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碳達峰、碳中和目標是我國能源安全和經濟轉型的內在需求和必然選擇，事關中華民族永續發展，對國際社會綠色低碳發展將起到促進作用，彰顯了負責任大國對構建人類命運共同體的使命與擔當。

在(zai)碳(tan)達峰、碳(tan)中和目標指引下，預(yu)計到(dao)2060年(nian)，我(wo)國(guo)風(feng)電(dian)、光伏等(deng)新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發電(dian)量占比(bi)將達65%，未來(lai)的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消費比(bi)重中，可再生能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)將從(cong)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)力消費的(de)增(zeng)量補充變為增(zeng)量主體(ti)。這意味著在(zai)未來(lai)電(dian)力系統(tong)中新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)將成為主力電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)，煤電(dian)等(deng)傳(chuan)統(tong)化石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)將退為輔助性電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。

廣泛接入的(de)(de)(de)新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)將(jiang)改變(bian)傳統電力系統未來格局。在供(gong)給側(ce)，新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)呈集中式和(he)分布式并存的(de)(de)(de)局面，且根據資源(yuan)(yuan)特(te)點、地理分布、建設條件等靈活布局，將(jiang)出(chu)現“新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)+儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)”“新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)+氫能(neng)(neng)(neng)(neng)”“水電+光伏+儲(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)”等多元(yuan)協調電源(yuan)(yuan)新(xin)(xin)(xin)模式。在需(xu)求側(ce)，電能(neng)(neng)(neng)(neng)占(zhan)終端能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)(fei)的(de)(de)(de)比(bi)重大幅提(ti)升，終端能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)(fei)“新(xin)(xin)(xin)電氣(qi)化(hua)”進程(cheng)加(jia)快，電能(neng)(neng)(neng)(neng)替代將(jiang)持續提(ti)高建筑、交通、工業終端用(yong)能(neng)(neng)(neng)(neng)領域的(de)(de)(de)電能(neng)(neng)(neng)(neng)占(zhan)比(bi)。供(gong)給側(ce)和(he)需(xu)求側(ce)的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)性變(bian)化(hua)將(jiang)給能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電力網絡的(de)(de)(de)安全(quan)穩定(ding)和(he)綠色高效(xiao)帶來重大挑戰(zhan)。因此，亟需(xu)開展(zhan)新(xin)(xin)(xin)型電力系統建設，發揮其在全(quan)社會能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)優(you)化(hua)配置中的(de)(de)(de)積(ji)極作(zuo)用(yong)，促進能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)綠色生產和(he)消費(fei)(fei)，落實能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發展(zhan)戰(zhan)略，支撐“雙碳(tan)”目標實現。

新型電力系統具有綠色低碳、靈活柔性、數字智能三大特征

新型電力系統強調數字技術進步與用戶需求變革驅動(dong)，以建設多(duo)樣互(hu)動(dong)的(de)用電體系為目(mu)標(biao)，推動(dong)源網荷儲互(hu)動(dong)融合和關(guan)(guan)鍵技術應用，更(geng)加關(guan)(guan)注電網數據價值發現和創(chuang)造(zao)，表現為綠(lv)色低(di)碳、靈活柔性(xing)、數字智能三大特征。

綠色低碳(tan)(tan)：新能源占主導(dao)地位(wei)，預計到(dao)“十四(si)五”末，我國可(ke)再生能源發電(dian)裝機占比(bi)將(jiang)超過50%，可(ke)再生能源在全社(she)會用電(dian)量(liang)(liang)增量(liang)(liang)中(zhong)的占比(bi)將(jiang)達2/3左右，未來在新一輪科(ke)技革(ge)命推動下，電(dian)力系統將(jiang)向(xiang)深(shen)度低碳(tan)(tan)或零碳(tan)(tan)電(dian)力系統不斷(duan)演進。

靈活柔性(xing)：隨著新能(neng)源(yuan)裝機規模迅速增加，電源(yuan)出力(li)特性(xing)愈發復(fu)雜，不確定性(xing)明(ming)顯。特高(gao)壓柔性(xing)直流輸電技術(shu)將(jiang)支撐大(da)規模新能(neng)源(yuan)集中開發與(yu)跨省(sheng)區(qu)高(gao)效(xiao)(xiao)優(you)化配置(zhi)，數字化調控(kong)技術(shu)將(jiang)使電網更加靈活可(ke)控(kong)，可(ke)實現新能(neng)源(yuan)靈活、安全、高(gao)效(xiao)(xiao)廣(guang)泛(fan)接入電網，以及分布式新能(neng)源(yuan)高(gao)效(xiao)(xiao)就地消(xiao)納(na)。

數(shu)(shu)字(zi)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)：新一(yi)代數(shu)(shu)字(zi)技術通過(guo)設備終(zhong)端提升電網(wang)數(shu)(shu)據采集(ji)、分析(xi)和(he)應用能(neng)(neng)力(li)(li)(li)，使電網(wang)具備超強(qiang)感知能(neng)(neng)力(li)(li)(li)、強(qiang)大“算力(li)(li)(li)+電力(li)(li)(li)”能(neng)(neng)力(li)(li)(li)、智(zhi)(zhi)(zhi)慧(hui)決(jue)策能(neng)(neng)力(li)(li)(li)和(he)快速執行(xing)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)，數(shu)(shu)字(zi)技術與傳統(tong)電力(li)(li)(li)技術深度(du)融(rong)合促進電力(li)(li)(li)系統(tong)上下游各環(huan)節(jie)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化、智(zhi)(zhi)(zhi)慧(hui)化，為源網(wang)荷儲一(yi)體化協調發(fa)展(zhan)提供關鍵保障(zhang)。

由此可(ke)見，新型(xing)電力系統作(zuo)為新能(neng)源優化配置平(ping)臺的作(zuo)用將(jiang)更加顯著，可(ke)提升能(neng)源消納(na)效率和經濟性。同時，新一代數字技術使電網“可(ke)觀(guan)、可(ke)測、可(ke)控”成為現(xian)實。

高比例新能源特性將對可靠供電等帶來新挑戰

新型電(dian)力(li)系統將呈現高(gao)比(bi)例新能(neng)源特性，對可靠供電(dian)、安全(quan)穩定和經濟(ji)運行等帶來新挑戰：

電(dian)力系(xi)統(tong)持續可靠供電(dian)面臨(lin)新(xin)(xin)挑(tiao)戰。新(xin)(xin)能源隨機性、波(bo)動性、間歇性等特點對(dui)持續可靠供電(dian)帶來挑(tiao)戰，常(chang)規(gui)(gui)電(dian)源調節難以應對(dui)新(xin)(xin)能源日內功率波(bo)動，新(xin)(xin)能源消(xiao)納存在(zai)巨大挑(tiao)戰。而且，風光發電(dian)不確定性大，風電(dian)發電(dian)主要(yao)集中在(zai)春冬兩季(ji)，光伏發電(dian)主要(yao)集中在(zai)夏秋兩季(ji)。同(tong)時(shi)，風電(dian)利(li)(li)用(yong)小時(shi)數(shu)(shu)、光伏利(li)(li)用(yong)小時(shi)數(shu)(shu)相差大，這對(dui)系(xi)統(tong)規(gui)(gui)劃提出了更高要(yao)求。

電(dian)力系統負(fu)荷(he)(he)預(yu)測難(nan)度(du)加(jia)大。作為(wei)清潔的終端能(neng)源，電(dian)能(neng)將成為(wei)主要的能(neng)源消費品種，電(dian)力負(fu)荷(he)(he)結構將更加(jia)多(duo)元化，電(dian)動(dong)(dong)汽車充(chong)電(dian)等消費側(ce)多(duo)樣(yang)性(xing)行(xing)為(wei)將導致電(dian)力負(fu)荷(he)(he)預(yu)測和(he)協調難(nan)度(du)加(jia)大，源、網、荷(he)(he)互動(dong)(dong)和(he)交織將加(jia)劇電(dian)力系統波(bo)動(dong)(dong)。

大規模儲(chu)能(neng)(neng)(neng)增加(jia)電(dian)力系(xi)統復(fu)(fu)雜(za)度。廣泛的新(xin)能(neng)(neng)(neng)源并網消納需合理配置大規模儲(chu)能(neng)(neng)(neng)，以提高系(xi)統的可控(kong)性和靈活性。預(yu)計到2060年(nian)，全國儲(chu)能(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)機容量將達7.5億千(qian)瓦，大量電(dian)力電(dian)子變(bian)換器型儲(chu)能(neng)(neng)(neng)裝(zhuang)置增加(jia)將使得系(xi)統的復(fu)(fu)雜(za)度進一(yi)步增加(jia)。

電(dian)網安(an)全(quan)(quan)穩定運行(xing)(xing)難度增(zeng)大(da)。新(xin)能源具有廣泛的接入優勢，這使(shi)得電(dian)力系(xi)統(tong)(tong)電(dian)壓穩定控制(zhi)問題突出。大(da)規模新(xin)能源接入使(shi)電(dian)力系(xi)統(tong)(tong)不確定性增(zeng)加，對電(dian)網安(an)全(quan)(quan)構成威脅，而(er)且，新(xin)能源存在(zai)發(fa)電(dian)單體容量小、數量多的問題。未(wei)來(lai)，全(quan)(quan)國新(xin)能源發(fa)電(dian)單元將(jiang)達數千萬(wan)級(ji)，氣象環境、運行(xing)(xing)控制(zhi)等(deng)信號數量可達數十億，系(xi)統(tong)(tong)調(diao)度運行(xing)(xing)極(ji)其復雜，控制(zhi)措施配置和實施難度增(zeng)大(da)。

需突破大規模新能源高效消納、先進儲能、氫能等關鍵核心技術

作(zuo)為保障國家(jia)能源(yuan)安全的“國家(jia)隊”、黨和(he)人(ren)民信賴依靠的“大國重器”，電(dian)網(wang)企業需發揮“引(yin)領者(zhe)”作(zuo)用(yong)，堅持不懈推進科技進步與創新(xin)，在(zai)新(xin)型電(dian)力系統構(gou)建的關鍵核心(xin)技術(shu)領域取得領先(xian)突破。

大規(gui)模(mo)新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)高(gao)效消納技(ji)(ji)術(shu)(shu)是新(xin)型電(dian)(dian)力(li)系統建設的關鍵(jian)，需集(ji)中突破新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)(dian)場站和(he)集(ji)群精確建模(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)、新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)(dian)監測與預測技(ji)(ji)術(shu)(shu)。在新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)消納方(fang)面，需突破源(yuan)(yuan)網荷儲協(xie)調規(gui)劃技(ji)(ji)術(shu)(shu)、概率化(hua)電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)量平(ping)衡與全景(jing)運行(xing)模(mo)擬技(ji)(ji)術(shu)(shu)，以提(ti)升電(dian)(dian)網大規(gui)模(mo)新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)承載(zai)能(neng)力(li)。

電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)裝備接入(ru)電(dian)(dian)網的穩定運(yun)行(xing)控(kong)制技(ji)術(shu)。系(xi)統運(yun)行(xing)控(kong)制技(ji)術(shu)亟(ji)需變(bian)革創新(xin)(xin)，需研究和(he)突破高比(bi)例電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)化設(she)備接入(ru)系(xi)統后的穩定性難題(ti)、特大(da)型交直流串并聯復雜(za)大(da)電(dian)(dian)網數字化調控(kong)技(ji)術(shu)、新(xin)(xin)型電(dian)(dian)力系(xi)統安全穩定防(fang)(fang)控(kong)體(ti)系(xi)重構技(ji)術(shu)，以及針對極(ji)端天氣和(he)外(wai)部(bu)攻擊的主動防(fang)(fang)御與快(kuai)速恢(hui)復技(ji)術(shu)。

先進(jin)儲(chu)能(neng)及應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)技(ji)術。儲(chu)能(neng)是未來新(xin)型能(neng)源(yuan)系統(tong)的重要應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)技(ji)術，其中，推進(jin)電動汽車(che)規模化應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)，有利于節能(neng)減排，實現(xian)用(yong)(yong)(yong)戶側(ce)調節電力需(xu)求；進(jin)一步推動抽水蓄能(neng)電站、壓縮空(kong)氣儲(chu)能(neng)、超導(dao)磁(ci)儲(chu)能(neng)系統(tong)等技(ji)術應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)，研究和應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)系統(tong)集(ji)成與調控技(ji)術，將滿足新(xin)型電力系統(tong)安全穩定運(yun)行需(xu)求。

氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)相(xiang)關技術(shu)。氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)是一種理想的零碳(tan)能(neng)(neng)源。通過風(feng)光等新能(neng)(neng)源電(dian)力(li)制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)，將(jiang)氫(qing)(qing)(qing)與燃料電(dian)池結合發電(dian)，以此形成氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)產(chan)業生態圈，有助于加快(kuai)構建低碳(tan)化的氫(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)供應體系。同時，發展(zhan)電(dian)解水制(zhi)氫(qing)(qing)(qing)技術(shu)，利用(yong)棄(qi)風(feng)、棄(qi)光、棄(qi)水資源制(zhi)取“綠氫(qing)(qing)(qing)”，在碳(tan)中(zhong)和(he)進程中(zhong)與可再生能(neng)(neng)源無法發揮作用(yong)的領域實現互補。

下(xia)一步，南方電(dian)網公(gong)司將加快推動新(xin)型電(dian)力系統(tong)發展(zhan)，以(yi)科技創(chuang)新(xin)支撐(cheng)新(xin)型電(dian)力系統(tong)構建，助力實現碳達峰、碳中和(he)。

注：本文作者系南方電網深圳數字電網研究院有限公司董事長、黨委書記段衛國。