構建以新能源為主體的新型電力系統,是黨中央基于加強生態(tài)文明建設、保障國家能源安全、實(shí)現可持續發(fā)展作出的重大決策部署,對我國能源電力轉型發(fā)展具有重要的指導意義。然而,新型電力系統的構建,必將對傳統電力系統帶來(lái)電源結構、負荷特性、電網(wǎng)形態(tài)、技術(shù)基礎和運行特性的重大轉變,這種重大轉變也必將給新型電力系統運行的安全穩定控制和安全生產(chǎn)應急管理帶來(lái)新的風(fēng)險和挑戰。因此,必須提升對新型電力系統本質(zhì)特征的深刻認識,要以科學(xué)和實(shí)事求是的態(tài)度,認識和管控電力系統升級跨越帶來(lái)的新的風(fēng)險和安全生產(chǎn)面臨的新的挑戰,科學(xué)構建符合新型電力系統特點(diǎn)的安全生產(chǎn)應急管理體系,為新型電力系統的構建和安全穩定運行保駕護航。
1.構建新型電力系統面臨新的風(fēng)險挑戰
新型電力系統是以數字化推動(dòng),高比例新能源、高比例電力電子裝置、低轉動(dòng)慣量、強隨機性的電力系統,源網(wǎng)荷儲間通過(guò)電力流和信息流形成有機整體,并與其他能源系統進(jìn)行能量和數字交互,這種以源網(wǎng)荷儲互動(dòng)與多能互補,分布式電源、微電網(wǎng)、交直流組網(wǎng)與大電網(wǎng)融合發(fā)展(多網(wǎng)融合)的深刻變化,必將給電力系統安全穩定帶來(lái)新的風(fēng)險挑戰。
?。?)新型電力系統在接入電源類(lèi)型上實(shí)現跨越升級,新能源將逐步成為裝機和電量主體。大量風(fēng)電、光伏及分布式電源的接入,將使得電源出力的間歇性、波動(dòng)性加劇,電網(wǎng)潮流的多變與隨機性增大了電網(wǎng)調峰、調頻、以及電壓控制的難度,影響電能質(zhì)量的同時(shí),增加了電網(wǎng)穩定運行的潛在風(fēng)險(比如,諧波電流的注入,會(huì )引起電壓畸變,還會(huì )帶來(lái)繼電保護和自動(dòng)裝置誤動(dòng)風(fēng)險 );同時(shí),電源裝機規模的倍增和布局的多元化,以及電力電子裝置的高比例滲透,也對新型電力系統的穩定控制帶來(lái)新的復雜挑戰。
?。?)新型電力系統呈現以大電網(wǎng)為主導、多種電網(wǎng)形態(tài)相容并存的格局。電網(wǎng)規模持續擴大、配電網(wǎng)有源化,微電網(wǎng)、分布式電源系統、電網(wǎng)側儲能以及局部直流電網(wǎng)快速發(fā)展,使得與大電網(wǎng)互通互濟、協(xié)調運行,將進(jìn)一步凸顯大電網(wǎng)樞紐平臺的支撐作用,這對電網(wǎng)感知與決策的智能化、數字化提出了更高的要求,使得主配網(wǎng)的界限進(jìn)一步模糊;電子化新技術(shù)的應用,對未來(lái)新能源體系的自身優(yōu)化配置以及電力系統穩定提出更多風(fēng)險考驗。(比如,溫度、光照強度、風(fēng)速的變化波動(dòng),以及大規模風(fēng)機投退,都會(huì )對局部電網(wǎng)暫態(tài)穩定性產(chǎn)生較大影響)。
?。?)發(fā)、用電一體“產(chǎn)消者”大量涌現。微網(wǎng)、虛擬電廠(chǎng)、電動(dòng)汽車(chē)、以及儲能單元等多負荷形態(tài)的大量加入,使電力負荷呈現多元性增長(cháng),不確定性增大,對網(wǎng)荷互動(dòng)性和電力供應的安全性提出了更高的要求。
?。?)系統運行機理和平衡模式將出現深刻變化。電力系統的技術(shù)基礎、控制基礎和運行機理將發(fā)生深刻變化,平衡模式由源隨荷動(dòng)實(shí)時(shí)平衡,逐步向源網(wǎng)荷儲協(xié)調互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡轉變,這種非完全實(shí)時(shí)平衡給新型電力系統的穩定控制帶來(lái)巨大風(fēng)險和挑戰。此外,儲能規模的增長(cháng)、儲能新技術(shù)的涌現與應用,加快了新型電力系統儲能的多元化發(fā)展,也加劇了儲能安全、設備消防安全的風(fēng)險劇增。包括儲能電源以及火電、水電、氣電、抽水蓄能等調節電源在內的電站規劃與電力系統調節平衡能力需求增強。
2.構建新型電力系統安全防御體系
構建新型電力系統是極具挑戰性、開(kāi)創(chuàng )性的戰略性工程,要始終把確保電力安全可靠供應擺在突出重要的位置。要嚴守大電網(wǎng)安全運行底線(xiàn),有效防范化解各類(lèi)風(fēng)險,堅持改革創(chuàng )新,構建安全可靠的新型電力系統安全防御體系。
?。?)堅守“安全”與“穩定”,實(shí)現多種電網(wǎng)形態(tài)與大電網(wǎng)協(xié)同。優(yōu)化完善配電網(wǎng)規劃理論、建設標準和管理體系,更好地實(shí)現微電網(wǎng)、有源配電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)等新形態(tài)電網(wǎng)與大電網(wǎng)協(xié)同;充分利用數字技術(shù)為電網(wǎng)賦能,推進(jìn)電網(wǎng)設施和數字基礎設施融合發(fā)展,提升電網(wǎng)全息感知能力和靈活控制能力,實(shí)現源網(wǎng)荷儲全要素可觀(guān)、可測、可控,確保新型電力系統結構堅強、規模合理、安全可控,增強系統的韌性彈性和自愈能力。
?。?)構建新型電力系統安全運行與保護體系。掌握大規模新能源及電力電子設備接入后電網(wǎng)及多能源系統的運行規律及安全穩定特性,實(shí)現基于源網(wǎng)荷儲主動(dòng)響應的協(xié)調控制;構建基于多源運行數據的在線(xiàn)分析與決策系統;掌握未來(lái)電力系統故障機理及形態(tài),構建保護與防御體系;建立電力系統非常規安全風(fēng)險評估基礎理論體系及分析方法體系;突破全自主化芯片保護控制設備技術(shù),研制基于新型傳感通信技術(shù)的繼電保護裝置;實(shí)現保護控制裝置狀態(tài)感知、自動(dòng)化運維及智能化在線(xiàn)監測與分析;建立變電站保護控制系統自動(dòng)測試平臺。研究新型電力系統運行控制體系,加強系統安全運行控制、分布式和微網(wǎng)協(xié)調控制等技術(shù)研究,優(yōu)化運行管理模式,構建新型電力系統安全運行與保護體系,實(shí)現系統整體的可觀(guān)、可判、可控。
?。?)加強新型電力系統安全穩定關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。加快源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展、新能源自身體系優(yōu)化、電力系統可觀(guān)可測可控能力、智能調度運行、多能互補運行、終端互動(dòng)調節、特高壓及柔性輸電技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),為新型電力系統安全穩定打造堅實(shí)技術(shù)基礎和科技支撐。提高對“高比例新能源、高比例電力電子設備”雙高電力系統的本質(zhì)及運行特性認識,著(zhù)力提升系統調節能力,鞏固完善新型電力系統安全穩定“三道防線(xiàn)”防范化解重大安全風(fēng)險。
?。?)大力加強新型電力系統安全管理體系建設,提升安全生產(chǎn)管理的數字化、信息化、智能化、智慧化水平。牢固樹(shù)立安全發(fā)展理念,深入貫徹落實(shí)《中共中央國務(wù)院關(guān)于安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展的意見(jiàn)》、新《安全生產(chǎn)法》等法律法規,建立健全全員安全生產(chǎn)責任制,構建新型電力系統下安全風(fēng)險分級管控和隱患排查治理雙重預防體系,開(kāi)展安全生產(chǎn)標準化建設,健全風(fēng)險防范化解機制,提高安全生產(chǎn)管理水平,確保安全生產(chǎn)。
?。?)加快進(jìn)行既有設備的改造升級,加快電力系統和設備信息化管理系統建設。加強設備運行監測和隱患排查,要著(zhù)力加快新型電力系統風(fēng)險識別與管控研究與實(shí)踐,推進(jìn)開(kāi)展新型電力系統危險源辨識與風(fēng)險管理實(shí)踐,推進(jìn)安全風(fēng)險信息化管控平臺建設,推進(jìn)實(shí)現作業(yè)計劃、人員準入、安全監督、現場(chǎng)可視、風(fēng)險管控、預警感知全覆蓋。
?。?)加強安全生產(chǎn)應急管理工作,提升突發(fā)事件應急處置能力。一是要居安思危,未雨綢繆,堅持預防為主的方針,科學(xué)推動(dòng)電力企業(yè)應急規劃、應急組織、應急制度、應急隊伍體系建設,加強應急物資和應急裝備儲備,科學(xué)構建發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)現代應急管理體系,持續提升應對電力突發(fā)事件的制度保障能力、應急準備能力、監測預警能力、搶險救援能力和恢復重建能力,加強新業(yè)態(tài)應急能力建設。二是要加強新型電氣設備消防安全管理。要構建完善新能源企業(yè)電氣設備消防管理,加強風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱電站、化學(xué)儲能設備、充電裝置等設備火災風(fēng)險監測監控,加大消防安全隱患排查治理力度,大力提升消防安全“四個(gè)能力”,構建與新能源設備特點(diǎn)相適應的消防應急體系。三是要推動(dòng)構建新型電力系統應急預案體系。要加大對新型電力系統安全穩定運行的內在規律學(xué)習和研究,大力加強基于場(chǎng)景的應急預案體系建設,提升應急預案的智慧化水平,積極舉辦培訓演練活動(dòng),提高員工對大面積停電、大規模新能源脫網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )安全事件等突發(fā)事件的應急反應能力和應急處置水平,特別是源網(wǎng)荷儲友好互動(dòng)大面積停電先期處置能力。提升員工應急意識和自救互救能力,全面提升突發(fā)事件應急處置能力,為新型電力系統安全運行提供最后一道可靠防線(xiàn)。
總之,構建以新能源為主體的新型電力系統是保障國家能源安全的重要舉措,“雙碳”背景下的電網(wǎng)安全,既要有創(chuàng )新前沿的技術(shù),又要有創(chuàng )新的管理理念。提高系統安全生產(chǎn)水平和突發(fā)事件應急反應能力,建設科學(xué)完善的新型電力系統治理體系和提升新型電力系統治理能力,是關(guān)乎能源安全、關(guān)乎國家安全的必然要求。構建以新能源為主體的新型電力系統,是黨中央基于加強生態(tài)文明建設、保障國家能源安全、實(shí)現可持續發(fā)展作出的重大決策部署,對我國能源電力轉型發(fā)展具有重要的指導意義。然而,新型電力系統的構建,必將對傳統電力系統帶來(lái)電源結構、負荷特性、電網(wǎng)形態(tài)、技術(shù)基礎和運行特性的重大轉變,這種重大轉變也必將給新型電力系統運行的安全穩定控制和安全生產(chǎn)應急管理帶來(lái)新的風(fēng)險和挑戰。因此,必須提升對新型電力系統本質(zhì)特征的深刻認識,要以科學(xué)和實(shí)事求是的態(tài)度,認識和管控電力系統升級跨越帶來(lái)的新的風(fēng)險和安全生產(chǎn)面臨的新的挑戰,科學(xué)構建符合新型電力系統特點(diǎn)的安全生產(chǎn)應急管理體系,為新型電力系統的構建和安全穩定運行保駕護航。
1.構建新型電力系統面臨新的風(fēng)險挑戰
新型電力系統是以數字化推動(dòng),高比例新能源、高比例電力電子裝置、低轉動(dòng)慣量、強隨機性的電力系統,源網(wǎng)荷儲間通過(guò)電力流和信息流形成有機整體,并與其他能源系統進(jìn)行能量和數字交互,這種以源網(wǎng)荷儲互動(dòng)與多能互補,分布式電源、微電網(wǎng)、交直流組網(wǎng)與大電網(wǎng)融合發(fā)展(多網(wǎng)融合)的深刻變化,必將給電力系統安全穩定帶來(lái)新的風(fēng)險挑戰。
?。?)新型電力系統在接入電源類(lèi)型上實(shí)現跨越升級,新能源將逐步成為裝機和電量主體。大量風(fēng)電、光伏及分布式電源的接入,將使得電源出力的間歇性、波動(dòng)性加劇,電網(wǎng)潮流的多變與隨機性增大了電網(wǎng)調峰、調頻、以及電壓控制的難度,影響電能質(zhì)量的同時(shí),增加了電網(wǎng)穩定運行的潛在風(fēng)險(比如,諧波電流的注入,會(huì )引起電壓畸變,還會(huì )帶來(lái)繼電保護和自動(dòng)裝置誤動(dòng)風(fēng)險 );同時(shí),電源裝機規模的倍增和布局的多元化,以及電力電子裝置的高比例滲透,也對新型電力系統的穩定控制帶來(lái)新的復雜挑戰。
?。?)新型電力系統呈現以大電網(wǎng)為主導、多種電網(wǎng)形態(tài)相容并存的格局。電網(wǎng)規模持續擴大、配電網(wǎng)有源化,微電網(wǎng)、分布式電源系統、電網(wǎng)側儲能以及局部直流電網(wǎng)快速發(fā)展,使得與大電網(wǎng)互通互濟、協(xié)調運行,將進(jìn)一步凸顯大電網(wǎng)樞紐平臺的支撐作用,這對電網(wǎng)感知與決策的智能化、數字化提出了更高的要求,使得主配網(wǎng)的界限進(jìn)一步模糊;電子化新技術(shù)的應用,對未來(lái)新能源體系的自身優(yōu)化配置以及電力系統穩定提出更多風(fēng)險考驗。(比如,溫度、光照強度、風(fēng)速的變化波動(dòng),以及大規模風(fēng)機投退,都會(huì )對局部電網(wǎng)暫態(tài)穩定性產(chǎn)生較大影響)。
?。?)發(fā)、用電一體“產(chǎn)消者”大量涌現。微網(wǎng)、虛擬電廠(chǎng)、電動(dòng)汽車(chē)、以及儲能單元等多負荷形態(tài)的大量加入,使電力負荷呈現多元性增長(cháng),不確定性增大,對網(wǎng)荷互動(dòng)性和電力供應的安全性提出了更高的要求。
?。?)系統運行機理和平衡模式將出現深刻變化。電力系統的技術(shù)基礎、控制基礎和運行機理將發(fā)生深刻變化,平衡模式由源隨荷動(dòng)實(shí)時(shí)平衡,逐步向源網(wǎng)荷儲協(xié)調互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡轉變,這種非完全實(shí)時(shí)平衡給新型電力系統的穩定控制帶來(lái)巨大風(fēng)險和挑戰。此外,儲能規模的增長(cháng)、儲能新技術(shù)的涌現與應用,加快了新型電力系統儲能的多元化發(fā)展,也加劇了儲能安全、設備消防安全的風(fēng)險劇增。包括儲能電源以及火電、水電、氣電、抽水蓄能等調節電源在內的電站規劃與電力系統調節平衡能力需求增強。
2.構建新型電力系統安全防御體系
構建新型電力系統是極具挑戰性、開(kāi)創(chuàng )性的戰略性工程,要始終把確保電力安全可靠供應擺在突出重要的位置。要嚴守大電網(wǎng)安全運行底線(xiàn),有效防范化解各類(lèi)風(fēng)險,堅持改革創(chuàng )新,構建安全可靠的新型電力系統安全防御體系。
?。?)堅守“安全”與“穩定”,實(shí)現多種電網(wǎng)形態(tài)與大電網(wǎng)協(xié)同。優(yōu)化完善配電網(wǎng)規劃理論、建設標準和管理體系,更好地實(shí)現微電網(wǎng)、有源配電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)等新形態(tài)電網(wǎng)與大電網(wǎng)協(xié)同;充分利用數字技術(shù)為電網(wǎng)賦能,推進(jìn)電網(wǎng)設施和數字基礎設施融合發(fā)展,提升電網(wǎng)全息感知能力和靈活控制能力,實(shí)現源網(wǎng)荷儲全要素可觀(guān)、可測、可控,確保新型電力系統結構堅強、規模合理、安全可控,增強系統的韌性彈性和自愈能力。
?。?)構建新型電力系統安全運行與保護體系。掌握大規模新能源及電力電子設備接入后電網(wǎng)及多能源系統的運行規律及安全穩定特性,實(shí)現基于源網(wǎng)荷儲主動(dòng)響應的協(xié)調控制;構建基于多源運行數據的在線(xiàn)分析與決策系統;掌握未來(lái)電力系統故障機理及形態(tài),構建保護與防御體系;建立電力系統非常規安全風(fēng)險評估基礎理論體系及分析方法體系;突破全自主化芯片保護控制設備技術(shù),研制基于新型傳感通信技術(shù)的繼電保護裝置;實(shí)現保護控制裝置狀態(tài)感知、自動(dòng)化運維及智能化在線(xiàn)監測與分析;建立變電站保護控制系統自動(dòng)測試平臺。研究新型電力系統運行控制體系,加強系統安全運行控制、分布式和微網(wǎng)協(xié)調控制等技術(shù)研究,優(yōu)化運行管理模式,構建新型電力系統安全運行與保護體系,實(shí)現系統整體的可觀(guān)、可判、可控。
?。?)加強新型電力系統安全穩定關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。加快源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展、新能源自身體系優(yōu)化、電力系統可觀(guān)可測可控能力、智能調度運行、多能互補運行、終端互動(dòng)調節、特高壓及柔性輸電技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),為新型電力系統安全穩定打造堅實(shí)技術(shù)基礎和科技支撐。提高對“高比例新能源、高比例電力電子設備”雙高電力系統的本質(zhì)及運行特性認識,著(zhù)力提升系統調節能力,鞏固完善新型電力系統安全穩定“三道防線(xiàn)”防范化解重大安全風(fēng)險。
?。?)大力加強新型電力系統安全管理體系建設,提升安全生產(chǎn)管理的數字化、信息化、智能化、智慧化水平。牢固樹(shù)立安全發(fā)展理念,深入貫徹落實(shí)《中共中央國務(wù)院關(guān)于安全生產(chǎn)領(lǐng)域改革發(fā)展的意見(jiàn)》、新《安全生產(chǎn)法》等法律法規,建立健全全員安全生產(chǎn)責任制,構建新型電力系統下安全風(fēng)險分級管控和隱患排查治理雙重預防體系,開(kāi)展安全生產(chǎn)標準化建設,健全風(fēng)險防范化解機制,提高安全生產(chǎn)管理水平,確保安全生產(chǎn)。
?。?)加快進(jìn)行既有設備的改造升級,加快電力系統和設備信息化管理系統建設。加強設備運行監測和隱患排查,要著(zhù)力加快新型電力系統風(fēng)險識別與管控研究與實(shí)踐,推進(jìn)開(kāi)展新型電力系統危險源辨識與風(fēng)險管理實(shí)踐,推進(jìn)安全風(fēng)險信息化管控平臺建設,推進(jìn)實(shí)現作業(yè)計劃、人員準入、安全監督、現場(chǎng)可視、風(fēng)險管控、預警感知全覆蓋。
?。?)加強安全生產(chǎn)應急管理工作,提升突發(fā)事件應急處置能力。一是要居安思危,未雨綢繆,堅持預防為主的方針,科學(xué)推動(dòng)電力企業(yè)應急規劃、應急組織、應急制度、應急隊伍體系建設,加強應急物資和應急裝備儲備,科學(xué)構建發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)現代應急管理體系,持續提升應對電力突發(fā)事件的制度保障能力、應急準備能力、監測預警能力、搶險救援能力和恢復重建能力,加強新業(yè)態(tài)應急能力建設。二是要加強新型電氣設備消防安全管理。要構建完善新能源企業(yè)電氣設備消防管理,加強風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、太陽(yáng)能熱電站、化學(xué)儲能設備、充電裝置等設備火災風(fēng)險監測監控,加大消防安全隱患排查治理力度,大力提升消防安全“四個(gè)能力”,構建與新能源設備特點(diǎn)相適應的消防應急體系。三是要推動(dòng)構建新型電力系統應急預案體系。要加大對新型電力系統安全穩定運行的內在規律學(xué)習和研究,大力加強基于場(chǎng)景的應急預案體系建設,提升應急預案的智慧化水平,積極舉辦培訓演練活動(dòng),提高員工對大面積停電、大規模新能源脫網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )安全事件等突發(fā)事件的應急反應能力和應急處置水平,特別是源網(wǎng)荷儲友好互動(dòng)大面積停電先期處置能力。提升員工應急意識和自救互救能力,全面提升突發(fā)事件應急處置能力,為新型電力系統安全運行提供最后一道可靠防線(xiàn)。
總之,構建以新能源為主體的新型電力系統是保障國家能源安全的重要舉措,“雙碳”背景下的電網(wǎng)安全,既要有創(chuàng )新前沿的技術(shù),又要有創(chuàng )新的管理理念。提高系統安全生產(chǎn)水平和突發(fā)事件應急反應能力,建設科學(xué)完善的新型電力系統治理體系和提升新型電力系統治理能力,是關(guān)乎能源安全、關(guān)乎國家安全的必然要求。