我們期待電網(wǎng)運營會有怎樣的變化?電網(wǎng)該如何調(diào)整以支持向清潔能源系統(tǒng)的過渡?近期，在我們的《讓明天更有力》系列節(jié)目中，能源記者Sonja van Renssen、Karel Beckman與DNV GL的專家進(jìn)行了交談，試圖獲得其中的答案。這期節(jié)目分六個系列，將探討輸配電運營商在能源轉(zhuǎn)型中所扮演的角色，如何使網(wǎng)絡(luò)更智能，電氣化對網(wǎng)絡(luò)運營的影響，海上風(fēng)能革命對電網(wǎng)的影響，以及可再生能源整合的成熟程度。
今天，我們來了解一下電網(wǎng)運營商對未來能源前景有何期待?
DNV GL發(fā)布的《2019能源轉(zhuǎn)型展望》報告概述了能源行業(yè)正在發(fā)生的“大轉(zhuǎn)變”，并討論了許多可供電網(wǎng)運營商管理轉(zhuǎn)型的選擇。整合易變的可再生能源將需要大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展投資。電網(wǎng)系統(tǒng)運行的復(fù)雜性將包括在所謂的交直流混合電網(wǎng)中應(yīng)用新的技術(shù)，如高壓直流(HVDC)。此外，各個區(qū)域之間的互聯(lián)性，可能會改變很多國家迄今為止 “電力孤島”的電網(wǎng)運作形式。以下是未來幾年改變電網(wǎng)格局的主要趨勢。
1 易變的可再生能源將給輸電系統(tǒng)運營商帶來挑戰(zhàn)，但數(shù)字化讓系統(tǒng)可靠運行成為可能
更多地利用市場靈活性和輔助服務(wù)來支持系統(tǒng)運營，例如，平衡市場的操作已經(jīng)顯著增加了市場的流動性和成本的下降。容量要素在維護(hù)可靠性方面將發(fā)揮越來越大的作用。隨著發(fā)電量的變量增加，一些電廠只有在電力系統(tǒng)出現(xiàn)極端情況時才被需要。決策工具也將越來越自動化。我們期望更多地使用靈活性平臺來獲得分散管理的靈活性、負(fù)荷流控資產(chǎn)的自動優(yōu)化、接近熱極限的主動管理、以及動態(tài)的天氣相關(guān)線路額定值。
2 互聯(lián)和超級電網(wǎng)將在管理供需方面發(fā)揮關(guān)鍵作用
隨著可再生能源在互聯(lián)電力市場的份額越來越大，需要完成和繼續(xù)發(fā)展現(xiàn)有的和新的互聯(lián)項目，以管理供電區(qū)域的電力供需問題。東北亞超級電網(wǎng)、南歐互聯(lián)互通、北歐新漢莎電力橋、德國HVDC走廊等項目，將在現(xiàn)有高壓交流電(HVAC)電網(wǎng)拓?fù)涞幕A(chǔ)上形成覆蓋電網(wǎng)，這將使電力的無縫交易和進(jìn)一步的市場聯(lián)合成為可能，從而有助于在競爭原則的基礎(chǔ)上整合可再生能源。它們還將對地緣政治產(chǎn)生影響，因為對化石燃料(通常是進(jìn)口的)的依賴將減少，而可再生資源的價值將增加。
3數(shù)字化和智能技術(shù)將帶來網(wǎng)絡(luò)運營的自動化
我們將看到網(wǎng)絡(luò)操作上更多的自動化，以及能源賬單和會計流程的完全自動化。IT平臺將授權(quán)新的分布式能源和靈活性供應(yīng)商進(jìn)入并開放市場。傳感器和數(shù)據(jù)分析將趨于成熟，賦能智能資產(chǎn)管理和主要系統(tǒng)元素的更好利用。這將包括新物聯(lián)網(wǎng)傳感器、對壽命消耗指標(biāo)的監(jiān)測改進(jìn)、允許分散式發(fā)電結(jié)構(gòu)，以及更復(fù)雜SCADA系統(tǒng)和相關(guān)電網(wǎng)運營工具。
4 一個更加分散的系統(tǒng)運營將驅(qū)動對更高級別規(guī)則的需求，以定義參與者之間的角色和接口
在歐洲，TSOs協(xié)會ENTSO-E正與DSOs協(xié)會EDSO密切合作。配電網(wǎng)絡(luò)最初的設(shè)計目的是將電能從傳輸系統(tǒng)自上而下地分配給消費者。如今，許多配電系統(tǒng)已經(jīng)在“反向”功率流下運行，隨著可再生能源的分布式電力的滲透，以及由此導(dǎo)致的區(qū)域供需失衡的加劇，這一趨勢將持續(xù)下去。隨著系統(tǒng)運行的日趨復(fù)雜，數(shù)字化將通過更好的監(jiān)控發(fā)揮關(guān)鍵作用，產(chǎn)生重大影響。
5 隨著可再生能源數(shù)量的增長，儲能技術(shù)將在供需求管理方面發(fā)揮重要作用
我們可能會看到，有關(guān)未來電力系統(tǒng)技術(shù)解決方案之間的權(quán)衡越來越多，比如大量的配電網(wǎng)加固，電動汽車智能充電的靈活選擇，儲能，需求響應(yīng)，以及部門聯(lián)合。歐洲的十年網(wǎng)絡(luò)發(fā)展計劃預(yù)測，到2040年，電動汽車電池儲存和大規(guī)模電池將占到系統(tǒng)負(fù)荷的10%。儲能在交通電氣化和支持較弱電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施對靜態(tài)電池的需求兩個方面都扮演著雙重角色。
6 到2025年，隨著可再生能源開始為我們提供超過四分之一的電力需求，新的商業(yè)模式將會出現(xiàn)
這些模式的核心將是一個基于大多數(shù)可再生能源發(fā)電的更廉價的發(fā)電市場。但對于電網(wǎng)運營商來說，我們需要在輸配電兩方面維護(hù)一個可靠的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。靈活的市場使當(dāng)?shù)氐妮o助服務(wù)、電動汽車和關(guān)聯(lián)需求，以及節(jié)能措施成為可能。數(shù)字化將為工業(yè)、商業(yè)和家庭帶來新的基于數(shù)字能源需求的響應(yīng)解決方案。
7 微電網(wǎng)將在未來發(fā)揮更大的作用
孤立的微小電網(wǎng)，例如島嶼或偏遠(yuǎn)的村莊，通常是因為人口密度低或經(jīng)濟(jì)不活躍使傳統(tǒng)的電網(wǎng)延伸負(fù)擔(dān)不起。孤立的微小電網(wǎng)，如用于礦山、海上石油設(shè)施、遠(yuǎn)程電信、科學(xué)設(shè)施或軍事用途的這些電網(wǎng)，是燃油供給經(jīng)濟(jì)學(xué)來驅(qū)動。接入更大電網(wǎng)中的商業(yè)、工業(yè)或住宅微電網(wǎng)將被建立，但出于可靠性考慮，打算在必要時斷開這些微電網(wǎng)。從未打算自治的商業(yè)、工業(yè)或住宅微電網(wǎng)將被建立，主要管理它們的節(jié)能電力、儲能，以及最小化成本或處理電網(wǎng)連接限制的需求。
