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哦？比windows、iMac耍起來還666？
那還真不是一個(gè)級(jí)別和體量的。這個(gè)國(guó)家級(jí)、高規(guī)格的重大系統(tǒng)，你雖然沒法直接上手“盤”，但它卻能全面改變你的生活！它就是――新型電力系統(tǒng)。
1、“雙高”“雙峰”來臨電力系統(tǒng)需要更新
3月15日，習(xí)近平總書記主持召開中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議，在研究實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的基本思路和主要舉措時(shí)提到，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
“新型電力系統(tǒng)”這個(gè)中央首提的新名詞，十分惹眼。關(guān)于這個(gè)概念，確切精準(zhǔn)的定義暫時(shí)還沒有。但形態(tài)特征上，無外乎清潔低碳、安全可控、靈活高效、開放互動(dòng)、智能友好等。
我們咨詢了電力系統(tǒng)專家后，替大家劃兩個(gè)重點(diǎn)：
√ 這個(gè)系統(tǒng)以新能源為主體；
√ 這個(gè)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的主要手段。
2020年我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中，新能源（風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電）占比約24.3%，離成為“主體”還差得遠(yuǎn)――至少得過半吧。以新能源為主體，電源結(jié)構(gòu)就要“脫胎換骨”。新型電力系統(tǒng)就必須能夠適應(yīng)這個(gè)變化。
那么，這個(gè)新型電力系統(tǒng)到底將有哪些新變化？
主要來說就是“雙高”（高比例可再生能源、高比例電力電子裝備）與“雙峰”（電網(wǎng)夏、冬季負(fù)荷高峰）。
（1）新能源“入主”
新，首先新在能源結(jié)構(gòu)。新能源將大量接入電力系統(tǒng)。畢竟，新的系統(tǒng)，需要新的架構(gòu)。
習(xí)近平總書記在世界氣候雄心峰會(huì)上承諾，到2030年，我國(guó)風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上。截至2020年年底，我國(guó)風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)容量總計(jì)5.3億千瓦。意味著，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，未來10年，電力系統(tǒng)將把二倍于現(xiàn)在的新能源擁入懷中。
（2）電力電子化加碼
新，還新在設(shè)備接入方式的新。大量電力電子設(shè)備接入電力系統(tǒng)。新的系統(tǒng)，也需要新的“插件”。
所謂電力電子設(shè)備，是指以電力電子器件為主要功能元件的設(shè)備。電力電子器件又稱為功率半導(dǎo)體器件，主要用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件，如新能源發(fā)電中的逆變器、直流輸電中的晶閘管、負(fù)荷側(cè)的大型變頻電機(jī)。
所以，隨著新能源、直流電網(wǎng)、電動(dòng)汽車等加速發(fā)展，電力系統(tǒng)將接入越來越多的高級(jí)“插件”，功能自然會(huì)隨之變化。
就說說老司機(jī)們最關(guān)心的電動(dòng)汽車。去年，在“新基建”熱潮下，充電樁的建設(shè)、接入電網(wǎng)迎來了一波高潮。
現(xiàn)在，全球最大的車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)――國(guó)網(wǎng)智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已經(jīng)接入119萬個(gè)充電樁。好比是一臺(tái)大型計(jì)算機(jī)上接入了100多萬個(gè)能隨時(shí)上傳、下載資料的U盤。這個(gè)計(jì)算量，妥妥地嚇人！
（3）負(fù)荷高峰“雙擊”
近年來，我國(guó)用電需求呈現(xiàn)冬、夏“雙峰”特征，峰谷差不斷擴(kuò)大，而且北方地區(qū)冬季高峰負(fù)荷往往接近或超過夏季高峰，電力保障供應(yīng)的難度逐年加大。
我們且看看2020年，國(guó)家電網(wǎng)供區(qū)內(nèi)各省級(jí)電網(wǎng)一年中最大負(fù)荷，確實(shí)在“雙擊”冬、夏兩個(gè)季節(jié)――
2、這個(gè)系統(tǒng)更新難度值爆表
那，需不需要down機(jī)后“重裝”系統(tǒng)？
重裝倒也不至于，但這種系統(tǒng)“結(jié)構(gòu)性”的更新，難度值爆表。
（1）新能源能力強(qiáng)，脾氣也不小
我們?nèi)粘Ｉ钪姓f到“雙高”“三高”，指的是高血脂、高血壓、高血糖這種讓人頭疼的病。新型電力系統(tǒng)要搞定“雙高”“雙峰”也不容易。
就說新能源吧，能力挺強(qiáng)，但脾氣不小。舉個(gè)例子，得有風(fēng)，風(fēng)機(jī)葉片才能轉(zhuǎn)，太陽能發(fā)電也得陽光明媚。新能源發(fā)電主要“靠天吃飯”。這還不是“一天”的事兒，而是“一天天的”都這樣。
在我國(guó)，冬季、夏季是用電高峰，取暖、吹空調(diào)啥的都要用電。但說巧不巧，我國(guó)春秋季新能源大發(fā)，但用電量處于全年低谷期。這就是典型的供給側(cè)與消費(fèi)側(cè)季節(jié)性“錯(cuò)配”。
再進(jìn)一步說，我國(guó)冬夜漫漫，人們?cè)谒X前生活取暖用電需求量大，但這時(shí)光伏發(fā)電出力幾乎為零。冬季枯水期，水電也幫不上忙。風(fēng)電呢，典型的“風(fēng)一樣的男子”，來去無定律，在夜深人靜、負(fù)荷低谷時(shí)，常常不按套路大把出牌……
以西北某省風(fēng)電總出力為例，你來看看，它的波動(dòng)性、間歇性、隨機(jī)性有多強(qiáng)：
這就像是網(wǎng)友約好一起開黑，結(jié)果網(wǎng)速跟上面的曲線一樣，多么令人崩潰。
（2）單行道變雙向跑，規(guī)則得調(diào)
你有沒有注意到，如今，中國(guó)大馬路上跑著的新能源汽車越來越多，農(nóng)村中不少房屋頂上也安裝了光伏板。這些負(fù)荷側(cè)的分布式光伏、電動(dòng)汽車等，看似人畜無害，實(shí)則對(duì)電力系統(tǒng)的形態(tài)造成整容級(jí)改觀，“操作規(guī)則”都得改改。
以前，一度電從發(fā)電廠經(jīng)過變電站升壓、輸電線路傳輸、配電變壓器降壓，最后到我們家，都是“一條道走到黑”。現(xiàn)在不一樣了，配電網(wǎng)有源化，原本處于末端負(fù)荷側(cè)的電動(dòng)汽車、分布式光伏也能向電網(wǎng)供電，而且數(shù)量還很多、很分散。
這就相當(dāng)于，以前我們只能去大型機(jī)房下載資料，現(xiàn)在拿著手機(jī)就能隨時(shí)隨地上網(wǎng)，不僅能下載，還能上傳，甚至同步進(jìn)行。你想想，這“流量壓力”得多大啊！
（3）從單機(jī)游戲到大型聯(lián)網(wǎng)游戲
這些問題，難也就難點(diǎn)吧。比如窮舉法，看起來是笨辦法但也能做出來。但當(dāng)問題變成冪函數(shù)，更新系統(tǒng)有多難？
首先，接入系統(tǒng)的“對(duì)象”變多了。以前，發(fā)電機(jī)組就那些，個(gè)頂個(gè)。現(xiàn)在，大容量的發(fā)電機(jī)組變成很多小的，發(fā)生了數(shù)量級(jí)的變化。更多參數(shù)導(dǎo)致系統(tǒng)控制起來更難了。看看體量對(duì)比（PS.這還是和風(fēng)電場(chǎng)里的大型風(fēng)電機(jī)組對(duì)比）――
其次，以前接入這個(gè)系統(tǒng)的都是懂規(guī)矩的――頻率50赫茲的同步發(fā)電機(jī)。“同頻共振”不僅好商量，而且隨著“團(tuán)隊(duì)”的壯大，系統(tǒng)的慣量也增大，穩(wěn)重又可靠。現(xiàn)在，大量新設(shè)備也要加入系統(tǒng)，而且只能靠電力電子裝置的控制調(diào)成一個(gè)頻率。
這就大大增加了電力系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)：一方面，新能源發(fā)電的電力電子設(shè)備各有心思，并不能給系統(tǒng)提供慣量支撐，電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)大擾動(dòng)的“抵抗力”將下降。另一方面，一旦有一個(gè)設(shè)備“感染”了，那將引起一連串的連鎖反應(yīng)。在系統(tǒng)發(fā)電功率不足時(shí)，需要大家一起增加出力的時(shí)候，風(fēng)機(jī)卻罷工“不玩了”，這將讓電力系統(tǒng)雪上加霜。
打個(gè)比方，本來玩的是單機(jī)游戲，贏不贏主要靠自己。現(xiàn)在，一堆人玩大型聯(lián)網(wǎng)游戲，如果誰家網(wǎng)速不好，直接掉線，大大影響團(tuán)隊(duì)的戰(zhàn)斗力。
3、讓界面更友好 我們這樣更新系統(tǒng)
這么看，讓這個(gè)“新型電力系統(tǒng)”界面更友好、操作更666，可真不容易。
不過，國(guó)家電網(wǎng)公司一直在努力，打造堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)，發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)，更新升級(jí)系統(tǒng)，功力值max――
（1）強(qiáng)筋骨，大電網(wǎng)千里送綠電
這些年，國(guó)家電網(wǎng)構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，加大跨區(qū)輸送清潔能源力度。其中，特高壓作為中國(guó)電力技術(shù)“第一名選手”，10多年來迅猛發(fā)展，也成為新能源消納的扛把子。數(shù)據(jù)顯示，國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)的新能源利用率從2015年的84.6%上升到2020年的97.1%。
（2）修內(nèi)功，抽蓄儲(chǔ)能上才藝
不僅如此，國(guó)家電網(wǎng)公司還不斷提高電力系統(tǒng)的靈活性，來適應(yīng)情緒化的新能源、很敏感的電力電子設(shè)備，如推進(jìn)抽水蓄能與儲(chǔ)能電站建設(shè)等。3月19日，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布服務(wù)碳達(dá)峰碳中和、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、加快抽水蓄能開發(fā)建設(shè)六項(xiàng)重要舉措，力爭(zhēng)“十四五”期間新增開工2000萬千瓦以上裝機(jī)、1000億元以上投資規(guī)模的抽水蓄能電站。
抽水蓄能電站容量大、工況多、速度快、可靠性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好，相當(dāng)于開通了系統(tǒng)備份的“云空間”，而且還是VIP級(jí)別的！
此外，國(guó)家電網(wǎng)公司也積極運(yùn)用“大云物移智鏈”技術(shù)加快電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)，優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度和交易機(jī)制……
目前，很多專家學(xué)者正在研究新型電力系統(tǒng)，精確的定義還沒有出爐。但毫無疑問的是，隨著高比例新能源、高比例電力電子設(shè)備接入電網(wǎng)，新型電力系統(tǒng)必將告別“套路”，甚至在底層邏輯上都將發(fā)生改變。
“打補(bǔ)丁”式的升級(jí)更新，可能撐不了太久。當(dāng)下，電氫雙向高效轉(zhuǎn)換、可控核聚變等跨越性、顛覆性的技術(shù)正在路上。
