海边，一排排大风车随风而动，空地和屋顶上，太阳能光伏板进行着光电转换……当前，我国的风电、光伏、水电的发电装机容量均居世界首位。绿色电力已成为我国能源绿色低碳转型的主要方向。随着越来越多绿电的产生，如何才能更好地接入配电网走进千家万户？

近日，在由扬州大学与上海交通大学联合主办的第七届能源、电气和电力工程国际会议上，百位学者、行业专家以及创新企业代表围绕这一议题展开深度探讨。

绿电资源丰富，却也存在供需不匹配

“太阳能资源丰富，地球1小时的太阳能接收量，就相当于全人类一年的用电量。因此，发展太阳能电池，可以极大平衡人类对于科技进步与生活环境的需求。”在会议中，扬州大学校长丁建宁首先介绍了太阳能发电的无限潜力。此前，丁建宁曾带领团队经过一系列攻关，极大地提升了我国光伏产业的竞争力。江苏也是我国光伏产业完备程度最高、产业规模最大、企业集聚度最高的省份。

同样位居全国前列的还有江苏的风力发电。在接受采访时，江苏电科院系统及新能源技术中心副主任李强告诉记者：“我省近海以浅滩为主，且长三角的用电负荷量居于全国前列，因此江苏沿海是我国海上风电开发条件最好的区域。数据显示，截至2023年底，江苏海上风电总装机近1200万千瓦，是我国首个已建成的千万千瓦级海上风电基地。”

当越来越多的光伏发电、风力发电被运用，也意味着更多的新能源发电将接入电网。然而，“风光”无限好，却也并不完美。一边是越来越多的风电和光伏并网需求，一边是“难承其重”的配电网络。

风电、光伏发电具有随机性、波动性和间歇性等特征。光照足、风大，发电量就大，碰上阴雨、无风天气，发电量就小，甚至发不了电。但是，人们的用电也有波动性。夏冬两季，人们对电的需求会在某些时段激增。这就造成在风大或光照好的时候，一时间会产生大量电能，但这个时候用电负荷可能并不大，因此多出来的绿电就会浪费。同样，当新能源发电量小时，却可能遇上用电负荷量大的时候，这时候又有可能造成缺电。

存放自如，需练“吐纳”功法

“新能源发电效率受自然环境影响，天然具有波动性，电网系统的承载压力也不可避免地日趋沉重。”扬州大学碳中和技术研究院副院长李绿洲表示，新能源的发展离不开传统能源的支撑，随着新能源在电网系统中的占比日益提高，需要通过多能互补的方式提高总体电网的调度管理能力。另一方面，我们迫切需要引入长时、高效、稳定的储能技术，以此来有效解决电力系统峰谷平衡问题。

在去年底举行的2023世界工程师峰会上，我国首个“千万千瓦级海上风电友好并网与消纳关键技术及装备”项目亮相峰会中的中国工程成就展。这一成果首创了大规模海上风电与受端电网联合规划技术，攻克了电网消纳能力和风电出力时序交互制约的一体化规划难题。“目前，我们研制出5兆瓦—13兆瓦的海上风机变流器，功率密度业界最高，打破了国外技术垄断。”李强在会议上再次介绍了这一成果的意义与未来发展前景。此前，这一项目曾获2022年度江苏省科学技术奖。

江苏多地已经因地制宜建设了多个不同种类的储能电站。在金坛，有着世界首座非补燃压缩空气储能电站；今年1月，全省最大“充电宝”南京江北储能电站正式并网投运；在如东，采用全球领先的重力储能技术建设的储能塔正在建造中，该技术通过人工智能算法控制重力块的垂直提升和水平位移实现势能与电能的转换，主要原理是利用新能源产生的富余电能提升重力块进行“充电”，等到用电高峰时，再下放重力块，用重力做功“放电”……

还有更多新型储能方式正在实验中。“国内有团队开发了高性能高温熔盐储能技术，为双碳目标下新能源多余绿电储能及电网低谷时段谷电储能提供一条切实可行的方案。”扬州大学电气与能源动力工程学院院长杨华表示，科研人员利用熔盐材料进行高温相变储能，将太阳能、风能等可再生能源通过一定方式转化为热能储存在高温熔盐中，再利用高温熔盐的热能发电。这种储能方式具有储量大、转化效率高、系统稳定性强、环保节能等优点，在现在新能源发展的大背景下，可能成为长时储能的一种有效解决方案。

AI预测，未来电网更聪明

与生俱来的“看天吃饭”属性，让“风光”绿能总是不那么好调控。未来，人工智能也将在这一领域“大显身手”。在论坛上，与会专家一致表示，随着人工智能的发展，将给未来的能源、电气与电力工程带来新变化。

香港理工大学教授钟志勇表示：“通过深度学习和大数据积累，我们相信人工智能将赋能电网应对可再生能源出力波动性、提升调度精度与系统稳定性。”比如，基于人工智能的预测模型将可以通过对气象数据、历史处理数据、负荷数据等进行深度学习与融合，实现对风能、太阳能等可再生能源发电量的高精度短期与中长期预测。“这些技术对于提升电网灵活性、降低运行成本、保障供电可靠性以及支持电力市场运作有重要价值。”

对此，李强表示：“我们正在创新惯性评估方法、动态补偿技术以及智能调度算法等。这些成果旨在增强电力系统对突发功率失衡事件的及时响应能力，确保电网频率稳定，保障电力供应的安全性和可靠性。”他建议，各方可加强技术交流、数据共享与联合试验，共同应对可再生能源时代电力系统惯性管理的全球性挑战。

“发展和应用绿电已经成为全球共识。未来，我们不仅仅需要不断更新技术以加强电网互联，保障电力系统安全可靠运行，更要做好绿电交易等市场化机制，持续探索绿电消费升级路径。”美国Grid-X Partners公司专家、IEEE PES前任主席卞建华博士表示。