7月14日18时，随着1250吨履带吊将重达135吨、直径204米的风机叶轮组件缓缓吊至160米高空，与机舱精准对接，标志着由中国安能二局承建的湖北仙桃金岭风电项目首台风机吊装圆满成功。 （徐迎华 潘文斌 摄影报道）
■ 中国工业报记者 余 娜
当前，电力生产模式、供给结构、消费形态、运行机理深刻变化，能源转型、用电量需求持续增长，能源电力刚性需求属性凸显，新型电力系统建设加速。
日前，全球能源互联网发展合作组织驻会副主席刘泽洪表示，伴随新能源的大规模发展以及占比的持续提高，来自风、光、储、氢等领域的参与市场主体庞杂交织，电力行业体制机制设计难度进一步增大，新型电力系统正在 “变”与“不变”中呈现全新特征：电力系统的网络型基础设施特性不变，要求资源优化配置能力更加灵活、高效；电网运行的同步机制主导不变，电力电子设备占比大幅提高、直流异步互联增加；电力电量平衡的基本要求不变， “源随荷动”转向 “源网荷储”互动；保障供电安全可靠性的要求不变，但要更加适应强不确定性。
新型电力系统演进加速
推动我国双碳目标如期实现，电力行业是主战场也是主力军。
“当前，新型电力系统呈现全新内涵和特征，但非推倒重来，而是传统电力系统的继承和发展，是在现有系统基础上的升级和变革创新。”刘泽洪表示。
华北电力大学新型能源系统与碳中和研究院院长王志轩也表示，当前是电力系统变化最快的一个时期,出现了新情况、新需求，需要我们对新型电力系统再认识。
刘泽洪分析，新型电力系统正面临气候适应、安全性、经济性三大挑战。
随着新能源接入和交直流混联电网建设，电力系统新旧稳定问题交织。例如，大容量直流输电与新能源相互影响，容易引发大面积的连锁反应。
刘泽洪说：“应看到，电力系统控制复杂性呈指数级增长，对象从以源为主扩展到源网荷储各环节。”
一方面，新能源大规模、高比例接网消纳，带来系统整体成本上升。另一方面，伴随新能源占比持续提高，对市场机制体制设计也提出了更高要求，加大了制度设计的难度。
刘泽洪提醒，构建新型电力系统是实现双碳目标的关键，需统筹考虑发展与减碳、清洁与安全、远期与近期等关系，坚持先立后破，在新能源安全可靠替代的基础上，有计划、分步骤逐步降低传统能源比重，科学合理设计新型电力系统建设路径。
国家电网公司原总工程师、中国电机工程学会会士张启平建议：“煤电机组的功能将随着新型电力系统的深入推进，由以发电为主逐渐向以保障系统安全运行为主转变，因此加快发展抽水蓄能、新型 （重力）储能装备非常重要。应规划建设满足新型电力系统发展要求的送受端电网，确保大规模新能源发电功率的大范围汇集、稳定传输和高效消纳。持续加大柔性特高压交直流输电技术、高效率低成本的清洁能源发电新技术、碳捕集技术等，开发建设数字化的电力系统安全监控和智能化的调控技术支持系统，为新型电力系统安全可靠运行提供保障。”
关键技术持续突破
面对构建新型电力系统的诸多挑战，以清洁发电、新型储能、直流输电、数智化等代表的关键技术不断创新突破，为实现新型电力系统目标构筑坚实基础。
光伏发电、光热发电、风力发电、氢 （氨）发电及新型储能，是当前新能源发展的重点。其中，除氨发电尚处于试验示范阶段外，其它都处于装备技术日渐成熟、市场规模快速壮大的高速发展阶段。
光伏发电技术进步快，Topcon、HJT等技术路线不断涌现，晶硅电池转换效率最高达到26.81%。据有关部门预计，到2050年，多PN结层叠电池有望成为主流，组件转化率达到35%，平均度电成本降至0.08-0.1元/千瓦时。
光热发电方面，提高运行温度、发电效率和降低成本是当前的发展重点。预计到2050年，光热电站采用超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术，发电效率提高至60%，平均度电成本降至0.4元/千瓦时。
风力发电领域，风机大型化趋势显著，技术和装备日渐成熟，发电成本迅速下降。预计到2050年，陆上风电平均度电成本降至0.07-0.1元/千瓦时，海上风电降至0.2-0.25元/千瓦时。
“当前，规划不够统一，风场的竞争非常残酷，电力匹配还需优化。海上风电与油气的结合，成为市场关注的焦点。”中海油原执行副总裁、安全总监兼新能源部总经理杨云表示。
张启平则认为，离岸风电技术已经成熟，具有风能利用小时数、开发容量等优势，应加快开发海上风电。随着成本不断下降，海上风电上网电价竞争力越来越强，按照离岸距离由近及远顺序加快建设，极具优势。
氢发电技术上日趋成熟，未来有望成为新型电力系统中重要的可调节电力来源。氢燃料电池容量较小、配置灵活，适用于分散式发电场景。同时，氢燃气轮机单机容量大、转动惯量大，适合作为电网的调节和支撑电源。
新型储能快速发展。截至2023年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时，平均储能时长2.1小时。2023年新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时，较2022年底增长超过260%，近10倍于 “十三五”末装机规模。
“锂电池技术进步快、综合性能好，可选择的材料体系多样，目前磷酸铁锂电池在新型储能技术中占据主流。预计到2050年，材料来源更广泛的钠电池有望替代锂离子电池，储能电池的循环次数提升至1.2万-1.4万次，储能电站的建设成本降低至500元/千瓦时以下，实现本质安全。”刘泽洪预测。
设备企业转型提速
在新型电力系统推动下，电力设备生产企业加快了转型步伐，加快从电力设备提供商向 “综合服务提供商+设备提供商”转型。
中国华电科工集团有限公司党委委员、副总经理、总工程师李建标介绍，数智化技术驱动电力环保产业新未来。
据介绍，中国华电科工集团打造了高端装备及系统工程、环保水务、电站投资建设和清洁能源四大核心业务板块，布局了氢能、生物质能、储能、港口高端装备及绿色智慧系统等多个战略性新兴产业。
“利用数字化技术赋能企业生产，帮助客户打造全优的生产模式。通过数字监控协同运维平台，改变了资源配置结构、突破了旧技术体系下的商业模式限制，结构性降低运营成本，提升了效率。”李建标说。
近日，特变电工智能电气有限责任公司数字化干变车间落成投产，通过深度拥抱 “数智化”，未来有望实现产能产值双翻番。记者获悉，该车间总面积3.5万平方米，是特变电工将30多年干式变压器生产经验与新一代信息技术融合创新、高标准打造的一座干变智能工厂，将批量化生产2500千伏安及以下常规干式变压器，规模化生产全系列箱变、美变集成类产品，预计年产能近万台。
随着特变电工智能电气有限责任公司数字化干变车间落成投产，金风科技、运达能源等多家龙头企业与特变电工签署了合作协议。
日立能源首席执行官方秦表示，电力需求将大幅上升，电力系统需要进行快速的变革与升级。在2050年全球电力系统中，需要在2020年的基础上，将发电量提升4倍，输电量提升3倍。
“当前，中国推进的新型电力系统建设为其实现碳中和目标提供了重要支持。”方秦说。
国家电网公司原科技部副主任、中国电器工业协会副会长沈江表示，应以创新力量开拓绿色能源新视野，进一步探索综合服务商的边界，重点关注投资和建设、技术和设备、运行和交易、政策和法规。
