经济发展,能源先行。可再生能源和电网分别是我国能源体系的不竭动力源泉和核心输配枢纽,是保障国民经济社会可持续发展的命脉。国家始终把可再生能源高质量发展摆在突出战略位置,20年前通过颁布《可再生能源法》及配套政策,确立“总量目标”、“全额保障性收购”和“可再生能源发展基金”等核心制度,为我国可再生能源产业高质量发展厚植沃土,同时收获巨大成效。截至2024年底,我国风电、光伏总装机规模已超过欧洲和美国的总和,跃居全球首位。然而,在电力系统供需瞬时平衡的物理规律下,可再生能源的跨越式发展也引发了消纳瓶颈(弃风、弃光)、供给短缺(无风、枯水)和安全风险(电压、频率失稳)诸多难题。随着极端天气频发及可再生能源更大规模并网,其“靠天吃饭”造成的短时和长期不确定性将持续放大,对电力乃至能源系统安全稳定造成更大挑战。
迎来《可再生能源法》修订的契机,本文分别从布局规划和协同运行的角度分析了促进两者协调发展的关键举措,并提出法条修订建议,助力可再生能源的高质量健康发展。
适度超前布局电网基础设施
我国能源与负荷中心逆向分布的特点决定了电力骨干网将长期保持“西电东送、北电南送”的整体格局,大规模、远距离交直流传输是实现电能资源优化配置的重要途径。随着双碳目标推进和经济社会发展,西北、华北和西南地区的外送电量将突破更大规模,华东和华南地区的外来电力占比将更高,电力系统面临更大容量的跨省跨区输电需求。
为此,需适度加大电网基础设施投资建设,超前开展高效输电技术研发,确保跨区域骨干网架容量充裕。输电网络是电力系统的“大动脉”,我国目前已初步掌握特高压直流、柔性直流和柔性交流等输电技术并建设了多条示范工程,有效支撑大规模可再生能源跨省消纳和区域电网互济。然而,现有输电网络仍然面临提升输电效率、增强灵活调节能力和适应极端环境等挑战。为此,需适度加大对柔性直流、柔性交流、柔性低频等输电工程的支持;也需超前攻关高海拔、复杂地形、恶劣环境等极端条件下的特高压输电技术,探索未来的超导输电技术。以上工程及技术将为我国充裕网架构建提供坚实支撑。除输电容量充裕外,骨干网架还需坚强、可靠、抗扰动。除高比例可再生能源并网外,高比例电力电子设备应用也是新型电力系统的典型特征。由于“双高”电力系统具有非线性、时变性、异构性和不确定性等复杂特征,其稳定性的内在机理发生根本变化。为此,亟需构建电力系统稳定性分析新框架,提出稳定性分析新方法,为保障系统安全稳定运行提供支撑。
加速配电网络自动化和智能化。配电网络是电力系统中的“毛细血管”,连接工业、建筑、交通和居民等各类终端负荷。随着分布式能源的发展,以及数据中心、电动汽车和绿电制氢等新兴负荷的增长,配电侧的源荷界限逐渐模糊,面临可靠供电、高效消纳和灵活运行等多重挑战。为此,需发展柔性交直流配电网技术,引入变频器等电力电子装置实现交流和直流的灵活转换和分配;还需发展智能配电网态势感知技术,识别配电网潜在异常和风险;也需发展配电网与综合能源集成技术,将电、热、气等能源互补,助力工业园区和绿色建筑等用户提前实现零碳排放。