中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：6月2日，由國(guó)家能源局統(tǒng)籌組織、電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院牽頭，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、國(guó)網(wǎng)能源研究院、國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院、南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院、國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)、國(guó)家發(fā)展改革委能源研究所、國(guó)家能源集團(tuán)戰(zhàn)略規(guī)劃部、中國(guó)大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院共同編寫(xiě)的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)藍(lán)皮書(shū)）正式對(duì)外發(fā)布。
《藍(lán)皮書(shū)》指出能源電力系統(tǒng)的安全高效、綠色低碳轉(zhuǎn)型及數(shù)字化智能化技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)成為全球發(fā)展趨勢(shì)。
從《藍(lán)皮書(shū)》中闡述的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價(jià)值來(lái)看，功率預(yù)測(cè)、智能電網(wǎng)、虛擬電廠(chǎng)、智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)、電子電力設(shè)備及器件將成為未來(lái)能源數(shù)字化、智能化發(fā)展的5個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，也將成為諸多企業(yè)競(jìng)相追逐的5個(gè)掘金點(diǎn)。
作為新型電力系統(tǒng)的重要驅(qū)動(dòng)技術(shù)，數(shù)字信息技術(shù)將在源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)環(huán)節(jié)與能源技術(shù)深入融合，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)海量異構(gòu)資源的廣泛接入、密集交互和統(tǒng)籌調(diào)度，不斷提升源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)靈活性和需求側(cè)響應(yīng)能力。
發(fā)電側(cè)：功率預(yù)測(cè)
伴隨大規(guī)模新能源和分布式能源接入，電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行與新能源功率預(yù)測(cè)、氣象條件等外 界因素結(jié)合更加緊密。新能源功率與發(fā)電能力預(yù)測(cè)技術(shù)將成為新能源擺脫“看天吃飯”的重要法寶，也是新能源電站創(chuàng)收盈利所仰仗的秘密武器。
目前，電價(jià)波動(dòng)帶來(lái)的收益波動(dòng)是新能源電站運(yùn)營(yíng)面臨的主要挑戰(zhàn)。功率預(yù)測(cè)又是光伏電站進(jìn)行電力交易的數(shù)據(jù)支撐來(lái)源，如果預(yù)測(cè)偏差較大就會(huì)直接影響到電站的運(yùn)營(yíng)收益。
功率預(yù)測(cè)的效果與氣象數(shù)據(jù)的精度密切相關(guān)，因此提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度是功率預(yù)測(cè)技術(shù)需要突破的瓶頸，特別是在分布式光伏領(lǐng)域。分布式光伏電站在空間上分散且布局不均勻、功率與氣象的歷史實(shí)測(cè)和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)不完整且質(zhì)量較低，易出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失和異常等問(wèn)題，導(dǎo)致分布式光伏電站功率預(yù)測(cè)技術(shù)難度較大。
隨著國(guó)內(nèi)分布式能源新增裝機(jī)量開(kāi)始占據(jù)半壁江山，針對(duì)分布式場(chǎng)景的功率預(yù)測(cè)技術(shù)的需求將日益迫切。
除了用于電力交易方面，功率預(yù)測(cè)技術(shù)還可以應(yīng)用在儲(chǔ)能電站運(yùn)行管理、虛擬電廠(chǎng)參與輔助服務(wù)、大工業(yè)綠電撮合交易、工業(yè)微電網(wǎng)等諸多方面。
電網(wǎng)側(cè)：智能電網(wǎng)
電網(wǎng)正在向柔性化、智能化、數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型。大電網(wǎng)、分布式智能電網(wǎng)等多種新型電網(wǎng)技術(shù)形態(tài)都需要應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G、數(shù)字孿生、AI等新一代信息技術(shù)。
具體來(lái)說(shuō)，電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度就需要超大算力和高精度的算法來(lái)支撐。目前風(fēng)光水火多種電力源綜合運(yùn)行優(yōu)化、電力現(xiàn)貨市場(chǎng)出清的復(fù)雜程度越來(lái)越高，整個(gè)電力系統(tǒng)的傳輸、調(diào)度、消納等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、AI等多種算法來(lái)獲得精確結(jié)果。
此外，基于云邊協(xié)同實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)字孿生將有助于實(shí)現(xiàn)無(wú)人化巡檢、智能化電力缺陷識(shí)別，顯著降低運(yùn)維成本和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提升工作效率。
2022年，國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司運(yùn)用無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡檢完成超過(guò)52萬(wàn)架次的作業(yè)量，提前發(fā)現(xiàn)、消除輸電鐵塔缺陷及通道隱患4.2萬(wàn)處，缺陷發(fā)現(xiàn)效率大大提升，由此可節(jié)約運(yùn)維成本約2億元。
負(fù)荷側(cè)：虛擬電廠(chǎng)
虛擬電廠(chǎng)可以實(shí)時(shí)調(diào)度利用負(fù)荷側(cè)的分布式資源，憑借其自身的靈活性、經(jīng)濟(jì)性受到產(chǎn)業(yè)界越來(lái)越多的關(guān)注。
通過(guò)數(shù)字技術(shù)對(duì)各類(lèi)分布式能源資源進(jìn)行聚合協(xié)同，虛擬電廠(chǎng)作為一個(gè)“虛擬化”的、無(wú)實(shí)體的電廠(chǎng)參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)交易。未來(lái)虛擬電廠(chǎng)將成為整合負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)資源的主要途徑和載體，為電網(wǎng)調(diào)節(jié)提供更多靈活性的資源和能力。
智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)
在儲(chǔ)能方面，智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)的重要性越來(lái)越高。儲(chǔ)能電站的智能化運(yùn)營(yíng)一方面需要對(duì)電池進(jìn)行精細(xì)化管理，比如運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)對(duì)電池健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，另一方面還需要形成智能感知和控制能力，增強(qiáng)與電網(wǎng)互動(dòng)的能力。
隨著大型儲(chǔ)能電站的建設(shè)，不管是設(shè)備數(shù)量還是數(shù)據(jù)量都會(huì)是數(shù)倍增長(zhǎng)。因此儲(chǔ)能系統(tǒng)迫切需要從數(shù)字化、智能化角度出發(fā)考慮整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、集成和控制方式。
新型電力系統(tǒng)的智能化底座：電力電子設(shè)備及器件
未來(lái)新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)出“雙高”特征。電力電子設(shè)備及器件將成為整個(gè)新型電力系統(tǒng)智能化的基石。
其中變流器是光伏、風(fēng)電以及儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行控制的核心，決定著新能源系統(tǒng)發(fā)電、儲(chǔ)能的實(shí)際效果。
變流器一方面要向更高單機(jī)功率發(fā)展，另一方面還要加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)的主動(dòng)支撐能力，在構(gòu)網(wǎng)控制、虛擬同步控制等電網(wǎng)技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新。
此外，大量電力電子設(shè)備如儲(chǔ)能變流器、光伏逆變器都是以硅基IGBT、碳化硅二極管或MOSFET為核心器件的。由于可以實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率、更小的尺寸體積和更低安裝成本，碳化硅器件將在儲(chǔ)能系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。碳化硅基電力電子器件也將逐步向高壓大功率方向發(fā)展。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)，使用碳化硅功率器件可將儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換效率提高3%以上，提高開(kāi)關(guān)頻率10倍以上，同時(shí)降低電源模塊體積與系統(tǒng)成本。光伏逆變器采用碳化硅功率模塊之后，
轉(zhuǎn)換效率可從 96%提升至 99%以上，能量損耗降低 30%以上。
協(xié)鑫集團(tuán)董事長(zhǎng)朱共山在公開(kāi)演講上表示，在高比例新能源、新型儲(chǔ)能系統(tǒng)、柔性直流輸電等高度耦合的新型電力系統(tǒng)中，硅能源將扮演至關(guān)重要的角色。硅基功率器件，特別是碳化硅功率器件，將讓能源從物理形態(tài)走向數(shù)字形態(tài)，實(shí)現(xiàn)芯片小型化、低功耗、高效化，能源可控制、可交易、可調(diào)節(jié)，進(jìn)而帶來(lái)社會(huì)生產(chǎn)力的變革。
5月15日，安森美宣布與上能電氣達(dá)成合作。上能電氣的公用事業(yè)規(guī)模太陽(yáng)能逆變器和200kW儲(chǔ)能系統(tǒng)將搭載安森美的EliteSiC MOSFET和 IGBT模塊。兩家公司將合作開(kāi)發(fā)優(yōu)化解決方案，最大限度地提高太陽(yáng)能逆變器、儲(chǔ)能和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能。
但是目前SiC在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的滲透率不高，在15%左右。SiC SBD價(jià)格比同等級(jí)硅基二極管高 3 倍，SiC MOS 是硅基的 5 倍以上。未來(lái) 2-3 年碳化硅器件價(jià)格有望下降至硅基IGBT的 2-3倍，算上效率提升帶來(lái)的收益，碳化硅的市場(chǎng)空間將得到極大的擴(kuò)展。
展望
清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)康重慶認(rèn)為，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要依托數(shù)字化技術(shù)，統(tǒng)籌源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)資源，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是建設(shè)新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵途徑。
未來(lái)，以功率預(yù)測(cè)、智能電網(wǎng)、虛擬電廠(chǎng)、智慧儲(chǔ)能系統(tǒng)、電子電力設(shè)備及器件為代表的能源數(shù)字化、智能化技術(shù)將成為新型電力系統(tǒng)內(nèi)在的核心技術(shù)。
