型电力系统建设将朝着以下几个方向发展:

  • 技术创新: 不断突破关键技术瓶颈,提升新能源发电的系统友好性能,发展更加高效、安全、经济的储能技术,完善需求侧响应技术和虚拟电厂技术,推动电力系统智能化发展。
  • 机制完善: 建立健全新型电力系统的市场机制,完善相关政策法规,鼓励多元主体参与新型电力系统建设,促进新型电力系统健康有序发展。
  • 融合发展: 推动能源与数字产业深度融合,将能源与信息技术、人工智能等技术进行深度整合,促进能源系统智能化发展,提高能源利用效率。

常见问题解答

Q1: 新型电力系统构建的意义是什么?

A1: 新型电力系统构建是实现碳达峰碳中和目标的重要举措,也是推动能源革命、促进经济社会高质量发展的重要引擎。它能够有效提升能源利用效率,降低能源消耗,减少碳排放,推动能源结构转型,保障能源安全,促进经济社会可持续发展。

Q2: 如何理解“算力与电力协同”的概念?

A2: “算力与电力协同”是指将数据中心与新能源发电、储能、负荷等资源进行一体化规划,实现算力与电力基础设施的协同布局,并通过优化调度机制,提高算力与电力协同运行效率,降低数据中心碳排放,推动数字经济发展。

Q3: 新能源系统友好性能提升行动的重点是什么?

A3: 新能源系统友好性能提升行动的重点是通过技术创新和机制完善,提升新能源发电的系统友好性能,使其稳定可靠地融入电力系统,促进高比例新能源电力系统的构建,降低对传统化石能源的依赖,提升能源安全保障水平。

Q4: 新一代煤电升级行动的目标是什么?

A4: 新一代煤电升级行动的目标是推动煤电技术创新,提升煤电的灵活性、可靠性和清洁低碳水平,使其在新型电力系统中发挥更重要的作用,保障电力系统的稳定运行和清洁低碳发展。

Q5: 电力系统调节能力优化行动的意义是什么?

A5: 电力系统调节能力优化行动的意义是通过建设共享储能电站,探索应用新型储能技术,提升电力系统的调节能力,为高比例新能源接入和电力系统稳定运行提供保障,促进电力系统清洁低碳转型。

Q6: 电动汽车充电设施网络拓展行动将如何推动电动汽车产业发展?

A6: 电动汽车充电设施网络拓展行动将通过完善充电基础设施网络布局,加强电动汽车与电网的融合互动,推动电动汽车产业的可持续发展,促进电动汽车与电力系统的深度融合,降低电动汽车使用成本,提高电动汽车的经济性,促进电动汽车的普及。

结论

构建新型电力系统是实现“双碳”目标、推动能源革命、促进经济社会高质量发展的必然选择。该方案的发布,标志着中国新型电力系统建设迈入了新的发展阶段,将为我国电力系统高质量发展提供重要保障,为实现碳达峰碳中和目标提供有力支撑。

未来,我们要继续加强技术创新,完善政策法规,推进体制机制改革,加快构建新型电力系统,为建设美丽中国、实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。