基于新能源具有隨機性、波動性及間歇性等特點,新型電力系統迫切需要建立“源網荷儲"的運作模式,也就是電源、電網、負荷、儲能各環節協調互動,實現安全穩定的運行。新型電力系統裝備典型應用場景包括:
“源"端主要在電源側,未來清潔低碳電源將成為主體,包括第一類像風電、光伏等具有強不確定性的可再生能源;以及第二類可提供靈活性的可靠零碳電源,比如大中型水電、核電、生物質、光熱、氫能發電等;以及第三類保留化石能源發電機組,通過靈活性改造用作系統調峰電源。由于我國能源和負荷分布不均的問題,加強特高壓建設有助于發揮大電網對清潔能源的配置作用。
“網"端主要在電網側,根據我國國情與資源稟賦,“西電東送、北電南送"的電力流分布持續強化,新能源開發呈現集中式與分布式并舉的格局,電網呈現出交直流混聯大電網、柔直電網、主動配網、微電網等多種形態電網并存。電網不僅承擔電能傳輸的作用,而且將更多地承擔電能互濟、備用共享的職能。配電網將從交流電網轉為柔性交直流配網,還將接入分布式可再生能源、儲能、電動汽車、需求響應等各種靈活性的“配套"資源,實現靈活性需求的就地平衡。
“荷"端主要在負荷側,隨著能源消費結構與產業結構調整,電氣化水平不斷提升,高耗能工業負荷逐步減少,數據中心、電動汽車等負荷將大幅增長,電制氫、儲能、智能電器等交互式用能設備將廣泛接入和應用,未來負荷種類呈多元化特點。一方面伴隨數字化轉型發展,海量用戶聚合下的雙向互動與需求響應將成為常態;另一方面通過“電–熱–冷–氣"等不同能源消費的協同互動與優化,實現不同能源負荷的彈性替代,靈活可控負荷將成為電力靈活性資源的重要組成部分。
“儲"端主要在儲能側,儲能將成為未來電力系統升級最關鍵的環節。風光等新能源發電具有不穩定性,為了保證電力系統穩定運行,需要儲能調節,起到削峰填谷的作用。新型電力系統將依托抽蓄、化學儲能、光熱儲熱、氫儲能、壓縮空氣儲能等多元儲能技術體系,以電網為紐帶,將獨立分散的電網側、電源側、用戶側儲能資源進行全網的優化配置,推動“源–網–荷"各環節儲能能力全面釋放,構建多元、融合、開放、共享的儲能體系。對應構建新型電力系統而言,儲能系統的進展直接決定了新型電力系統構建的進程和成果。
什么是母線和母線槽?它們又哪些區別
母線槽和母線實際上一個接一個地關閉,另一個沒有關閉。封閉母線稱為母線槽,即密集型母線槽是封閉母線的背心,封閉母線槽和母線指的是同一件事。封閉式母線槽是由金屬板(鋼板或鋁板)組成的母線系統,用作保護殼、導電條、絕緣材料及相關附件。可制成距離刺入式接線盒的刺入式封閉母線,也可制成中心無接線盒的饋電式封閉母線。它是一條用金屬外殼封閉主母線的母線。封閉母線槽具有以下優點:
1.有利于標準化和突出的互換。
2.非磁性或弱磁性材料通常用于封閉外殼,以減少發熱。
3.母線封閉,提高了系統的抗污染能力。適用于煤炭、造紙、化工等粉塵嚴重、空氣濕度高的地區。
封閉母線可分為密實絕緣母線和空氣絕緣母線,適用于額定工作電壓60V,額定工作電流250~2500A。三相四線或三相五線供配電線路結構緊湊,絕緣強度高,傳輸電流大,互換性好,電氣性能穩定,設備保護方便,使用壽命長。
一是適應能源配置平臺化,創新電網發展方式。考慮到我國能源資源與需求逆向分布的特點,需持續完善核心骨干網架,加大各級電網建設投資力度,尤其特高壓交直流再次迎來大規模建設。特高壓作為解決資源稟賦約束的重要環節,成為構建新型電力系統重要組成部分。“十四五"計劃新建特高壓線路“24交14直",涉及線路長3萬余千米,總投資約計3800億元。特高壓產業鏈受益,既能拉動包括高壓電氣開關設備、換流閥、線纜、變壓設備等硬件的需求,又能帶動智能化終端、智能芯片等需求。
二是適應能源生產清潔化,提升新能源開發利用水平。截至2021年底,全國發電裝機容量約23.77億千瓦,同比增長7.9%,其中可再生能源發電裝機達到10.63億千瓦,占總發電裝機容量的44.8%。最近,國家發改委等九部門聯合印發《“十四五"可再生能源發展規劃》,明確可再生能源發電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%,風電和太陽能發電量實現翻倍。同時,我國能源結構基本特征是“富煤、貧油、少氣",燃氣調峰電站發展不足,抽水蓄能和燃氣電站占比僅約6%,其中抽水蓄能占比約1.4%,與發達國家相比,我國抽水蓄能仍有較大發展空間。根據《抽水蓄能中長期發展規劃(2021~2035年)》,到2025年,抽水蓄能投產總規模6200萬千瓦以上;到2030年,投產總規模1.2億千瓦左右。
三是適應能源消費電氣化,促進節能降耗滿足用能需求。電力行業碳排放約占全社會碳排放總量的40%。穩妥有序、因地制宜推動電能替代,在北方地區推動以電代煤清潔取暖,全面開展全電景區、全電船舶、公路與鐵路電氣化等電能替代項目。加快建設充電基礎設施,構建“十縱十橫兩環網"快充網絡,有效緩解電動汽車遠距離出行“里程焦慮"。積極引導用戶高效用能、綠色用能、節約用能。
四是適應能源創新融合化,打造原創技術策源地。大力實施新型電力系統科技攻關行動,推進協同創新,加大研發經費投入,開展大電網安全穩定控制、虛擬電廠、特高壓分接開關等重大技術攻關,攻克各種“卡脖子"“無人區"技術難題,全面提高自主創新能力,打造新型電力系統示范區。持續跟蹤顛到性技術發展趨勢,強化基礎研究和前沿技術布局,取得更多原創成果。
五是適應能源業態數字化,加強能源互聯網建設。深入應用“大云物移智鏈"等新一代信息技術,加快推動電網向能源互聯網升級,實現電網生產、經營、管理等核心業務數字化轉型,促進發輸配用各領域、源網荷儲各環節、電力與其他能源系統協調聯動。加強產業鏈上下游協同,以數字平臺服務推動上下游企業供需匹配、資源共享,促進產學研用深度結合,加快孕育能源數字經濟新業態新模式,當好現代產業鏈的“鏈長"。
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