帮我搜借鉴资料学习平台

半年投资2.5万亿，风电光伏应如何适应新型电力系统？

界面新闻记者｜戴晶晶

“预计风光发电占比将从2020年的9.3%，提高到2030年的22.5%；煤电占比将从2020年的61.3%降低到2030年的47.5%。”

8月8日，由中国能源研究会和中国电力企业联合会（下称中电联）主办、自然资源保护协会（NRDC）协办的“电力低碳转型年会2023”在京举行，并发布三个报告。其中，《构建新型电力系统路径研究》（下称《报告》）对新型电力系统的“三步走”战略和发展路径进行了研究。

上述报告是在中国能源研究会主办的“电力圆桌”框架下对应研究课题的成果。

《报告》进一步预计，到2045年，中国的风光发电和煤电占比分别为43.3%和23.4%；到2060年，风光发电占比将继续提高至62%，煤电降至4%。

此外，《报告》指出，2030-2045年中国电力系统将进入系统变革阶段。在该阶段，风电发展应逐步转向以区域内就地消纳利用为主，支持海上风电实现跨越式发展；光伏发电逐步转向光储充一体化供电、光伏直流微网供电等就地利用方式。

2022年底，中国可再生能源装机达12.13亿千瓦，历史首次超过全国煤电装机，约占全国发电总装机的47.3%。

2021年3月，中央财经委第九次会议首次提出构建“以新能源为主体”的新型电力系统。在此构建进程中，风光是绝对的主力军。根据第三方机构CINNO Research统计，今年上半年，中国新能源项目投资金额高达5.2万亿元人民币（含台湾地区），其中风电光伏投资金额约2.5万亿元，占比达46.9%。

“中国新型电力系统建设已进入全面加速推进阶段，风光装机连续多年位居全球第一。”中电联党委书记、常务副理事长杨昆在会上提及，但电力系统建设仍面临着艰巨的任务，电力系统的双高甚至多高特性更加凸显，关键技术亟待攻关突破，调节型、支撑型资源的成本疏导机制有待进一步完善。

电力系统的双高是指高比例可再生能源和高比例电力电子装备。由于可再生能源发电具有随机性、波动性、分散性特点，接入更多的可再生能源将导致电源侧波动性增加。此外，新能储能、柔性直流输电等主体和技术不断应用，电网形态复杂化，也对系统运行造成一定压力。

“在发展约束方面，风电光伏终端和场景结合有很多部署，但这对用地空间都有一定要求。现在各种用地约束已经凸显了。”在当日会上的分论坛上，水电水利规划设计总院新能源研究院主任工程师李少彦指出。

风能和太阳能能量密度低、对土地需求高，尤其是在经济发展集中的东部地区，很难有大规模土地支撑风光建设。

李少彦同时表示，提升新能源消纳能力也是一大挑战，这需要系统调节能力的硬件和软环境的双提升。

“硬件方面，比如灵活的支撑调节电源的部署，其能力决定了整个系统消纳的潜力。但当前调节性资源总体不足，新能源大规模发展受约束。”她提及，经济激励等政策机制决定了消纳潜力能否被充分发挥。

由于“西电东送”、“北电南送”规模仍将扩大，传统远距离输电方式也面临较大压力。截至目前，中国今年已开工四条特高压直流工程。8月8日，国家电网哈密送重庆±800千伏特高压直流输电工程开工建设，这是中国首批沙戈荒大型风电光伏基地外送工程之一。

李少彦表示，即使技术在不断进步，多回直流密集馈入引发系统连锁故障风险和受端电网承载能力等压力客观存在。

此外，新能源收益保障也面临问题。“从原先固定的上网电价到进入电力市场交易后，新能源低边际成本以及大发时段的高供给会导致低电价，比如山东五一时期产生的负电价，以及各省风电光伏在现货市场交易中出现电价明显低于基准电价的情况。”李少彦指出，需要探讨未来如何保障收益，从而保持市场投资积极性。

今年“五一”期间，山东电力现货市场有两天共出现了连续22个小时的负电价，刷新了国内电力现货市场负电价持续时间纪录。

李少彦认为，在政策与市场机制方面，要通过中长期交易、差价合约等保障新能源发电基本收益，通过参与现货市场保障其消纳能力，通过容量市场和辅助服务市场等等保障支撑新能源发展相应的灵活调节主体的调节能力发挥。

“最后是建立环境权益市场。碳市场也好，绿证绿电也好，都是为了保障新能源发电的环境权益。新能源在现货市场中的低电价能在环境市场中得到一部分兑付，最后才能平衡地发展。”她称。

杨昆也表示，为积极推动新型电力系统建设，需要不断完善相应体制机制，促进电碳市场协同，加强电力系统标准与数字化应用的统筹协调。

界面新闻2023-08-09

光伏发电与信息技术的完美融合 “智能光伏”概念强势登场

所谓“智能光伏”，简单来讲就是在传统光伏发电系统中应用更多的电力电子技术和数字技术，将电站设备以及整个系统进行数字化、智能化升级。

光伏产业是我国为数不多的取得全球竞争优势、实现端到端安全可控、有望率先成为高质量发展典范的新兴产业。迈入“十四五”之后，在碳达峰碳中和目标的支撑下，新能源迎来的全速发展的新周期，国家政策、地方规划密集出台，国有企业强势加入，直接推动光伏电站投资进入白热化。

不过，有专家曾指出，我国光伏产业虽然“量”上去了，但依然缺少“质”，诸多核心技术依然严重受制于人。中国光伏产业要想再上台阶，必须向更高端、更高效的方向转型，沿着价值链曲线向着顶端迈进。

究其根本，仍然是围绕着供求的因素博弈。同时，对于光伏产业而言，技术是主导产业降本增效最主要的因素，因此围绕着先进技术产能的投产以及落后技术产能的淘汰，新技术也将长期成为影响光伏长期走势的最重要因素之一。

随着5G通信、人工智能、先进计算、工业互联网等新一代信息技术快速兴起，加快光伏产业与信息技术深度融合发展、推动智能光伏行业特色应用成为大势所趋，也是各方关注的焦点。

那么，究竟什么是“智能光伏”?目前有哪些实际应用案例?未来又有哪些发展任务?今天，请跟随《中国科技信息》一起了解与“智能光伏”相关的那些事。

光伏发电和信息技术跨界创新的产物

未来，光伏产业将如何发展?数字化、智能化技术，是光伏通往未来的金钥匙。而所谓“智能光伏”，简单来讲就是在传统光伏发电系统中应用更多的电力电子技术和数字技术，将电站设备以及整个系统进行数字化、智能化升级。

事实上，“智能光伏”是光伏发电、信息技术两大领域的跨界和创新的产物，以智能化光伏电站的形式表现出来。即从电站建设到运维全流程进行优化和创新，将数字信息技术、互联网技术与光伏技术进行跨界融合，实现合理优化初始投资、降低运维成本，提高系统发电量，增加投资回报率，且能够适应包括大型地面电站、山地丘陵、农光互补和渔光互补等各种复杂场景。

业内人士认为，光伏实现智能化必须经历三个阶段：自动化、信息化、智能化。其中，自动化是指电站现场减少人工的工作，系统设计成无易损部件，免维护，无需专家现场进行问题诊断，无需人工现场修复;信息化是指组串的高精度智能检测，信息的高速可靠安全低成本传输，后台数据的高可靠性存储及监视。

而所谓智能化，就是可以提供全面的监测、运维、优化和管理工具，使光伏发电系统能够更高效地发电并与智能电网紧密协同。即减少人的介入、实现全自动化无人运行，实现故障的自动发现，自动诊断和自动修复，从而提升发电量，减少维护成本，提高系统收益。

总的来讲，光伏的智能化包含了6个方面的内容，即智能发电、智能安全、智能监控、智能运维、智能用电、智能电网。

光伏产业再上台阶的必然选择

我国为什么需要“智能光伏”?前面提到的创新与融合只是一个契机，而深层原因则在于我国光伏产业面临的深层次难题：技术创新能力不够，目前主要集中在价值链低端，在国际高端市场竞争力不足，在国内落后低端产能依然较多。与此同时，我国光伏企业很多关键设备和专用材料依然需要依靠进口，比如，用于制作银浆的银粉约60%仍然依赖进口，制造封装胶膜的VA颗粒也基本依赖进口……

此前，据不完全统计，2022年以来，已有69家公司跨界到光伏行业。从密度上来看，几乎每月都有企业宣布进军光伏领域，其中2月达到高峰，共有14家企业先后宣布进入光伏;4月、5月先后有10家企业向光伏领域聚集;除了9月仅有1家以外，其他月份宣布跨界光伏的企业均在3家及以上。此外，继2022年交出新增装机87.41GW创历史新高的成绩单后，2023年光伏装机有望进一步攀高，刷新世界纪录。

也就是说，我国光伏产业虽然“量”上去了，但依然缺少“质”，诸多核心技术依然严重受制于人。中国光伏产业要想再上台阶，必须向更高端、更高效的方向转型，沿着价值链曲线向着顶端迈进，“智能化”必然成为趋势之一。

未来，以智能化运维电站，将赋予电站“生命”，使其始终保持着流动运作的状态。例如，传统的光伏电站设备数量众多，缺乏信息收集与上报通道，基本都属于“哑巴”式设备，设备之间形成孤岛，不具备协同能力。而如今，引入5G、物联网、云计算、传感技术和大数据等先进的数字化技术后，设备之间就可以进行协同运作，并且能通过中央控制系统及时了解设备的运行情况，实现光伏电站从发电到输送再到储备及使用的全链路的可视、可管、可控。

智能光伏的“黄金时代”正在来临

智能光伏的发展离不开技术的推动，而政策的扶持，以及它为各行业带来的降本增效、绿色低碳等功能也预示着智能光伏广泛的发展前景。

去年，为推动光伏产业与新一代信息技术深度融合，加快实现智能制造、智能应用、智能运维、智能调度，全面提升我国光伏产业发展质量和效率，推动实现2030年碳达峰、2060年碳中和目标，工业和信息化部、住房和城乡建设部、交通运输部、农业农村部、国家能源局印发《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》。

在此之前，2018年4月由工信部、国家能源局等六部门印发的《智能光伏产业发展行动计划(2018-2020年)》已经结束一个计划周期。经过上一个智能光伏产业发展周期，我国在智能光伏工厂建设方面成效显著，行业自动化、信息化、智能化取得明显进展。

《行动计划》指出，到2025年，光伏行业智能化水平显著提升，产业技术创新取得突破。新型高效太阳能电池量产化转换效率显著提升，形成完善的硅料、硅片、装备、材料、器件等配套能力。智能光伏产业生态体系建设基本完成，与新一代信息技术融合水平逐步深化。智能制造、绿色制造取得明显进展，智能光伏产品供应能力增强。支撑新型电力系统能力显著增强，智能光伏特色应用领域大幅拓展。智能光伏发电系统建设卓有成效，适应电网性能不断增强。在绿色工业、绿色建筑、绿色交通、绿色农业、乡村振兴及其它新型领域应用规模逐步扩大，形成稳定的商业运营模式，有效满足多场景大规模应用需求。

智能光伏时代的来临，给了中国光伏企业站在新的更高历史平台的机会。专家指出，未来光伏的智能化建设应围绕三大块展开，一是充分利用现代信息技术，全方位地实现光伏发电系统及其设备的自动监测或感知;二是加强基础研究，特别是各类分析和诊断模型，基础数据库的开发与应用;三要注重应用端基础自动化建设及运维需求为导向的工程设计。

中国电力网2023-08-10