作者:王兆昱 来源:中国科学报 发布时间:2023/12/14 20:13:29
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新型电力系统如何做到安全、低碳、智能、经济、优质?

 

“共同应对气候挑战,实现绿色低碳发展,已经成为全球的广泛共识。”12月6日,中国电机工程学会理事长、中国工程院院士舒印彪在2023年中国电机工程学会年会主会场上指出,要深入落实中央深改委第二次会议提出的“构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统”这一目标,大力推进能源电力的科技创新。

本次年会活动在江苏南京举办,以“安全 低碳 智能 经济 优质 构建新型电力系统”为主题。来自全国能源电力行业的专家学者汇聚一堂,展开交流,分享想法。

未来网络助力算网能融合发展

中国工程院院士刘韵洁在主旨报告中指出,目前互联网的发展进入“下半场”,实体经济的发展对互联网提出了新的需求,人工智能算力网的出现也带来了新的挑战。

“传统互联网在消费领域非常强大,但在实体经济和能源控制方面满足不了需求。”他表示,确定性网络已成为未来网络产业发展的核心,并有望解决传统互联网拥塞无序的问题。

他用了一个生动的比喻来说明传统互联网与未来网络的区别:“普通互联网就像交通领域的普通马路,任何车、任何人都可以在网上到达对方,但唯一的问题就是有红绿灯、拥塞和无法解决的事故,经常是不确定的。怎么办?就需要在这一网络上架构出一个类似高铁、高速公路或航空一样的网络。”

在刘韵洁看来,未来网络已经在多项关键技术研究中有了进展,具备了按需定制网络服务能力、确定性网络控制能力、多云交换服务能力和网络安全防护能力。他强调,未来网络设计的目标为“开放、柔性、智能、安全”。

“双碳战略是我国对国际的承诺,在能源标准、调度平衡方面需要网络的支持。”刘韵洁表示,我国未来网络实验设施(CENI)大科学装置可以为社会提供高质安全的公用型专网。依托CENI构建覆盖全国的智能型公用专网,并充分利用人工智能大模型的前沿技术,发展面向能源、制造业、农业、教育、安全等行业的行业专网,可以更好地培育行业大模型,促进实体经济发展。

新型储能技术助力电力系统未来

“储能是新型电力系统的重要构成环节,对于提升系统灵活性和主动支撑能力,提升日内保供应能力、改善系统安全性、促进新能源消纳具有重要作用。”

在大会上,中国工程院院士、国家电网公司一级顾问郭剑波报告了他对新型电力系统和新型电化学储能发展的思考。

郭剑波指出,我国新能源发展很快,到2030年,新能源将成为第一大电源。但新能源不确定性和波动性比较大,且具有高装机、低电量、弱保障、低抗扰、弱支撑等特性,需要配以大规模的储能技术,提供系统平衡和支撑。

“在新型电力系统中,储能具有促消纳、保安全、保供应、优化结构和运行等作用。”郭剑波说。

他指出,目前电化学储能呈现出增长快、需求大、锂离子电池占主导地位、应对不同需求和风险的储能多元发展的特点,他进一步总结了目前储能面临的三大问题。

一是安全性问题,有机电解液的储能电池存在本质安全问题,还会受到系统设计、使用环境、运行工况等多重因素的影响。

二是不同类型新型储能还需降低成本、市场尚需细分、技术有待完善和验证。

三是储能系统在不同场景下应用的多重价值未予体现。现在采用类比光伏和新能源度电成本来衡量储能是不科学的,更不能简单按利用小时数来衡量。

在报告的最后,郭剑波提出了未来储能技术的发展方向——安全是前提,成本是关键,价值兑现是出路,并建议,按照市场功用、细分市场、多种储能类型满足不同系统需求,更要关注新型储能成本快速降低和系统成本快速增加的特点,完善市场机制,实现储能的价值兑现。

展望核电的数字化、智能化方向

作为我国首个具有自主知识产权的核级数字化仪控系统平台,“和睦系统”填补了我国在该技术领域的空白,显著提升了我国核电仪控行业的整体水平,核电安全、稳定运行发电,是对未来电力系统最大的支撑。

这是中国广核集团有限公司核电DCS研发首席专家江国进在他的主旨报告《核电站数字化、智能化控制保护系统的研发与展望》中谈到的。他提到,核安全是核电的生命线,是国家核安全的重要组成部分。反应堆控制保护系统(核电DCS)是核电站的“神经中枢”,却长期被国外垄断,是国家重大需求。

在报告的开始,江国进强调了核电的重要性——是未来我国电力系统里非常重要的一个版图,能够起到在风电、太阳能上稳定负荷的作用。他指出,国家在核电层面的要求非常明确,就是积极、安全、有序发展核电,确保能源安全,核安全是值得重视的国家安全问题。

接下来,他分享了中国广核集团的产业体系布局和主要科研成果,并提出了核电控制保护系统的新形态具有6种特征:快速交付、更加可靠稳定、虚拟调试、逻辑云化、智能值守、少缆连接。

江国进表示,中国广核集团将朝着协同设计一体化、运行数字化、运维智能化的方向发展,进而推动集团数字化产业做强、做大,支撑核电强国的发展战略。

 
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