作為全面貫通生產、傳輸、存儲、消費以及市場的能源系統演進高級形態，能源互聯網不僅是清潔能源大規模開發、配置、使用的重要平臺，更成為突破能源發展資源約束、環境約束及時空約束的根本之策。

“能源互聯網是一種新型能源系統，可再生能源優先，以電力為基礎，因此在‘雙碳’目標下，能源互聯網的核心形態就是構建以新能源為主體的新型電力系統。”在日前召開的“2021國家能源互聯網大會”上，清華大學能源互聯網創新研究院高峰表示。

《2021國家能源互聯網發展年度報告》顯示，能源互聯網發展歷經了1970~2003年的概念孕育、2004~2013年的初步研究、2014~2016年的啟航出發、2017~2019年的試點示范，以及2020年至今的多元發展等五個階段。進入2020年，隨著“雙碳”目標的提出，能源互聯網進入方向更為聚焦的加速發展通道，政府與產學研各界積極行動，以政策機制為導引，以科技創新為抓手，以產業轉型為核心，謀篇布局。

配電網成“主戰場”

能源格局的深刻調整，使得電網的電源結構、形態、負荷特性以及運行特性等具備全新特征，新型電力系統亟待加快構建。

國網上海能源互聯網研究院劉海濤認為，配電網將成為新型電力系統建設的主戰場。瞄準“雙碳”戰略目標的實現，配電網將發生重大變革，將從以電能傳輸、分配為主的通道型設施，轉變為資源聚合、優化、交換，以及各利益主體平等交易的平臺型基礎設施。

國家電力投資集團有限公司戰略規劃部主任何勇健也認為，以新能源為主體的新型電力系統的核心是“新型”，配電網將成為電力發展的主導力量。

“應看到，配網側新型電力系統面臨諸多發展挑戰。配電網的發展變化速度快，但其發展目前還不平衡、不充分;配電網規劃建設實施難度增大，運行控制安全風險驟增，用能服務互動需求多樣。”劉海濤提醒。

在其看來，未來配網側新型電力系統的發展，將通過設備層、網絡層、平臺層、應用層關鍵技術與裝備的革新，以“清潔低碳、安全可靠、柔性互動、透明高效”為目標，實現最大化接納新能源發電和新型柔性負荷、實現運行的經濟高效和最優化，支撐現代能源體系的加速構建。

另一邊，南方電網從今年3月開始，對構建新型電力系統也展開了深入研究，提出了四個階段建設路徑，通過頂層設計、分布實施、有序推進新型電力系統的構建，力爭在2030年前基本建成新型電力系統。

“新型電力系統最主要的特征是以新能源為主體，‘兩高和三性’(注：兩高是高比例新能源接入、高比電力電子設備應用;三性是隨機性、波動性和間歇性)特點將帶來兩個方面的挑戰，一是電力保障，二是慣量下降。”南方電網科學研究院曾勇剛坦言。

以云南電網和廣東電網為例，全年的高峰時段90%概率下可保證風力出力是5%左右。照此計算，到2030年，南方電網新能源裝機將達到2.5億千瓦。按照5%計算，裝機替代只有1250萬千瓦，仍需規劃大量常規機組做電力保障。

“當前，南方電網與云南電網實現了異步，廣東電網正在進行柔性直流互聯，南方電網逐步變成3到4個交流同步電網。這將對系統慣性帶來更大影響。構建新型電力系統，對系統慣量應更加關注，尤其要關注交流同步電網的頻率同步穩定問題。”曾勇剛提醒，“歐洲現在面臨的最大挑戰正是慣性下降問題。”

“通過對歐洲一些經驗的調研，有幾方面可以借鑒。第一是關注增強慣量，第二是提升頻率支撐，第三是加強區域互聯，第四是靈活的調節能力。”曾勇剛建議。

據了解，南方電網為構建新型電力系統，正重點突破八項關鍵技術，涉及規模化經濟型儲能應用技術、新能源全面可觀可測可控技術、不同時間尺度的概率化電力電量平衡技術、新型電力系統慣量評估及頻率運行控制技術、高度電力電子化的電力系統諧波及振蕩抑制技術、大規模新能源接入的全景仿真技術、電力電子變流設備構網型控制技術、電-碳聯動的運營技術等。

新能源滲透需技術加持

能源互聯網浪潮的興起，為推動傳統電網改造升級提供了有力抓手，也為培育清潔能源、綠色環保等新型產業帶來了發展機遇，不少企業爭先“入場”。

中國華能集團清潔能源技術研究院李衛東表示，能源是我國經濟發展的基礎性行業，能源做不到萬物互聯，國家經濟社會發展就會呈現落后的形態。我們要想在沙漠和戈壁構建萬億級新能源，必須依靠能源互聯網這一全新手段解決這一問題。

“可再生、分布式、互聯性、開放性、智能化五大特征，基本勾勒了以新能源為主體新型電力系統的特點。我們正在打造一個高比例可再生能源技術研發體系。”李衛東說。

伴隨高比例可再生能源技術體系的構建，以風、光、儲等為代表的新能源滲透率也在不斷提高。

北京清能互聯科技有限公司CTO賴曉文提醒，“在相對較低的新能源滲透率下，尚且能夠通過系統調度的優化和市場機制的激勵，激發現有資源的響應和互動，促成新能源的消納。不過，在新能源滲透率達到相對較高的狀態時，就需要對電源、電網、負荷、儲能等方面的技術增配和升級開展相應的工作。”

在其看來，當前不少企業急需面向新型電力系統的規劃和運行模擬的技術方法和工具，但傳統的規劃和模擬工具卻存在五個相對不足。即，缺少低碳規劃的模型;無法模擬新能源的隨機出力;通常僅面向電力系統的典型運行方式開展，亟需全新的工具;需要大量的模型數據、邊界條件的數據;可視化程度低。

“針對上述不足，我們提出了面向‘雙碳’目標的源-網-荷-儲協同規劃與運行模擬解決方案。將模型和數據進一步聚合成服務，在數據層、計算層和展示層提供相應的服務支撐能力，從而支撐上層的六大應用，包括電網模型構建、運行場景預測、協同規劃優化、持續運行模擬、大數據挖掘分析，以及全景綜合展示。”賴曉文說。

值得一提的是，作為能源互聯網供需之間互動的核心，儲能的發展備受期待。

“未來，60%到70%的儲能市場將源于新能源消納。按照國家發改委的預期，未來五年儲能市場將呈現十倍的增長。”北京海博思創科技股份有限公司張劍輝分析。

他進一步建議，“我們要考慮到，即使是強配，新能源如何能與儲能一起聯合參與電力市場的交易，促進新能源消納。在滿足經濟性基礎上，在新能源配置較多的地方，可建設共享儲能電站，為周邊新能源消納服務，同時接受電網調度，參與電網的調峰調頻。”