電力系統(tǒng)的概念

電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到各用戶。為實現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、優(yōu)質(zhì)的電能。

【資料圖】

由發(fā)電、供電(輸電、變電、配電)、用電設(shè)施以及為保障其正常運行所需的的調(diào)節(jié)控制及繼電保護和安全自動裝置、計量裝置、調(diào)度自動化、電力通信等二次設(shè)施構(gòu)成的統(tǒng)一整體。

電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源(水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠)，變電所(升壓變電所、負荷中心變電所等)，輸電、配電線路和負荷中心。各電源點還互相聯(lián)接以實現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護裝置、自動控制裝置以及監(jiān)控自動化、調(diào)度自動化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費的合理協(xié)調(diào)。

建立結(jié)構(gòu)合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產(chǎn)與消費的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配，減少總裝機容量，節(jié)省動力設(shè)施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國民經(jīng)濟日益增長的用電需要。電力系統(tǒng)建設(shè)往往是國家及地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。

電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使用高效、無污染、使用方便、易于控制的電能得到廣泛應(yīng)用，推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術(shù)革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)高低已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標(biāo)志之一。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國電力系統(tǒng)行業(yè)市場深度調(diào)研及投資策略預(yù)測報告》顯示：

電力系統(tǒng)在保證電能質(zhì)量、實現(xiàn)安全可靠供電的前提下，還應(yīng)實現(xiàn)經(jīng)濟運行，即努力調(diào)整負荷曲線，提高設(shè)備利用率，合理利用各種動力資源，降低燃料消耗、廠用電和電力網(wǎng)絡(luò)的損耗，以取得最佳經(jīng)濟效益。

根據(jù)電力系統(tǒng)中裝機容量與用電負荷的大小，以及電源點與負荷中心的相對位置，電力系統(tǒng)常采用不同電壓等級輸電(如高壓輸電或超高壓輸電)，以求得最佳的技術(shù)經(jīng)濟效益。根據(jù)電流的特征，電力系統(tǒng)的輸電方式還分為交流輸電和直流輸電。交流輸電應(yīng)用最廣。直流輸電是將交流發(fā)電機發(fā)出的電能經(jīng)過整流后采用直流電傳輸。

“十三五”期間，我國新能源裝機占比從11.3%升至24.3%，而抽水蓄能、調(diào)峰氣電等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源占比始終維持在6%左右。比較而言，歐美等國靈活電源比重較高，美國、西班牙靈活電源占比分別為49%、34%，靈活調(diào)節(jié)電源分別是新能源的8.5倍和1.5倍。

電力系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

新型電力系統(tǒng)將在國家整體戰(zhàn)略全局中擁有全新的、更多元化的、更突出的功能定位。在“雙碳”背景下，新型電力系統(tǒng)承擔(dān)著工業(yè)、交通等行業(yè)碳排放轉(zhuǎn)移的功能;在新發(fā)展格局構(gòu)建中，新型電力系統(tǒng)發(fā)揮著以新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)提供新動能的功能;在國家安全體系中，新型電力系統(tǒng)承擔(dān)著降低油氣對外依存度、保障能源安全的功能。

山西省出臺的《虛擬電廠建設(shè)與運營管理實施方案》，對建立現(xiàn)貨背景下的虛擬電廠市場化運營機制提出了具體實施方案。在市場參與主體關(guān)注的調(diào)節(jié)容量和響應(yīng)時長方面，明確虛擬電廠調(diào)節(jié)容量初期不低于20MW，且不低于最大用電負荷的10%。

由于自然資源分布與經(jīng)濟發(fā)展水平等條件限制，電源點與負荷中心多處于不同地區(qū)。由于電能目前還無法大量儲存，輸電過程本質(zhì)上又是以光速進行，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負荷的隨機變化，就成為制約電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行的根本特點。

隨著國家行業(yè)扶持政策的推進、核心技術(shù)的進步與下游應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，預(yù)計中國微電網(wǎng)行業(yè)市場規(guī)模將會在2023年突破70億元，市場潛力巨大。據(jù)國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)，2030年國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)下的分布式電源裝機將達到290GW，占總裝機量10%左右，其中：分布式光伏裝機達到260GW、分散式風(fēng)電裝機量達到30GW。

2022年6月，深圳發(fā)布《深圳市虛擬電廠落地工作方案(2022-2025年)》，明確到2025年，深圳將建成具備100萬千瓦級可調(diào)能力的虛擬電廠，進一步促進節(jié)能降碳，打造源網(wǎng)荷儲高效互動的新型電力系統(tǒng)。8月26日，深圳虛擬電廠管理中心成立，這是國內(nèi)首家虛擬電廠管理中心，標(biāo)志著深圳虛擬電廠邁入快速發(fā)展新階段。

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