低碳经济下我国电力行业新能源转型分析

2022-11-29王博卿

经济技术协作信息 2022年30期

王博卿

（国网浙江义乌市供电有限公司）

一、引言

目前我国在新能源储备方面具有绝对优势，为了使电力行业在低碳经济下成功转型为新能源发展模式，必须从现有问题进行分析研究提升相关技术手段，对整体电源结构加以改善，只有将新能源充分利用和开发才能真正提升我国电力行业水平，保障电力行业长期稳定发展。

二、我国电力行业低碳经济下新能源转型的意义和政策

（一）新能源转型意义

我国电力行业长期以来都是处于一种行业垄断状态，在社会经济不断发展的当下，电力资源更是作为主要能源支撑着人们的日常生活与工业生产。因此，必须对电力行业低碳化新能源转型予以充分重视并对当前电网加以改革，从而为电力行业提供更好的可持续性发展空间。据调查得知，国内电力行业在2021 年二氧化碳排放总量超过43%，对社会生态环境造成了极大的污染。传统电力行业是以火电生产为主体生产机构体系，通过石油、煤炭等主要燃料作为电力生产的主要动力来源，但在其燃烧过程中产生会产生以二氧化碳为主的有害气体，致使大面积自然环境、生态资源受到污染和破坏，同时造成不同程度的经济损失。除此之外，煤炭、石油等资源存储量并非无穷无尽，如一味过度开采则势必造成资源透支也会使相关价格大涨，从而增加电力资源生产成本对国民经济发展造成严重的负面影响。而目前很多国家和地区却并未清楚意识到这一点，依旧采用传统电力生产模式进而对全球自然环境造成了不可估量的损害。因此，必须大力推行低碳化新能源发展模式，降低CO2及其他有害气体在电力生产过程中的排放量，无论在工业方面还是生活方面都应选择低耗能、低污染的资源使用方式，不断推行低碳经济模式操作，并根据实际情况完善和改进经济结构体系，以低碳环保为前提始终贯彻节能减排的环保理念。为电力行业的长期发展提供有力帮助。近年来，我国在光伏、风电装机规模已达到全球领先地位。然而，新能装机对于电力行业全面转向低碳化新能源建设而言只是一个初期发展开端，必须围绕售电、配电、输电以及发电等环节做出相关调整，从而构建以新能源为基础构建全新的绿色电力供应系统，从而保障电力资源安全供应、带动全产业链以及新能源相关技术全面发展。据实际调查得知，目前为止我国可再生能源在社会用电中的发电总量占比已经超过半数，太阳能和风电发电量再次实现质的飞跃。初步估计到2030 年我国新能源总发电量将会超过国内总发电量的30%，从而真正达到高质量飞跃发展状态，光伏新增装机预测情况如图1 所示。

图1 光伏新增装机预测比例图

（二）能源转型相关政策

就现阶段电力行业转型低碳化新能源发展来说，已充分引起我国政府的重视，政府已经根据行业发展现状针对性出台了大量帮助性政策。允许国有新能源发电企业全面对外吸引外资，同时大力支持外国先进技术、先进经验以及管理方法的引进，从而促使我国现代新能源电力发展水平不断进步。为获取更多的外商投资，我国在对新能源电站运营和建设方面给予了大量免税优惠政策，同时对电力企业也实行了一系列技术支持与经济补贴。对于新能源电力发展而言减税政策无疑是最为关键也是最有效的支持手段，而我国现阶段实行的税收减半政策，则为大部分电力行业转型成为低碳化新能源发展过程中，减轻了大部分经济压力。国家在相关企业在引进外国先进设备时也有相应的关税减免优惠政策。当相关机构部门进行新能源发电技术研究时，政府不但会提供相应的经济补贴还会为企业提供不同程度的经济支持。

三、我国电力企业在应对新能源发展方面的不足

（一）管理方面

目前我国已经针对关于新能源发展方面制定很多优质政策，同时也大力推行企业转型新能源发展与相关技术研发，为电力行业电源改革创新构建了完整的服务体系，为电力相关企业业务发展提供有力帮助。但针对一些细节方面仍存在许多不足，部分措施和规定在具体实施过程中可操作性并不强，很多设施无法得到有效利用，导致可再生能源与风力轮蜗机等相关设备无法正常使用。

（二）网格问题

新能源转型相关技术往往涉及领域较广，而电力能源作为人们日常工作和生活所需的重要能源，利用核能、太阳能、风能等自然能源作为主要开发动力时都需进行二次转换。由于大部分电力机构不断增加装机容量，新能源在电网发电已呈现激烈的竞争态势。如传统发电系统与新能源深入融合，传统火力发电行业的市场竞争份额将受到影响，由此催生的竞争对新能源发展和推广应用极其不利。

（三）新能源电力供需不匹配

受多方面因素影响，目前利用新能源发电普遍存在功率波动过大的问题。传统电力所涉及的传输链条和相关设备相对而言较为简单，下游阶段的用电负荷也相对稳定并能够精准预测，风力发电量则取决于风力大小而光伏发电量取决于光照强度。因此阳光照射与分离强度会随时间出现不同程度的变化，很难有效控制和预测。此外，因我国大部分地区负荷中心与电力资源存在严重的空间错位，其调度能力与输电能力仍需进一步提升。目前我国采用风能、太阳能分布地区如表1 所示。

表1 风能、太阳能分布地区表

从整体区域来看风电资源已经与用电大省远离，电力负荷与输送在整体分布位置区域存在逆向呈现的特征。以风力发电为例，我国大部分地区存在弃风现象其中新疆、内蒙古、青海等地竟以高达7%的弃风率，同时还存在大幅度弃电现象由此所带来一系列空间错配等问题。

四、电力行业新能源转型优化对策

（一）增强电网管理完善法律法规

需要不断增强相关设备的技术操作、管理、日常保养和维护避免设备闲置浪费，做好新能源与电力企业相关的市场调研，综合分析管理经营与风险投资并根据实际情况制定相应投资措施，制定风力轮蜗机等重要设备的管理和保养措施。通过多方渠道，引进专业技术人才树立企业人才培养意识，从而为电力设备与新能源转型结合提供强力的技术支持，并与各大高校合作确保人才储备和输出。除此之外，还需对相关法律法规加以完善。电力行业低碳化新能源转型不仅需要国家相关经济支持与鼓励，还应制定一系列强制性法规制度保障相关单位业务规范操作与执行。例如对保护税收相关规定加以完善，对某些造成环境污染或碳排放量不达标的电力企业按照相关规定予以经济惩罚，同时对积极发展低碳化新能源转型的企业给予适当经济补贴，只有这样才能加快电力企业低碳化新能源转型发展步伐，促进传统电源结构升级转型。

（二）加强电网建设进程

我国现有电力企业网格建设已经无法满足目前发电能力进程，太阳能、风能等一系列新能源与电力企业设备兼容性等问题仍需进一步解决。由于当前电力能源结构不断变化，故而现代电力企业必须贯彻电网智能化发展理念，从而实现电网的升级和转型。第一，需要完善电网智能化建设体系。电网智能化体系建设是一项极其庞大、专业且复杂的系统建设工程，通常由不同组织机构共同建设，而目前电网智能化体系在我国仅限于国家机构电网方面。因此，必须建立一套标准的电网国际化智能系统。第二，需要将现代数字化充分利用到电网建设当中，电网智能化系统建设依托于现代数字技术。因此，其发展必须将原始电力设备与现代多种数字技术相结合才能实施。第三，需要建立电网智能化测试系统。目前电网智能化相关技术已处于成熟阶段，但在用户交互与分布方面还有待提高，因此需根据实际情况建立特定的电网检测系统模块，从而为全面电网智能化系统建设提供有力帮助。

（三）增强配备功率预测及并网控制

信息化发电预测系统主要包括对电站、并网控制以及其他方面的管理。并网控制与功率预测作为现代电站必须具备的重要功能，由于太阳能、风能的波动性和间歇性特征导致其稳定性普遍较低，而无法准确预测发电量。应强化电网与电站的联动功能，利用现代信息化技术构建平衡系统从而保障电网并网及预测功能的稳定性，构建智能电站维运、智能并网控制及智能预测电功率控制系统，其中主要功能为故障检测和集中监控。构建新能源功率预测系统可为现代电站电网调度方面提供精确的先行指标，系统软件将成为电力行业后续新能源转型过程中的必备系统。其中主要由测光、测风等控制以及相关操作服务器构成，可通过系统建模分析气象相关信息数据，同时精确计算相关功率信息数据以及预测数据上传等基本功能。

因风光发电时间波动性较大，电网控制端则需要根据具体情况对新能源相关使用功率等实施量化，从而保障电网运行的稳定性和安全性。因此，电力公司必须构建一套符合预测装配功率的信息控制系统，该系统需要设置自动上传数据功能，在固定时间内将预测功率信息数据发送至电网调度部门，并且实时报送功率预测报告（超短期）。除此之外，还应测试系统上传数据信息的准确率及相关规范要求，例如我国西北地区电网则要求必须超过95%的超短期与短期信息数据的上传率，光伏电站及风电系统的短期功率则应控制在20%和25%的误差范围之内。

由电网控制终端向发电终端发送相关调度指令，并由数据处理系统实施全面生产控制。电网侧在获取相关预测电功率信息数据以后，需要根据地区用电要求与生产计划为基准来制定调度发电计划，并将相关制定通过网络传输至各个新能源电站，再由电站根据指令要求对电压与发电状态加以调整并及时将相关数据信息反馈。整体智能控制系统可分为发电自动控制、电压自动控制以及频率快速响应系统。其中AGC 发电自动控制系统主要以有效控制并网功率为目的，经过系统计算最佳功率控制状态从而满足调控需求。AVC 电压自动控制系统则以控制无功率风光为目的，将无功补偿、风机以及逆变器等相关装置日常运行数据通过网络方式发送至电网调度系统，并执行电压控制相关指令。频率快速响应系统则主要以控制电力频率为目的。根据实际情况调查得知，预测功率系统相比智能并网系统其渗透率较高，随着现代新能源电站的不断发展和建设将拥有更加广阔的发展空间。

（四）提升新能源消纳能力

新能源主体构建主要以建设智能化电力系统为主，其根本核心就是调节电网、安全、电力保障与新能源之间的关系，进而协调供电成本与新能源的关系。目前来看新能源仍具有一定程度的不稳定性和波动性，而电力系统必须做到对用电负荷及发电量的平衡处理。新能源的合理利用与阳光强弱及风力大小有着密不可分的联系，而这些因素都是难以通过人为控制。因此必须通过制定科学合理的方法解决电力企业在低碳化新能源转型过程中的能源消纳问题。第一，可将新能源就地消化。通过各种方式推广新能源电力在电价、电网调度及交易组织等方面的领先地位，构建快捷方便、功能健全的绿色电力交易平台提供优质的交易服务。同时还需要增强对各个工业园区、企业单位的推广力度，大力推行分散式和分布式风电及光伏等项目，从而增强新能源电力的终端用能比重。第二，增强对外送电通道的建立与维护。在就地新能源消耗范围有限时，新能源电力可通过外送通道传送至用电量较大地区。从长期规划效果来看，将能源消纳水平有效增强则必须加快构建新型智能电力系统的步伐，突破地域限制从基础设施、交易机制、电网技术多方面共同分析和研究，将新能源合理配置在国内电力行业当中。第三，需要不断拓宽能源储能渠道。近年来，很多自然能源相对丰富的地区已经全面实施绿电制氢、蓄能抽水等环保工程项目，使得自然能源的利用率得到了大幅度提升。通过将有限的光能、风能转化为各种形式的可利用能源，在用电量较大的区域及用电高峰期将其通过相关设备转化成为丰富的电能供应，这也是增强新能源消纳效率的最佳方法。

（五）学习全新技术实施新能源政策

目前我国电力行业低碳化新能源转型仍处在初期发展阶段，而其中最为关键的便是技术问题，在不断调整和优化新能源结构过程中，所运用的技术大多来自国外。因此，若想真正实现电力行业低碳化新能源转型则必须要对相关技术学习予以充分重视，应大力投入相关研发和探讨积极主动学习新能源相关技术。对各种区域性技术难题进行分析和解决，保障整体新能源技术充分发挥其应有作用。而在电网智能化建设当中也需要加强人力与物力方面的投资力度，合理运用现代信息技术研发全新的智能化电力控制系统，从而增强整体电网系统运行的可靠性和安全性。