11月2日，由全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織與聯(lián)合國亞洲及太平洋經(jīng)濟社會委員會、聯(lián)合國西亞經(jīng)濟社會委員會聯(lián)合舉辦的2020全球能源互聯(lián)網(wǎng)（亞洲）大會在京隆重召開，大會以“綠色低碳可持續(xù)發(fā)展”為主題，旨在深化全球及亞洲能源電力合作，加快能源變革轉型，推動全球能源互聯(lián)網(wǎng)中國倡議落地實施，為“一帶一路”和人類命運共同體建設發(fā)揮作用。

在技術論壇上，中國工程院院士郭劍波圍繞高比例新能源電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)專題發(fā)表演講，并提出需要重點關注的技術及應對措施。

據(jù)郭劍波院士介紹，根據(jù)2018年的預測，2050年中國的風電、太陽能發(fā)電裝機容量占比將達68%，發(fā)電量占比達48%，形成高比例新能源的電力系統(tǒng)。從目前發(fā)展情況和預期來看，新能源發(fā)電實際發(fā)展速度可能會高于預期。

高比例新能源電量場景需要數(shù)倍于負荷的新能源裝機容量，將面臨多項挑戰(zhàn)。郭劍波院士詳細講述了主要的三大挑戰(zhàn)，高效消納、安全運行和機制體制挑戰(zhàn)。

其中，消納挑戰(zhàn)主要分為日功率波動、出力度、尖峰電量消納、功率預測難度等幾方面：

• 根據(jù)目前預測，隨著新能源裝機的增大，2050年中國新能源日內最大功率波動將超過10億千瓦，與當年常規(guī)電源總裝機容量相當，僅靠常規(guī)電源調節(jié)難以應對新能源日內功率波動。

  
  

• 未來高比例新能源電力系統(tǒng)中，新能源長時間、高出力給系統(tǒng)消納、安全和儲能技術帶來極大挑戰(zhàn)；在新能源低出力時段，電力系統(tǒng)需要常規(guī)能源等非新能源機組實現(xiàn)功率平衡。
  

• 新能源尖峰出力功率大、電量小，保證尖峰出力消納需要調動巨大的靈活性資源。未來高比例新能源電力系統(tǒng)中，保證尖峰出力的全額消納代價大。

• 中國的地形復雜，氣候類型多樣，隨機波動性強，高精度功率預測更難。未來，隨著新能源裝機規(guī)模的擴大，預測絕對誤差將進一步擴大，大大增加發(fā)電計劃制定的難度。

在新能源供電帶來的安全問題方面，郭劍波院士指出，新能源發(fā)電參與一次調頻可降低穩(wěn)態(tài)頻率偏差和暫態(tài)最大頻率偏差，但因未改善系統(tǒng)慣量，頻率變化率未能改善，低慣量系統(tǒng)越限風險仍然存在。通過采用虛擬慣量控制可使新能源提供一定慣量支撐，但由于一次能源輸入的可控性差，可能導致頻率二次跌落等次生事故。另外，新能源大規(guī)模接入會導致頻率越限風險增加、系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題突出、高占比地區(qū)暫態(tài)過電壓嚴重、功角穩(wěn)定特性復雜、“預案”式安控策略配置困難、寬頻震蕩現(xiàn)象相繼出現(xiàn)、調控運行復雜等挑戰(zhàn)。

“隨著新能源發(fā)電的技術進步、成本進一步降低，可以預期新能源必將迎來持續(xù)較長時間的高速發(fā)展期?！惫鶆Σㄔ菏勘硎?，“另外，新能源綠色、低邊際成本、高輔助服務需求對市場機制設計帶來挑戰(zhàn)，眾籌、互聯(lián)網(wǎng)金融、實物融資租賃等開發(fā)模式推動了新能源快速發(fā)展。”

郭劍波院士指出，應加強以新能源為主力電源的電力系統(tǒng)的構建技術條件和市場機制的研究，并對新能源設備、運行及控制提出新技術要求。此外，要通過拓展電力利用、多能互補和能源綜合利用，利用先進的氣象預報、傳感、通信、人工智能等技術，協(xié)調源-網(wǎng)-荷-儲等資源，應對高占比新能源給系統(tǒng)帶來的巨大功率波動和帶來的技術挑戰(zhàn)。

演講PPT如下：