周孝信：構建新型能源體系要攻克技術難題，也要打破管理機制障礙

　　今年是新中國成立75周年，也是中國式現代化南網實踐全面展開之年。南網50Hz推出高質量發展人物系列訪談報道，記者就南方電網高質量發展、建設世界一流企業探索實踐，以及能源央企支撐國家能源安全和經濟社會發展方面的作用發揮采訪院士專家。

　　南網50Hz專訪中國科學院院士、中國電力科學研究院名譽院長周孝信，探討能源電力行業作為支撐實現中國式現代化的關鍵領域所面臨的新機遇、新挑戰。

　　南網50Hz：風電光伏已成為我國新增電源裝機的主體。隨著風電光伏滲透率不斷提升，可以通過什么方式來應對風光發電的波動性和不穩定性?

　　周孝信：風電、光伏受天氣變化影響大，這就要對天氣變化進行準確預測，適時分析其對未來風電、光伏發電的影響。特別是要做好災害性天氣預測預報。

　　應對風光的波動性和不穩定性需要大量靈活性資源。在非化石能源占比不高的當下，化石能源依然發揮著靈活性調節的支撐作用。煤電通過靈活性改造已具備一定的調節能力，天然氣發電也具備靈活性，配合常規水電、抽水蓄能和新型儲能的加快發展，可以滿足當前和之后一段時間電網運行的需要。我們的研究表明，在實現“雙碳”目標的推動下，未來我國以風電光伏為主的可再生能源消費在電力消費中的比重可能高達80%以上，僅依靠少量煤電和天然氣發電、常規水電和抽水蓄能、各種新型儲能等措施，已無法滿足電力系統運行必需的靈活性需求。一種辦法是對存量燃煤電廠進行改造，逐漸增加綠色燃料的比例，如生物質燃料、綠氫及綠氫制成的綠氨等，在提供綠色電力的同時，對電網運行提供靈活性。綠氫燃氣發電也是一種可行的辦法，其機組的快速啟停可為電網提供更強的靈活調節能力。

　　近年來極端氣候事件頻發，導致國內外一些地區電力供應發生中斷，這就要求電力系統事故發生后能夠快速恢復正常運行，使電網具有較強的韌性。在電網規劃層面，需要以比較大的區域電網為基礎來規劃主網，比如以大區或省級電網，或者以京津冀、長三角、粵港澳大灣區等國家級經濟區電網為基礎，在區域內建立比較堅強的超特高壓電力主干網絡，在此基礎上，基于“余缺互濟、應急互備”的原則建設區域電網之間的電力交換能力，避免電網連鎖故障的大范圍蔓延。在區域內部，統籌規劃好外來電、本地骨干電源，部署好儲能等各類靈活性資源，布局完善的安全穩定措施，大力發展分布式新能源，建立多能互補的新型配電系統等。

　　針對大量電力電子設備接入電力系統帶來的慣量下降、寬頻振蕩等穩定性相關問題，可以通過發展構網型控制技術來解決，包括構網型的裝置、控制器及控制方法等，使各類新能源發電和新型儲能等接入交流電網的電力電子裝置基本上具備同步發電機的功能和特性，與傳統水電、火電、核電等同步電源一起，構成電力系統穩定性和可靠性的支撐力量。

　　南網50Hz：近年來，分布式光伏和風電、電動汽車及充電樁等新型主體大規模接入對電網發展帶來了哪些挑戰?電網企業應如何應對?

　　周孝信：這種情況下，配電網應該受到特別關注，要兼顧綠色發展和用能需求，在發生故障的情況下還能保證最基本的能源電力供應。

　　我曾經提出過在城鄉配電網中逐步形成綜合能源產消單元(IECU)的設想，如供電臺區或者幾個相鄰的臺區、高技術開發園區等條件具備的都可以作為這樣的IECU單元。IECU內部采取能源電力需求生產自治管理的模式，各單元之間可通過柔性連接，實現互通有無。IECU既可以作為電網調度的基本單元，也可以是電力市場的基本單元，通過采用數字化、智能化技術，與大電網形成良性互動，為電力系統提供靈活性、韌性資源。對此設想的實現，既需要攻克技術難題，也要打破管理機制存在的障礙。

　　南網50Hz：在提出碳中和承諾成為全球趨勢的背景下，碳排放日益受到關注。在您看來，目前碳排放追蹤溯源存在哪些困難?電力行業特別是電網企業能發揮怎樣的作用?

　　周孝信：各種來源的電進入到電網后，混合在一起，要準確定量區分和追溯含碳電力的來源是一個困難的問題。國內外對此進行了大量研究。清華大學康重慶教授團隊研究建立的碳流分析理論和電力系統碳排放追蹤系統，為低碳調度運行、碳交易等工作提供了基礎。

　　電力系統由多元主體構成，電網作為連接能源電力生產和消費的平臺，在確保電力系統安全穩定運行的同時，要配合整個電力系統的碳排放跟蹤，統籌管理輸配電、不同主體的碳排放等。

　　南網50Hz：您認為在推進新型能源體系建設的過程中，新出現的人工智能等技術會對能源電力領域的科技創新帶來怎樣的影響?

　　周孝信：人工智能在能源電力系統中的應用已成為現代能源行業的重要趨勢，人工智能將逐漸成為能源電力系統規劃設計、調度運行、設備管理以及裝備設計和材料篩選等業務管理和優化的重要工具。

　　人工智能的發展需要大量數據支撐，從電力專業領域內部看，設備部門有設備的數據、運行部門有運行的數據，從外部來看，還有環境和氣象數據等，需要不同領域各部門數據的共享來支撐電力領域人工智能的發展。

　　南網50Hz：在您印象中，南方電網公司在科技創新方面最突出的特點是什么?對于未來推進高質量發展，您有何建議?

　　周孝信：在我看來，南方電網在數字化方面是做得最突出的。高質量發展既需要有最先進的技術，也需要有最先進的管理。比如在數據共享方面，就需要有先進的管理機制來協調，基于共享的思維，才能促進新質生產力的發展。

　　此外，不應僅局限于自身行業的專業領域，要考慮到整個能源系統的發展，發揮不同專業領域的優勢，跨界合作、優勢互補，這樣才能使構建新型能源體系的步伐邁得更好更快。

　　南網50Hz 記者 | 潘秋杏