基于新能源具有随机性、波动性及间歇性等特点,新型电力系统迫切需要建立“源网荷储"的运作模式,也就是电源、电网、负荷、储能各环节协调互动,实现安全稳定的运行。新型电力系统装备典型应用场景包括:
“源"端主要在电源侧,未来清洁低碳电源将成为主体,包括第一类像风电、光伏等具有强不确定性的可再生能源;以及第二类可提供灵活性的可靠零碳电源,比如大中型水电、核电、生物质、光热、氢能发电等;以及第三类保留化石能源发电机组,通过灵活性改造用作系统调峰电源。由于我国能源和负荷分布不均的问题,加强特高压建设有助于发挥大电网对清洁能源的配置作用。
“网"端主要在电网侧,根据我国国情与资源禀赋,“西电东送、北电南送"的电力流分布持续强化,新能源开发呈现集中式与分布式并举的格局,电网呈现出交直流混联大电网、柔直电网、主动配网、微电网等多种形态电网并存。电网不仅承担电能传输的作用,而且将更多地承担电能互济、备用共享的职能。配电网将从交流电网转为柔性交直流配网,还将接入分布式可再生能源、储能、电动汽车、需求响应等各种灵活性的“配套"资源,实现灵活性需求的就地平衡。
“荷"端主要在负荷侧,随着能源消费结构与产业结构调整,电气化水平不断提升,高耗能工业负荷逐步减少,数据中心、电动汽车等负荷将大幅增长,电制氢、储能、智能电器等交互式用能设备将广泛接入和应用,未来负荷种类呈多元化特点。一方面伴随数字化转型发展,海量用户聚合下的双向互动与需求响应将成为常态;另一方面通过“电–热–冷–气"等不同能源消费的协同互动与优化,实现不同能源负荷的弹性替代,灵活可控负荷将成为电力灵活性资源的重要组成部分。
“储"端主要在储能侧,储能将成为未来电力系统升级最关键的环节。风光等新能源发电具有不稳定性,为了保证电力系统稳定运行,需要储能调节,起到削峰填谷的作用。新型电力系统将依托抽蓄、化学储能、光热储热、氢储能、压缩空气储能等多元储能技术体系,以电网为纽带,将独立分散的电网侧、电源侧、用户侧储能资源进行全网的优化配置,推动“源–网–荷"各环节储能能力全面释放,构建多元、融合、开放、共享的储能体系。对应构建新型电力系统而言,储能系统的进展直接决定了新型电力系统构建的进程和成果。
什么是母线和母线槽?它们又哪些区别
母线槽和母线实际上一个接一个地关闭,另一个没有关闭。封闭母线称为母线槽,即密集型母线槽是封闭母线的背心,封闭母线槽和母线指的是同一件事。封闭式母线槽是由金属板(钢板或铝板)组成的母线系统,用作保护壳、导电条、绝缘材料及相关附件。可制成距离刺入式接线盒的刺入式封闭母线,也可制成中心无接线盒的馈电式封闭母线。它是一条用金属外壳封闭主母线的母线。封闭母线槽具有以下优点:
1.有利于标准化和突出的互换。
2.非磁性或弱磁性材料通常用于封闭外壳,以减少发热。
3.母线封闭,提高了系统的抗污染能力。适用于煤炭、造纸、化工等粉尘严重、空气湿度高的地区。
封闭母线可分为密实绝缘母线和空气绝缘母线,适用于额定工作电压60V,额定工作电流250~2500A。三相四线或三相五线供配电线路结构紧凑,绝缘强度高,传输电流大,互换性好,电气性能稳定,设备保护方便,使用寿命长。
一是适应能源配置平台化,创新电网发展方式。考虑到我国能源资源与需求逆向分布的特点,需持续完善核心骨干网架,加大各级电网建设投资力度,尤其特高压交直流再次迎来大规模建设。特高压作为解决资源禀赋约束的重要环节,成为构建新型电力系统重要组成部分。“十四五"计划新建特高压线路“24交14直",涉及线路长3万余千米,总投资约计3800亿元。特高压产业链受益,既能拉动包括高压电气开关设备、换流阀、线缆、变压设备等硬件的需求,又能带动智能化终端、智能芯片等需求。
二是适应能源生产清洁化,提升新能源开发利用水平。截至2021年底,全国发电装机容量约23.77亿千瓦,同比增长7.9%,其中可再生能源发电装机达到10.63亿千瓦,占总发电装机容量的44.8%。最近,国家发改委等九部门联合印发《“十四五"可再生能源发展规划》,明确可再生能源发电量增量在全社会用电量增量中的占比超过50%,风电和太阳能发电量实现翻倍。同时,我国能源结构基本特征是“富煤、贫油、少气",燃气调峰电站发展不足,抽水蓄能和燃气电站占比仅约6%,其中抽水蓄能占比约1.4%,与发达国家相比,我国抽水蓄能仍有较大发展空间。根据《抽水蓄能中长期发展规划(2021~2035年)》,到2025年,抽水蓄能投产总规模6200万千瓦以上;到2030年,投产总规模1.2亿千瓦左右。
三是适应能源消费电气化,促进节能降耗满足用能需求。电力行业碳排放约占全社会碳排放总量的40%。稳妥有序、因地制宜推动电能替代,在北方地区推动以电代煤清洁取暖,全面开展全电景区、全电船舶、公路与铁路电气化等电能替代项目。加快建设充电基础设施,构建“十纵十横两环网"快充网络,有效缓解电动汽车远距离出行“里程焦虑"。积极引导用户高效用能、绿色用能、节约用能。
四是适应能源创新融合化,打造原创技术策源地。大力实施新型电力系统科技攻关行动,推进协同创新,加大研发经费投入,开展大电网安全稳定控制、虚拟电厂、特高压分接开关等重大技术攻关,攻克各种“卡脖子"“无人区"技术难题,全面提高自主创新能力,打造新型电力系统示范区。持续跟踪颠到性技术发展趋势,强化基础研究和前沿技术布局,取得更多原创成果。
五是适应能源业态数字化,加强能源互联网建设。深入应用“大云物移智链"等新一代信息技术,加快推动电网向能源互联网升级,实现电网生产、经营、管理等核心业务数字化转型,促进发输配用各领域、源网荷储各环节、电力与其他能源系统协调联动。加强产业链上下游协同,以数字平台服务推动上下游企业供需匹配、资源共享,促进产学研用深度结合,加快孕育能源数字经济新业态新模式,当好现代产业链的“链长"。
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