《中国工程科学》 >> 2023年 第25卷 第2期 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.02.010
能源安全格局下新型电力系统发展战略框架
1. 国网智能电网研究院有限公司,北京 102209;
2. 北京怀柔实验室,北京 101407;
3. 先进输电技术全国重点实验室(国网智能电网研究院有限公司),北京 102209;
4. 直流电网技术与仿真北京市重点实验室(国网智能电网研究院有限公司),北京 102209;
5. 中国电力科学研究院有限公司,北京 100192;
6. 国网电力科学研究院有限公司,南京 211106;
7. 南方电网科学研究院有限责任公司,广州 510663
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摘要
构建新型电力系统是实现碳达峰、碳中和战略目标,确保能源安全转型的关键路径;电力系统作为当前规模最大、层次复杂、强非线性的人造系统,是未来能源转型的核心,而新能源发电的波动性、随机性将使电力系统安全面临严峻挑战。本文结合我国能源安全转型面临的新形势、新挑战,明确了能源安全涉及的供给、环境、经济、科技等方面的内涵;探讨了能源转型的发展目标与战略路径,阐述了新型电力系统对于能源安全的重要性;剖析了影响新型电力系统安全发展的电源、电网、负荷、储能、市场、技术等关键环节。研究认为,需从应急预警、共享互济、安全防御3 个层面着手,构建新型电力系统安全发展所需的核心体系;进一步提出了新型电力系统发展路径研究的基本思路,以期为新型电力系统构建及安全发展研究提供基础参考。
参考文献
[ 1 ]
吴智勇 . 碳达峰碳中和目标下我国能源低碳转型思路初探 [J]. 中国能源 , 2022 , 44 9 : 51 ‒ 56 .
Wu Z Y . Research on energy low-carbon transition in China based on carbon peaking and carbon neutrality goals [J]. Energy of China , 2022 , 44 9 : 51 ‒ 56 .
[ 2 ]
辛保安 , 单葆国 , 李琼慧 , 等 . " 双碳"目标下"能源三要素"再思考 [J]. 中国电机工程学报 , 2022 , 42 9 : 3117 ‒ 3125 .
Xin B A , Shan B G , Li Q H , al e t . Rethinking of the "three elements of energy" toward carbon peak and carbon neutrality [J]. Proceedings of the CSEE , 2022 , 42 9 : 3117 ‒ 3125 .
[ 3 ]
舒印彪 , 陈国平 , 贺静波 , 等 . 构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究 [J]. 中国工程科学 , 2021 , 23 6 : 61 ‒ 69 .
Shu Y B , Chen G P , He J B , al e t . Building a new electric power system based on new energy sources [J]. Strategic Study of CAE , 2021 , 23 6 : 61 ‒ 69 .
[ 4 ]
郭剑波 . 科技创新支撑新型电力系统构建 [J]. 国家电网 , 2021 5 : 18 ‒ 20 .
Guo J B . Scientific and technological innovation supports the construction of new power system [J]. State Grid , 2021 5 : 18 ‒ 20 .
[ 5 ] Xue Y S. Active support of power system to energy transition [J]. Engineering, 2021, 7(8): 1035‒1036.
[ 6 ]
孙华东 , 许涛 , 郭强 , 等 . 英国"8·9"大停电事故分析及对中国电网的启示 [J]. 中国电机工程学报 , 2019 , 39 21 : 6183 ‒ 6191 .
Sun H D , Xu T , Guo Q , al e t . Analysis on blackout in Great Britain power grid on August 9th, 2019 and its enlightenment to power grid in China [J]. Proceeding of the CSEE , 2019 , 39 21 : 6183 ‒ 6191 .
[ 7 ]
孙为民 , 张一驰 , 张晓涵 , 等 . 欧洲大陆同步电网"1· 8"解列事故分析及启示 [J]. 电网技术 , 2021 , 45 7 : 2630 ‒ 2637 .
Sun W M , Zhang Y C , Zhang X H , al e t . Analysis and lessons of disconnection accident of synchronous power grid in continental European area on January 8, 2021 [J]. Power System Technology , 2021 , 45 7 : 2630 ‒ 2637 .
[ 8 ]
王伟胜 , 林伟芳 , 何国庆 , 等 . 美国得州2021年大停电事故对我国新能源发展的启示 [J]. 中国电机工程学报 , 2021 , 41 12 : 4033 ‒ 4042 .
Wang W S , Lin W F , He G Q , al e t . Enlightenment of 2021 Texas blackout to the renewable energy development in China [J]. Proceeding of the CSEE , 2021 , 41 12 : 4033 ‒ 4042 .
[ 9 ]
贺之渊 , 杨杰 , 吴亚楠 , 等 . 能源转型下的未来交流和直流联合运行模式及发展趋势探讨 [J]. 中国电机工程学报 , 2023 , 43 1 : 99 ‒ 113 .
He Z Y , Yang J , Wu Y N , al e t . Investigation on the future AC and DC combined operation form and development trend under energy transition [J]. Proceeding of the CSEE , 2023 , 43 1 : 99 ‒ 113 .
[10]
姬强 , 张大永 . " 双碳"目标下我国能源安全体系构建思路探析 [J]. 国家治理 , 2022 18 : 22 ‒ 26 .
Ji Q , Zhang D Y . Exploring the approaches to constructing China´s energy security system under the carbon peak and neutrality goals [J]. Governance , 2022 18 : 22 ‒ 26 .
[11]
刘泽洪 , 阎志鹏 , 侯宇 . 俄乌冲突对世界能源发展的影响与启示 [J]. 全球能源互联网 , 2022 , 5 4 : 309 ‒ 317 .
Liu Z H , Yan Z P , Hou Y . The impact and implication of Russia‒Ukraine conflict on world energy development [J]. Journal of Global Energy Interconnection , 2022 , 5 4 : 309 ‒ 317 .
[12]
王建良 , 唐旭 . 大变局下的中国能源安全: 挑战与破局 [J]. 国家治理 , 2022 20 : 52 ‒ 55 .
Wang J L , Tang X . China´s energy security under the changes unseen in a century: Challenges and breakthroughs [J]. Governance , 2022 20 : 52 ‒ 55 .
[13]
周守为 , 朱军龙 , 李清平 , 等 . 科学稳妥实现"双碳"目标, 积极推进能源强国建设 [J]. 天然气工业 , 2022 , 42 12 : 1 ‒ 11 .
Zhou S W , Zhu J L , Li Q P , al e t . Scientifically and prudently achieving the goals of peak carbon emissions and carbon neutrality, actively promoting the construction of an energy power [J]. Natural Gas Industry , 2022 , 42 12 : 1 ‒ 11 .
[14]
高红均 , 郭明浩 , 刘俊勇 , 等 . 从四川高温干旱限电事件看新型电力系统保供挑战与应对展望 [EBOL]. 2022-12-16 [ 2023-02-15 ]. https:doi.org10.13334j.0258-8013.pcsee.222971 .
Gao H J , Guo M H , Liu J Y , al e t . Power supply challenges and prospects in new-generation power system from Sichuan electricity curtailment events caused by high-temperature drought weather [EBOL]. 2022-12-16 [ 2023-02-15 ]. https:doi.org10.13334j.0258-8013.pcsee.222971 .
链接1
[15] International Energy Agency. The role of critical minerals in clean energy transitions [R]. Paris: International Energy Agency, 2021.
[16]
张生辉 , 王振涛 , 李永胜 , 等 . 中国关键矿产清单、应用与全球格局 [J]. 矿产保护与利用 , 2022 , 42 5 : 138 ‒ 168 .
Zhang S H , Wang Z T , Li Y S , al e t . List, application and global pattern of critical minerals of China [J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources , 2022 , 42 5 : 138 ‒ 168 .
[17] Amoco BP. Statistical review of world energy(2022 edition) [R]. London: BP Amoco, 2022.
[18]
戴厚良 , 苏义脑 , 刘吉臻 , 等 . 碳中和目标下我国能源发展战略思考 [J]. 石油科技论坛 , 2022 , 41 1 : 1 ‒ 8 .
Dai H L , Su Y N , Liu J Z , al e t . Thinking of China´s energy development strategy under carbon neutrality goal [J]. Petroleum Science and Technology Forum , 2022 , 41 1 : 1 ‒ 8 .
[19]
周孝信 , 赵强 , 张玉琼 . " 双碳"目标下我国能源电力系统发展前景和关键技术 [J]. 中国电力企业管理 , 2021 31 : 14 ‒ 17 .
Zhou X X , Zhao Q , Zhang Y Q . Development prospects and key technologies of Chinese energy and power system under the "double carbon" goal [J]. China Power Enterprise Management , 2021 31 : 14 ‒ 17 .
[20] International Energy Agency. Power systems in transition: Challenges and opportunities ahead for electricity security [R]. Paris: International Energy Agency, 2020.
[21] International Energy Agency. Electricity market report 2023 [R]. Paris: International Energy Agency, 2023.
[22]
国网能源研究院有限公司 . 中国能源电力发展展望2021 [M]. 北京 : 中国电力出版社 , 2021 .
State Grid Energy Research Institute . China energy electricity outlook 2021 [M]. Beijing : China Electric Power Press , 2021 .
[23]
辛保安 , 陈梅 , 赵鹏 , 等 . 碳中和目标下考虑供电安全约束的我国煤电退减路径研究 [J]. 中国电机工程学报 , 2022 , 42 19 : 6919 ‒ 6930 .
Xin B A , Chen M , Zhao P , al e t . Research on coal power generation reduction path considering power supply adequacy constraints under carbon neutrality target in China [J]. Proceedings of the CSEE , 2022 , 42 19 : 6919 ‒ 6930 .
[24]
孔力 , 裴玮 , 饶建业 , 等 . 建设新型电力系统促进实现碳中和 [J]. 中国科学院院刊 , 2022 , 37 4 : 522 ‒ 528 .
Kong L , Pei W , Rao J Y , al e t . Build new power system to promote carbon neutrality [J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences , 2022 , 37 4 : 522 ‒ 528 .