郭劍波：儲能技術(shù)為實現(xiàn)“電能替代”提供支撐

人類經(jīng)濟社會的發(fā)展離不開能源的支撐，但化石能源的大量利用帶來了資源和環(huán)境問題，已嚴重威脅人類社會的持續(xù)發(fā)展。為積極應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞提出了全球能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)想。繼2015年年初，劉振亞董事長專著《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》出版發(fā)行，日前，該書英文版在美國首發(fā)，引起世界關(guān)注。

《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》針對世界能源供應(yīng)、能源環(huán)境、能源配置和效率等方面問題，以全球視角審視世界能源經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題和解決方案，全面分析世界能源發(fā)展現(xiàn)狀及未來將面臨的挑戰(zhàn)，提出構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)、推進“兩個替代”(清潔替代和電能替代)的解決思路。這是一部以全新視角探索能源可持續(xù)發(fā)展，加快以風、光為代表的清潔能源前沿技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的專著。

《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》指出，“兩個替代”對全球能源發(fā)展具有革命性影響，將推動能源結(jié)構(gòu)從化石能源為主向清潔能源為主轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)能源消費高效化、低碳化和清潔化目標。按照該書預測，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展情景下，到2050年全球清潔能源比重將達到80%。可以預見，傳統(tǒng)電網(wǎng)的使命將由此發(fā)生根本性變化——它將成為大規(guī)模清潔能源的輸送網(wǎng)絡(luò)，具有接納大規(guī)模清潔能源的能力;它將是一個靈活、高效的能源配置和供應(yīng)系統(tǒng)，建立用戶需求響應(yīng)機制;它還將成為安全、可靠的智能能源網(wǎng)絡(luò)，具有極高的供電可靠性。

在全球能源互聯(lián)系統(tǒng)中，保障超高比例的清潔能源安全、可靠、經(jīng)濟、高效的生產(chǎn)和消納，是電力系統(tǒng)發(fā)電、傳輸、消納、調(diào)度運行和控制技術(shù)創(chuàng)新所面臨的巨大挑戰(zhàn)?！度蚰茉椿ヂ?lián)網(wǎng)》指出，技術(shù)創(chuàng)新對能源升級發(fā)展具有決定性、根本性的作用。在全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建過程中，電力前沿技術(shù)創(chuàng)新的重要性將越來越被廣泛認知：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要使命是實現(xiàn)各種類型清潔能源安全可靠接入和消納;大容量靈活可控的輸電技術(shù)成為清潔能源接入、傳輸和疏散的重要途徑;可靠高效的電網(wǎng)調(diào)度運行控制技術(shù)是保障全球能源互聯(lián)網(wǎng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ);實用化的儲能技術(shù)將為清潔能源大規(guī)模發(fā)展和電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行提供保障。綜上可知，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)推進過程中，清潔能源及相關(guān)配套領(lǐng)域的前沿技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新必將得到一次空前的發(fā)展契機。

在大規(guī)模清潔能源接入技術(shù)方面，需實現(xiàn)大規(guī)模清潔能源電力協(xié)調(diào)優(yōu)化配置和靈活多樣控制，將可再生能源發(fā)電功率預測精度提高到接近負荷預測精度水平，實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕茉措娏哂信c常規(guī)電源接近的可調(diào)度性。

在分布式電源發(fā)電接入技術(shù)方面，以先進的電力電子技術(shù)、通信技術(shù)、量測傳感技術(shù)作為支撐的智能配電網(wǎng)和微電網(wǎng)技術(shù)，將可實現(xiàn)分布式的可再生能源發(fā)電與區(qū)域內(nèi)其他電能之間的合理協(xié)調(diào)和分配，以及配網(wǎng)側(cè)清治能源的“即插即用”式接入。

在輸電技術(shù)方面，我國自主研發(fā)的特高壓交/直流輸電將作為實現(xiàn)超大范圍互聯(lián)電網(wǎng)骨干網(wǎng)架的主要技術(shù)手段而被廣泛應(yīng)用。靈活可控的多端直流輸電、柔性直流輸電及直流電網(wǎng)技術(shù)將在接入和消納新能源發(fā)電中發(fā)揮越來越重要的作用。高溫超導等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新也將為大容量輸電提供新的技術(shù)解決方案。

在電網(wǎng)運行控制技術(shù)方面，大范圍資源優(yōu)化配置將形成一個超大規(guī)模的交直流混聯(lián)大系統(tǒng)，各級電網(wǎng)將實現(xiàn)能量和信息的雙向互動。支撐大規(guī)模交直混聯(lián)電網(wǎng)運行的精細化仿真技術(shù)，先進保護技術(shù)，廣域協(xié)調(diào)、分布自治和靈活互動的電網(wǎng)柔性調(diào)度與穩(wěn)定控制技術(shù)等領(lǐng)域?qū)⑷〉猛黄啤?/p>

在需求響應(yīng)技術(shù)方面，作為智能配用電的重要組成，需求響應(yīng)需要通過實時的信息交互、靈活的能源配置、動態(tài)的負荷調(diào)整，充分發(fā)揮分布式電源及儲能系統(tǒng)作用，提升客戶端能源使用效率，實現(xiàn)源網(wǎng)荷的有機融合及供需平衡，使未來電網(wǎng)成為多能源靈活、可靠配置的理想載體。

在儲能技術(shù)方面，儲能技術(shù)不僅能改善清潔能源發(fā)電自身的特性，還將從系統(tǒng)角度解決清潔能源發(fā)電帶來的遠距離送出、調(diào)峰調(diào)頻等問題，并利用儲能技術(shù)實現(xiàn)多種類型能源的有效融合和綜合利用，為提高電能在終端能源中的消費比例，實現(xiàn)“電能替代”提供技術(shù)支撐。

要實現(xiàn)上述技術(shù)創(chuàng)新的目標，中國電力科學研究院將圍繞國際、國內(nèi)電網(wǎng)和電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的趨勢，結(jié)合能源、信息、材料等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在基礎(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計、裝備研制等各個環(huán)節(jié)展開研究和技術(shù)創(chuàng)新，通過產(chǎn)學研相結(jié)合，打造具有國際先進科研實力的研究團隊和平臺，為我國能源可持續(xù)發(fā)展，加快清潔能源前沿技術(shù)創(chuàng)新做出貢獻。