推动全社会绿色用能转型 亟待建设智慧能源系统

“在碳达峰、碳中和的目标下，要构建以可再生能源为核心的新型电力系统，就要不断促进能源技术的进步，实现能源利用的高效化和智慧化。未来，‘智慧+能源’的技术融合将是行业发展的关键核心。”近日，北京京能能源技术研究有限责任公司董事长梅东升在中关村论坛“智能+能源”论坛上指出。

可再生能源不可控特性突出

在梅东升看来，作为降碳的必然路径，可再生能源势必要加快进入能源体系主流。但值得注意的是，和传统化石能源不一样，可再生能源发电不可控的特性十分突出，将为未来电力发展带来新的挑战。

国网北京经研院能源互联网+研究中心主任秦冰表示，随着可再生能源的大规模接入，系统将面临电力时空不确定的问题。这主要是由于电力系统将从机械电磁系统转变为混合系统，导致机组的惯性走低、调节能力变弱。同时，系统也将由弱耦合转变为强耦合，导致故障耐受能力变差。一旦发生故障，有全电网扩散的危险。

“简单来说，由于可再生能源发电过程受天气影响较大，输出电力时多时少，其不可预测性远超传统化石能源。如果无法合理处理影响可再生能源发电的增加变量，则可再生能源就不能有效支撑电网平稳运行。”科华数据股份有限公司总裁陈四雄说。

国家能源局总经济师郭智认为，要推动全社会绿色用能转型，就要加大对能源科技的创新协作，建设智慧能源系统，促进绿色用能模式升级。

从硬件升级转换到软件突破

陈四雄告诉记者：“要发展可再生能源产业、建设智慧能源系统，就离不开软件技术，让可再生能源变得智慧化、智能化。”

在此背景下，可再生能源产业正在迎来新一轮革新。以光伏逆变器为例，山东奥太电气有限公司新能源事业部总经理张洪亮表示：“以往，光伏逆变器功能比较单一，可谓被动式地送电，但如今，如何让光伏逆变器从被动送电转型到主动支撑，并且不造成电网污染，成为光伏逆变器产业升级发展的新方向。”

近年来，光伏逆变器技术多功能化、智能化和网联化的发展趋势越来越突出。产业内部希望利用控制理论解决实际工程问题，完成从硬件升级到软件突破的转换。这种“以软带硬”的思想，不仅可以通过升级控制系统、优化控制算法的方式提高光伏供电品质，实现最高效率，还能降低光伏电站的开发成本，使其更具竞争力。

要真正让可再生能源独当一面，就要推动多能互补项目和源网荷储一体化项目的建设，重视“智慧”技术在其中的运用。“在现实中，项目要根据不同需求将风光水火储进行多重组合搭配，充分挖掘各种电源间互补特性，结合送受端负荷特性，合理确定送电曲线。”中国电建西北院储能与微电网研究中心副所长田莉莎说，“这就需要统筹安排几种电源，将这些电源进行合理调度，制定最优的运行控制策略，最大化利用能源。”

实现发电全过程智能

“饮水思源”，随着可再生能源利用成熟度越来越高，产业内部希望可以利用AI、大数据、物联网等高科技技术预测可再生能源发电结果，掌握能源利用的源头，以此实现可再生能源利用的全过程的智慧化、智能化，支撑绿色电网的转变、升级。

陈四雄解释，要解决可再生能源电力的不可控性，不仅要关注发电过程和用电环节，更要走在前面，预知发电量或可能出现的问题，提前部署，有效、及时处理。“和传统化石能源电力不同，可再生能源电力处于波动状态，无法通过简单的公式计算发电效果，必须收集大量的数据，借助大数据等高科技技术提前预测可能发生的各种情况。”

联合国开发计划署驻华副代表戴文德介绍，目前可再生能源企业已经研发了可以预测风力发电的技术。将天气预报、历史气象数据以及风电场的历史发电数据等录入，利用AI等制作模型后自主、深度学习，即可提前预测风电场的发电量。

北京能源工业互联网研究院院长陈义学表示，在开发基于能源工业互联网的产品后，可以实现对风机的主轴、齿轮箱等主要零部件的智能监控和预防性运维，更好地管理可再生能源电站，实现到绿色能源的转换。