构建高效电力能源体系，突破能源革命“不可能的三角”

中能供热网报道：根据中国电力企业联合会提供的数据，2021年，中国全社会用电量83,128亿千瓦时，同比实现双位数增长，且受经济恢复、天气、煤炭价格上涨等多重因素影响，电力供需总体偏紧*¹。

另一方面，随着我国“碳达峰”、“碳中和”目标的提出，电力系统清洁低碳转型的步伐将进一步加快，煤电装机占比和发电量占比将不断降低，灵活调节能力和清洁高效水平要继续提升。在清洁能源的使用探索中，存在一个的“不可能的三角”，即“既有能源用，又没有污染，价格还便宜”这三个目标很难同时实现*²。而“能源革命的目标应顺次为保障能源供应、缓解环境污染、稳定能源价格和完善能源监管。”*²


保障能源供应—智能化帮助实现更灵活的能源系统

由国家发改委、国家能源局在2022年1月联合下发的《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》中提到，“加强新型电力系统顶层设计。推动电力来源清洁化和终端能源消费电气化，适应新能源电力发展需要制定新型电力系统发展战略和总体规划”的同时，也“鼓励各类企业等主体积极参与新型电力系统建设”*³ 。既有自上而下的政府政策支持，也鼓励企业自下而上地运用互联网、数字化等技术手段参与构建智慧能源体系。

在构建智慧能源体系的过程中，国家电网规划了建设能源互联网的一系列举措。如通过源网荷储一体化、多能互补等措施，推动新型电力系统构建和能源系统绿色转型；注重智慧赋能，全面提升信息采集、传输、处理、应用等能力，推动传统电网基础设施和新型数字化基础设施融合，促进电网调度运行智能化和运营管理智慧化等*⁴。

日立能源借助全球丰富的虚拟电厂工程项目经验，也在不断为客户提供探索能源运营的新模式。目前，日立能源正作为南方电网的合作伙伴，为南方电网深圳供电局的首套自动化虚拟电厂系统提供技术支持。深圳电网作为我国超大型城市电网之一，呈现“供电负荷密度高、电能质量要求高、可靠性要求高、土地资源受限”的“3高×1受限”特点。分布式能源、需求响应和电力市场等领域的发展也对城市电网产生了深刻影响，因此需要利用更多调度手段让电网运行更加灵活和经济高效。
此次研发的虚拟电厂软硬件平台系统可将不同类型的分布式电源（例如光伏等清洁能源）、可控负荷（楼宇、电动汽车等）及储能聚合在同一平台进行在线自动化协同调控，并通过先进的通信、计算、调度和市场手段，促进深圳及周边区域可再生能源的并网及消纳，有效支撑城市电力供需平衡。

对于寸土寸金的超级城市而言，这一系统可有效突破土地资源的受限瓶颈，能更加智能化地为能源供应做贡献。

减少环境污染—扩大和强化可再生能源应用

“十四五”正是实现“碳中和”目标的攻坚期。能源活动二氧化碳排放结构中，电力行业碳排放的占比达44%（2020年）*⁵，是不可忽视的重要切入口。2021年我国新能源年发电量首次突破1万亿千瓦时。非化石能源装机占比首次超过煤电，风电并网装机容量和光伏发电并网装机容量稳居全球第一，新型电力系统建设跨出新步伐*¹。但另一方面仍需意识到，太阳能和风能等可再生能源具有间歇性特点，其日间和夜间的资源可利用量受天气影响较大，具有一定不确定性，普及大规模零碳电气化也对电网提出了更高的要求。

高压直流输电互联系统（HVDC）能有效的减少损失，增加传输容量，改善电能质量，实现更大规模可再生能源并网。在远距离大规模输电及其它特殊应用上，HVDC（高压直流输电）是高效选择之一。
日立能源首席执行官方秦表示：“清洁电力将为整个能源系统提供重要支撑，而电网将在其中发挥关键作用。在将愿景转化为行动的过程中，我们应坚持创新和发展；同时，能够助力实现中短期目标的大部分技术已经成熟，我们需要加快部署。”

日立能源始终致力于推动高压直流输电技术的发展，在1997年开发并首次应用的柔性直流输电技术（命名为轻型高压直流输电技术HVDC Light®），作为基于高压直流的电压源转换（VSC）技术，可为海上风电、离岸送电、柔性直流电网等应用提供优化的解决方案。截至目前，日立能源已参与了全球70%的轻型高压直流项目，并创造了多项世界记录。在国内，该技术已成功应用于今年刚刚投运的张北可再生能源柔性电网工程，助力全球首个高压直流电网为2022年北京冬奥会输送稳定、可靠、清洁的电能。
稳定能源价格—信息化、可视化帮助能源管理

作为电力的消费终端和最后节点，用电环节在电力改革和绿色转型中的主观能动性时常被忽视。事实上用电数字化、智能化对能源的高效管理有其积极的推动作用，比如可以减少浪费、降低电耗，移峰填谷、加强节能减排监管和促进可再生能源电力消纳等等。

在这方面，日立在英国的锡利群岛提供了一系列解决方案。即通过利用IoT平台及AI技术努力削减该群岛的碳排放量，优化产出可再生能源。首个项目有望于2025年以前削减锡利群岛整体电费的40%。同时，日立的IoT平台可以学习电力消耗的模式，优化家庭的电力储蓄及使用方法，并通过将其连入更广域的电网，对用电量进行管理。

此外，为了更好的通过数据掌握用电量走势和规律、从而找到平衡成本和价格的切入点，日立制作所还发布了一款能源的“可视化”系统。该系统借助数字技术，可以显示企业所使用的电力来源和各自占比等数据、直观地了解企业等的设备及服务中“可再生能源”的使用情况。

在利用数据发掘更多经济价值的同时，为提高企业环保意识及可再生能源的利用做出贡献。

“能源互联网是将系统性思维和数字化技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的新型生态化能源系统，以可再生能源优先，以电力为基础，通过多能协同、供需协同等破解‘能源不可能三角’。”*⁶

【数据来源及文献参考】
*1《我国电力发展与改革形势分析(2022)》 中国电力网
*2《国发院能源与资源战略研究中心-郑新业：中国能源革命的缘起、目标与实现路径》 国家发展与战略研究院
*3《国家发展改革委 国家能源局关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》 国家发展改革委员会
*4《能源互联网》国家电网
*5《“双碳”目标下 水电如何发展？》中国电力网
*6《国家电网》 2021年第5期 《【特别策划·观点】破解“能源不可能三角”》