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編者按

建設以新能(neng)源(yuan)(yuan)為(wei)主體(ti)的(de)新型(xing)電(dian)力(li)系(xi)統，既是能(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)力(li)轉(zhuan)型(xing)的(de)必然(ran)要求，也是實現碳(tan)達(da)峰、碳(tan)中和目標的(de)重要途徑。以新能(neng)源(yuan)(yuan)為(wei)主體(ti)的(de)新型(xing)電(dian)力(li)系(xi)統的(de)構(gou)建是一項復雜的(de)系(xi)統性(xing)工程，應超前研判、全面分析(xi)電(dian)力(li)生產結構(gou)改變為(wei)電(dian)力(li)系(xi)統帶(dai)來的(de)變化與挑(tiao)戰，深入研究電(dian)力(li)低碳(tan)轉(zhuan)型(xing)路徑及轉(zhuan)型(xing)過程中的(de)重大問(wen)題(ti)，力(li)爭就技術(shu)形態、技術(shu)方向等(deng)關鍵問(wen)題(ti)形成廣泛共識(shi)。

中國(guo)工(gong)(gong)程院(yuan)(yuan)舒印(yin)彪院(yuan)(yuan)士(shi)科(ke)研(yan)團隊(dui)在(zai)中國(guo)工(gong)(gong)程院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)刊《中國(guo)工(gong)(gong)程科(ke)學(xue)》2021年(nian)第6期發(fa)(fa)表《構(gou)建(jian)以(yi)新(xin)(xin)能源為(wei)主體(ti)的(de)新(xin)(xin)型(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)框架研(yan)究》，分析了電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)轉型(xing)帶(dai)來的(de)變化(hua)、問題及挑戰(zhan)，闡述(shu)了新(xin)(xin)型(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)內涵、構(gou)建(jian)原則與(yu)思路(lu)；根據電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)技(ji)(ji)(ji)術特(te)征、新(xin)(xin)能源接入(ru)規模(mo)，合理(li)劃分新(xin)(xin)型(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)發(fa)(fa)展(zhan)階段并(bing)針對性(xing)(xing)提出各階段的(de)發(fa)(fa)展(zhan)建(jian)議。文章(zhang)認(ren)為(wei)，新(xin)(xin)型(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)以(yi)新(xin)(xin)能源為(wei)電(dian)(dian)能供給主體(ti)，可滿足不(bu)斷增長的(de)清潔用(yong)電(dian)(dian)需(xu)求，兼(jian)具(ju)高度的(de)安全性(xing)(xing)、開放性(xing)(xing)、適應性(xing)(xing)；相關系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)構(gou)建(jian)是一項(xiang)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)性(xing)(xing)工(gong)(gong)程，應遵循(xun)電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)技(ji)(ji)(ji)術演進規律(lv)與(yu)特(te)征，充分利(li)用(yong)成熟(shu)技(ji)(ji)(ji)術、存量系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)并(bing)深入(ru)挖掘潛力(li)(li)(li)，同步著力(li)(li)(li)研(yan)發(fa)(fa)新(xin)(xin)興技(ji)(ji)(ji)術，積(ji)極(ji)穩妥(tuo)并(bing)循(xun)序(xu)漸(jian)進實(shi)施重大轉型(xing)。

一、前言

碳(tan)(tan)達峰、碳(tan)(tan)中(zhong)(zhong)和目(mu)標(biao)的(de)提出是國(guo)家重大戰(zhan)略決策，事關中(zhong)(zhong)華民族(zu)永續發(fa)展和構建(jian)人類命運共同體。在能(neng)源(yuan)消(xiao)費清潔低(di)碳(tan)(tan)化的(de)進程(cheng)中(zhong)(zhong)，電力(li)(li)占據著能(neng)源(yuan)體系(xi)的(de)主導地位，同時電力(li)(li)系(xi)統發(fa)展面臨(lin)著艱(jian)巨任務。考(kao)慮(lv)我國(guo)各類非化石能(neng)源(yuan)資源(yuan)稟賦以及開(kai)發(fa)利用的(de)技術經濟性，大力(li)(li)發(fa)展新能(neng)源(yuan)是必然(ran)選(xuan)擇。建(jian)設(she)以新能(neng)源(yuan)為主體的(de)新型電力(li)(li)系(xi)統，既(ji)是能(neng)源(yuan)電力(li)(li)轉型的(de)必然(ran)要求，也(ye)是實現(xian)碳(tan)(tan)達峰、碳(tan)(tan)中(zhong)(zhong)和目(mu)標(biao)的(de)重要途徑。

能源電力行業技(ji)術資(zi)金密(mi)集，存在高度的(de)路徑(jing)依賴，技(ji)術路線試(shi)錯成(cheng)本極高。構建以新能源為(wei)主體的(de)新型(xing)電力系統是(shi)一(yi)項復雜的(de)系統性(xing)工程，應超前研(yan)判、全(quan)面(mian)分析電力生產(chan)結構改變為(wei)電力系統帶來的(de)變化與挑戰(zhan)，深入(ru)研(yan)究電力低碳轉(zhuan)型(xing)路徑(jing)及(ji)轉(zhuan)型(xing)過程中的(de)重(zhong)大問(wen)題，力爭(zheng)就(jiu)技(ji)術形態、技(ji)術方向等關鍵問(wen)題形成(cheng)廣泛共(gong)識。

針(zhen)對于此，本文從(cong)一次能(neng)源(yuan)、電(dian)源(yuan)、網絡、負(fu)荷、平衡模(mo)式等(deng)方面(mian)著手，研究電(dian)力(li)系統(tong)物質基(ji)礎、技術(shu)基(ji)礎將要發生的深刻變化，從(cong)電(dian)力(li)可靠供(gong)應、新能(neng)源(yuan)消納、電(dian)網安全運行等(deng)方面(mian)探討未(wei)來電(dian)力(li)系統(tong)發展(zhan)面(mian)臨(lin)的直接挑戰；闡述新型(xing)電(dian)力(li)系統(tong)的內(nei)涵、構建原則和思路，劃(hua)分(fen)新型(xing)電(dian)力(li)系統(tong)的發展(zhan)階(jie)段，提(ti)出策略(lve)性(xing)發展(zhan)建議，以期為電(dian)力(li)行業中長期發展(zhan)提(ti)供(gong)基(ji)礎參(can)考。

二、電力系統轉型帶(dai)來的變化

電力系(xi)統實現碳達峰、碳中和目標的(de)過程，伴(ban)隨著傳統電力系(xi)統向以新能源(yuan)為主體的(de)新型(xing)電力系(xi)統轉型(xing)升級，相(xiang)關物質基(ji)礎(chu)和技術(shu)基(ji)礎(chu)持續深刻變化。

一(yi)是(shi)一(yi)次能(neng)源(yuan)特性變化。電力系統的(de)一(yi)次能(neng)源(yuan)主(zhu)體由(you)可存儲和(he)(he)可運(yun)輸的(de)化石能(neng)源(yuan)轉(zhuan)向(xiang)不(bu)可存儲或(huo)運(yun)輸、與氣象環境相關的(de)風(feng)能(neng)和(he)(he)太陽能(neng)資源(yuan)，一(yi)次能(neng)源(yuan)供應(ying)面臨高度不(bu)確(que)定性。

二(er)是(shi)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)布(bu)局與(yu)功能變化。根據我國風能、太陽能資源(yuan)(yuan)(yuan)分布(bu)，新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)開(kai)發將(jiang)以(yi)集中(zhong)式與(yu)分散式并舉，電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)總(zong)體(ti)接入(ru)位置愈加偏(pian)遠、愈加深入(ru)低電(dian)(dian)壓等(deng)級(ji)。未來新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)作為主(zhu)體(ti)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)，不僅是(shi)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)量的(de)主(zhu)要提(ti)供者，還將(jiang)具備(bei)相當(dang)程度的(de)主(zhu)動(dong)支撐、調節(jie)與(yu)故障穿(chuan)越(yue)等(deng)“構網”能力；常規電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)功能則逐步轉向調節(jie)與(yu)支撐。

三是網(wang)絡規(gui)模(mo)與形(xing)態變化。西部(bu)、北部(bu)地(di)區的大(da)(da)型清潔能源(yuan)基地(di)向(xiang)東中部(bu)地(di)區負荷中心輸電的整(zheng)體格局不變，近期(qi)電網(wang)規(gui)模(mo)仍將進一步(bu)擴大(da)(da)。電網(wang)形(xing)態從(cong)交(jiao)直流混聯大(da)(da)電網(wang)向(xiang)微電網(wang)、柔直電網(wang)等多(duo)種形(xing)態電網(wang)并存轉(zhuan)變。

四是負(fu)荷(he)(he)結構(gou)與特(te)性變(bian)化(hua)。能源(yuan)消費高度電(dian)氣化(hua)，用電(dian)需(xu)求持續增長。配電(dian)網(wang)有源(yuan)化(hua)，多能靈(ling)活轉(zhuan)換，“產消者”廣泛存(cun)在，負(fu)荷(he)(he)從(cong)單一用電(dian)朝著發/用電(dian)一體(ti)化(hua)方向轉(zhuan)變(bian)，調節支撐(cheng)能力增強。

五是電(dian)網平衡(heng)(heng)模式(shi)變化。新型(xing)電(dian)力系統(tong)供需雙側均面臨較大的(de)(de)不確定(ding)性，電(dian)力平衡(heng)(heng)模式(shi)由“源隨荷動(dong)”的(de)(de)發(fa)/用(yong)電(dian)平衡(heng)(heng)轉向儲能(neng)(neng)、多能(neng)(neng)轉換參與緩沖的(de)(de)更大空間、更大時間尺度范圍內的(de)(de)平衡(heng)(heng)。

六是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)技(ji)術(shu)基礎(chu)變(bian)化(hua)。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源并網(wang)技(ji)術(shu)由(you)交(jiao)流同(tong)步向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)轉(zhuan)變(bian)，交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)同(tong)步運(yun)行機理由(you)物理特性主導轉(zhuan)向(xiang)(xiang)人為控制(zhi)算(suan)法(fa)主導；電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)器(qi)件引入微秒級開關過程，分(fen)析(xi)認知由(you)機電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)暫(zan)態向(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁暫(zan)態轉(zhuan)變(bian)；運(yun)行控制(zhi)由(you)大(da)容量(liang)同(tong)質化(hua)機組的集中連續控制(zhi)向(xiang)(xiang)廣(guang)域海量(liang)異構資(zi)源的離(li)散控制(zhi)轉(zhuan)變(bian)；故障防(fang)御由(you)獨立“三道防(fang)線”向(xiang)(xiang)廣(guang)泛(fan)調(diao)動源網(wang)荷(he)儲可控資(zi)源的主動綜合防(fang)御體系(xi)(xi)轉(zhuan)變(bian)。

三、電力(li)系統(tong)面臨的問題與(yu)挑戰

（一）電力供應保障

一是(shi)保障供應充裕的(de)基礎理論面臨挑戰。在(zai)全球氣候變化、可再生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)大規模開發(fa)的(de)背景(jing)下，可再生(sheng)(sheng)能(neng)源(yuan)資源(yuan)稟(bing)賦(fu)在(zai)長期演(yan)化過程中會發(fa)生(sheng)(sheng)顯(xian)(xian)著變化。電源(yuan)、電網的(de)規劃決策面臨資源(yuan)稟(bing)賦(fu)和運行雙重(zhong)不確(que)定性且具有明顯(xian)(xian)的(de)路徑(jing)依(yi)賴性。上述(shu)特(te)征為傳統(tong)資源(yuan)稟(bing)賦(fu)評估與規劃理論帶來重(zhong)大挑戰。

二(er)是新能源(yuan)小(xiao)(xiao)發(fa)時(shi)保障(zhang)供(gong)(gong)應(ying)難(nan)(nan)度大。隨(sui)著(zhu)新能源(yuan)發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)快(kuai)速發(fa)展，可控電(dian)(dian)源(yuan)占(zhan)比下降，新能源(yuan)“大裝機、小(xiao)(xiao)電(dian)(dian)量”特性凸(tu)顯，風能、太陽(yang)能小(xiao)(xiao)發(fa)時(shi)保障(zhang)電(dian)(dian)力(li)供(gong)(gong)應(ying)的(de)(de)難(nan)(nan)度加大。在碳中和階段(duan)，火電(dian)(dian)占(zhan)比將(jiang)進一步下降，新能源(yuan)裝機規模持續提升(sheng)，而負荷仍將(jiang)保持一定增長，實(shi)時(shi)電(dian)(dian)力(li)供(gong)(gong)應(ying)與中長期電(dian)(dian)量供(gong)(gong)應(ying)保障(zhang)困難(nan)(nan)更加突出。

三是罕見天象、極(ji)端(duan)天氣下(xia)的(de)供(gong)應保障難度更大(da)。日(ri)食(shi)等罕見天文現(xian)象將(jiang)顯著影(ying)響(xiang)新(xin)能源出(chu)力；隨著全球變暖、氣候異常(chang)的(de)加劇，颶(ju)風(feng)、暴雪(xue)冰(bing)凍、極(ji)熱無風(feng)等極(ji)端(duan)天氣事件不斷增多(duo)增強，超出(chu)現(xian)有認知。罕見天象與極(ji)端(duan)天氣具有概(gai)率小、風(feng)險(xian)高(gao)、危(wei)害(hai)大(da)的(de)特征，在新(xin)能源高(gao)占比情(qing)景(jing)下(xia)的(de)影(ying)響(xiang)極(ji)大(da)，推高(gao)供(gong)電保障成本。

（二）系統平衡調節

一是供需平(ping)(ping)衡(heng)基礎(chu)理論面臨挑戰。隨著(zhu)新能源(yuan)占比的(de)(de)(de)持續提高，供需雙(shuang)側(ce)與系統調(diao)節(jie)資源(yuan)均(jun)呈(cheng)現高度不確(que)定(ding)性(xing)，系統平(ping)(ping)衡(heng)機制由“確(que)定(ding)性(xing)發(fa)電(dian)跟蹤不確(que)定(ding)負荷”轉變為(wei)“不確(que)定(ding)發(fa)電(dian)與不確(que)定(ding)負荷雙(shuang)向(xiang)匹配”。供需雙(shuang)側(ce)運(yun)行特(te)性(xing)對氣候等外部(bu)條件(jian)的(de)(de)(de)依賴性(xing)較高，針對傳統電(dian)力系統建立的(de)(de)(de)供需平(ping)(ping)衡(heng)理論亟需發(fa)展完(wan)善。

二是日(ri)內調節(jie)(jie)面臨較大困難(nan)。新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)出力(li)的(de)隨機波(bo)動性需(xu)要可控電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)深度(du)調節(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)力(li)予以抵消(xiao)(xiao)，電(dian)(dian)(dian)力(li)系統現有的(de)調節(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)力(li)已基(ji)本挖掘殆盡(jin)，近期仍需(xu)更大的(de)調節(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)力(li)以滿(man)(man)足(zu)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消(xiao)(xiao)納(na)需(xu)求(qiu)。遠(yuan)期新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)成(cheng)為(wei)主(zhu)力(li)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)后，依靠占比(bi)不斷下(xia)降的(de)常(chang)規電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)以及(ji)有限(xian)的(de)負荷(he)側調節(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)力(li)難(nan)以滿(man)(man)足(zu)日(ri)內消(xiao)(xiao)納(na)需(xu)求(qiu)。

三是(shi)遠期季(ji)節性(xing)調節需求(qiu)增大。新能(neng)(neng)(neng)源發電與(yu)用電存(cun)在季(ji)節性(xing)不匹配(pei)，夏、冬季(ji)用電高峰(feng)期的新能(neng)(neng)(neng)源出力低于平均水平，而(er)春、秋季(ji)新能(neng)(neng)(neng)源大發時的用電水平處于全年低谷。現(xian)有的儲能(neng)(neng)(neng)技術只能(neng)(neng)(neng)滿足日內(nei)調節需求(qiu)，在新能(neng)(neng)(neng)源高占比情景下(xia)，季(ji)節性(xing)消(xiao)納矛盾將更加突出。

（三）安全穩定運行

一是穩定(ding)基(ji)礎理(li)論(lun)面臨挑戰(zhan)。新能(neng)源時變(bian)出(chu)力導致系(xi)統工作(zuo)點快速遷(qian)移，基(ji)于給定(ding)平衡點的(de)傳統Lyapunov穩定(ding)性(xing)理(li)論(lun)存在不(bu)適應性(xing)。新能(neng)源發(fa)電有別(bie)于常規(gui)機組的(de)同(tong)步機制及動態(tai)特性(xing)，使得經典暫態(tai)功(gong)角穩定(ding)性(xing)定(ding)義不(bu)再適用。高比例的(de)電力電子設備(bei)導致系(xi)統動態(tai)呈(cheng)現多時間尺(chi)度交織、控(kong)制策略主導、切換性(xing)與離散性(xing)顯著等特征，使得對應的(de)過渡過程分析(xi)理(li)論(lun)、與非工頻(pin)穩定(ding)性(xing)分析(xi)相協調的(de)基(ji)礎理(li)論(lun)亟待(dai)完善。

二是控制基(ji)礎理(li)論(lun)(lun)有待創新(xin)(xin)。傳統電力(li)系統的控制資(zi)源主要是同(tong)步發電機等(deng)同(tong)質化(hua)(hua)大容量設(she)(she)備。而(er)在新(xin)(xin)型電力(li)系統中，海(hai)量新(xin)(xin)能源和(he)電力(li)電子(zi)設(she)(she)備從各個電壓等(deng)級接(jie)入，控制資(zi)源碎片化(hua)(hua)、異質化(hua)(hua)、黑(hei)箱(xiang)化(hua)(hua)、時(shi)變化(hua)(hua)，使得傳統基(ji)于模型驅動(dong)的集中式(shi)控制難以適應，需(xu)要新(xin)(xin)的控制基(ji)礎理(li)論(lun)(lun)對各類資(zi)源有效實施聚納與調控。

三是傳(chuan)統(tong)(tong)安全問(wen)(wen)題長(chang)期存在。在未來(lai)相(xiang)當(dang)長(chang)的時間內，電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)(tong)仍以交(jiao)流(liu)同(tong)步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)網形態為(wei)(wei)主；但隨著新能源(yuan)大量(liang)替代(dai)常規電(dian)(dian)(dian)源(yuan)，維持交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)(tong)安全穩定(ding)的根本要素被(bei)削(xue)弱(ruo)，傳(chuan)統(tong)(tong)的交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)網穩定(ding)問(wen)(wen)題加劇。例如，旋(xuan)轉設(she)備被(bei)靜止設(she)備替代(dai)，系統(tong)(tong)慣量(liang)不再隨規模增長(chang)甚至呈下降(jiang)趨勢，電(dian)(dian)(dian)網頻(pin)率(lv)控(kong)制(zhi)更加困(kun)難(nan)；電(dian)(dian)(dian)壓(ya)調節能力(li)(li)下降(jiang)，高比例新能源(yuan)接入地區的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)控(kong)制(zhi)困(kun)難(nan)，高比例受電(dian)(dian)(dian)地區的動(dong)態無功支撐能力(li)(li)不足；電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)(dian)子設(she)備的電(dian)(dian)(dian)磁暫(zan)態過程(cheng)對同(tong)步(bu)(bu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)轉子運動(dong)產生深刻影響，功角穩定(ding)問(wen)(wen)題更為(wei)(wei)復(fu)雜。

四是高(gao)比例(li)(li)電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子、高(gao)比例(li)(li)新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)（“雙(shuang)高(gao)”）的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)力系(xi)統面(mian)臨新(xin)(xin)的(de)(de)問題。在(zai)近期，新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)機組具有(you)電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子設備(bei)(bei)普遍存(cun)在(zai)的(de)(de)脆弱性，面(mian)對頻(pin)率、電(dian)(dian)(dian)壓(ya)波(bo)動容易脫網，故障演變(bian)過程更顯復雜，與進一步擴大(da)的(de)(de)遠距離輸(shu)電(dian)(dian)(dian)規模相(xiang)疊加，導(dao)致大(da)面(mian)積(ji)停電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)風險增加；同步電(dian)(dian)(dian)源(yuan)占比下降、電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子設備(bei)(bei)支撐能(neng)力不足導(dao)致寬頻(pin)振(zhen)蕩等新(xin)(xin)形態穩定(ding)問題，電(dian)(dian)(dian)力系(xi)統呈(cheng)現多失穩模式(shi)耦合的(de)(de)復雜特性。在(zai)遠期，更高(gao)比例(li)(li)的(de)(de)新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)甚至全(quan)電(dian)(dian)(dian)力電(dian)(dian)(dian)子系(xi)統將伴生(sheng)全(quan)新(xin)(xin)的(de)(de)穩定(ding)問題。

（四）整體供電成本

新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)平價上網不等于平價利(li)用。除新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)場站本(ben)體成(cheng)本(ben)以(yi)外，新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)利(li)用成(cheng)本(ben)還包括靈(ling)活(huo)性電(dian)源(yuan)(yuan)投(tou)資(zi)、系統調節運行成(cheng)本(ben)、大電(dian)網擴展(zhan)與補強投(tou)資(zi)、接網及(ji)配網投(tou)資(zi)等系統成(cheng)本(ben)。國內外研究(jiu)表(biao)明，新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)量滲透(tou)率超過(guo)10%~15%以(yi)后，系統成(cheng)本(ben)將進(jin)入快速(su)增(zeng)長(chang)的臨界點(dian)，未來新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)場站成(cheng)本(ben)下降很難(nan)完全對沖消納新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)所付出的系統成(cheng)本(ben)上升；隨(sui)著新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)量滲透(tou)率的逐步(bu)提高，系統成(cheng)本(ben)顯著增(zeng)加且疏導困難(nan)，必然影響(xiang)全社會供電(dian)成(cheng)本(ben)。

四(si)、新型電(dian)力(li)系統的內涵、構建原則與思(si)路

應(ying)對(dui)電力系(xi)統(tong)(tong)面臨(lin)的問題與挑戰，應(ying)科學構(gou)建(jian)新(xin)型(xing)電力系(xi)統(tong)(tong)，保障國家(jia)能(neng)源轉型(xing)戰略(lve)實施(shi)。構(gou)建(jian)以新(xin)能(neng)源為(wei)主體(ti)的新(xin)型(xing)電力系(xi)統(tong)(tong)，必須堅(jian)持系(xi)統(tong)(tong)思維，遵循(xun)電力系(xi)統(tong)(tong)的技術特點(dian)和客觀規律，充分利用成熟技術、存量系(xi)統(tong)(tong)并(bing)深入挖掘(jue)潛力，“開放包容(rong)”支持新(xin)技術發展，積極穩妥、循(xun)序漸進(jin)實現轉型(xing)。

（一）新(xin)型(xing)電力系統的內涵(han)

新型電(dian)力系統以新能源為供(gong)給(gei)主體(ti)，滿足不斷增長(chang)的清潔用(yong)電(dian)需(xu)求，具有高度的安全性、開(kai)放性、適應性。

在安(an)全性方面，新(xin)型電(dian)(dian)力系統中的各級電(dian)(dian)網協調發展，多種電(dian)(dian)網技術相互融合，廣域資源(yuan)(yuan)優(you)化配置能(neng)力顯(xian)著(zhu)提升；電(dian)(dian)網安(an)全穩定水平可(ke)控、能(neng)控、在控，有效承載高比例的新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)、直(zhi)流等(deng)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子設備接入，適應國(guo)家能(neng)源(yuan)(yuan)安(an)全、電(dian)(dian)力可(ke)靠供應、電(dian)(dian)網安(an)全運行的需求。

在開放性方面，新型電力(li)系統的電網具有高度多元、開放、包(bao)容(rong)的特征，兼容(rong)各(ge)類新電力(li)技術，支持各(ge)種新設備(bei)便(bian)捷接入需求；支撐各(ge)類能(neng)源交互(hu)轉化、新型負荷雙向互(hu)動，成(cheng)為各(ge)類能(neng)源網絡(luo)有機互(hu)聯的樞(shu)紐。

在適(shi)應性方面，新型電(dian)力系統的(de)(de)源(yuan)網荷儲各環(huan)節(jie)緊密銜接、協(xie)調互(hu)動，通過(guo)先進技(ji)術應用和控制資源(yuan)池擴展，實現較強(qiang)的(de)(de)靈活調節(jie)能力、高度智(zhi)能的(de)(de)運行(xing)控制能力，適(shi)應海量異構資源(yuan)廣泛接入并(bing)密集交(jiao)互(hu)的(de)(de)應用場景。

（二）新(xin)型電力(li)系統構(gou)建原則

堅持問(wen)題導向、目標導向和科學發展原則來構(gou)建新型(xing)電力系統(tong)，積(ji)極穩妥推進轉型(xing)。

問題導向，即抓住新能(neng)源(yuan)發(fa)展過(guo)程中的主要矛盾，兼顧當前困難與長遠(yuan)挑(tiao)戰，通過(guo)系統重構、技術與體(ti)制(zhi)機(ji)制(zhi)創新來突破新能(neng)源(yuan)發(fa)展瓶頸。

目(mu)標(biao)導向，即以按期實(shi)現碳(tan)(tan)達峰、碳(tan)(tan)中(zhong)和(he)目(mu)標(biao)為(wei)使命，選擇適宜的技術路線，“倒排”發展路徑，兼顧轉(zhuan)型過程中(zhong)能源電力(li)安(an)全。

科學發(fa)展(zhan)(zhan)，即充分考慮能(neng)源電力行業資產、資金(jin)、技術密集，路徑依賴(lai)較(jiao)強的(de)特點，切實體現(xian)電力系統的(de)技術特點和(he)發(fa)展(zhan)(zhan)規律，保持漸進過渡式轉型發(fa)展(zhan)(zhan)。

（三）新型電力系(xi)統構建思路

基于以上(shang)構建(jian)原則(ze)，研判(pan)未來(lai)新(xin)型(xing)電(dian)力系統技術形態，塑造適應全新(xin)電(dian)力生產結構的(de)網絡形態和平衡模式，在空(kong)間(jian)、時間(jian)上(shang)匹配電(dian)力供給與需求，據此(ci)設計技術可行、成(cheng)本適當的(de)發展(zhan)路徑(jing)。

1.技術形態

在(zai)未(wei)來(lai)(lai)較長(chang)的(de)時間(jian)內，電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)仍(reng)(reng)將以(yi)(yi)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)技(ji)術(shu)為(wei)(wei)主(zhu)導，主(zhu)要(yao)原因(yin)有(you)：一是當(dang)前(qian)全國(guo)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)資產(chan)(chan)規模超過16萬億(yi)元，90%的(de)在(zai)運(yun)煤電(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量投產(chan)(chan)不(bu)滿20 a，龐大的(de)存(cun)量系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)仍(reng)(reng)以(yi)(yi)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)技(ji)術(shu)為(wei)(wei)基礎(chu)，不(bu)可(ke)能“急剎車(che)”“急轉(zhuan)彎”；二是未(wei)來(lai)(lai)火電(dian)(dian)(dian)、水電(dian)(dian)(dian)、核電(dian)(dian)(dian)等同步(bu)電(dian)(dian)(dian)源裝(zhuang)機(ji)容量和(he)發電(dian)(dian)(dian)量的(de)占(zhan)比均在(zai)不(bu)斷下降，但仍(reng)(reng)占(zhan)據相當(dang)的(de)比例（見圖(tu)1），如到(dao)2060年同步(bu)電(dian)(dian)(dian)源預計仍(reng)(reng)占(zhan)據裝(zhuang)機(ji)容量的(de)25%、發電(dian)(dian)(dian)量的(de)44%，主(zhu)要(yao)以(yi)(yi)“大開機(ji)、小出力(li)(li)”方式(shi)運(yun)行（出力(li)(li)占(zhan)比可(ke)達79%），為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)提供必要(yao)的(de)調節與支(zhi)撐。因(yin)此，未(wei)來(lai)(lai)的(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)必將在(zai)傳承中發展，長(chang)期(qi)保(bao)持以(yi)(yi)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)為(wei)(wei)基礎(chu)的(de)技(ji)術(shu)形態，基本原理、技(ji)術(shu)要(yao)求不(bu)會發生根本性改變；交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)網仍(reng)(reng)是電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)網架(jia)基礎(chu)，各類電(dian)(dian)(dian)源直接或間(jian)接以(yi)(yi)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)技(ji)術(shu)并入電(dian)(dian)(dian)網。

圖片

圖1同步(bu)電(dian)源裝機及發(fa)電(dian)量占比(bi)的變化趨勢

2.網絡形態

一是(shi)以交直流(liu)互(hu)聯(lian)為(wei)大電(dian)網(wang)主干。我國能源資源與(yu)需(xu)求逆向(xiang)分布的(de)(de)基本國情，新能源出力(li)的(de)(de)隨(sui)機(ji)性(xing)、強時空相(xiang)關性(xing)，都(dou)決定了近期交直流(liu)互(hu)聯(lian)大電(dian)網(wang)仍需(xu)擴大規(gui)模才能滿足遠距離大規(gui)模輸電(dian)、新能源跨省(sheng)/跨區消納(na)平衡的(de)(de)需(xu)求。

二(er)是多種組(zu)網形(xing)式并存(cun)。交流電(dian)力系統需(xu)要同(tong)步電(dian)源(yuan)的支(zhi)撐(cheng)，難(nan)以適應(ying)新能源(yuan)集中(zhong)開發、海(hai)上風電(dian)、大量(liang)分布式新能源(yuan)接入(ru)等局部場景；應(ying)鼓勵發展分布式微(wei)網、純直流電(dian)力系統等多種組(zu)網技(ji)術(shu)，因(yin)地制宜(yi)選擇技(ji)術(shu)路線。

3.平衡形態

力(li)求(qiu)以(yi)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)為(wei)媒介逐步實(shi)(shi)(shi)(shi)現發用(yong)電(dian)(dian)解耦。當(dang)前(qian)電(dian)(dian)力(li)系統的(de)實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)平(ping)衡(heng)(heng)依賴出力(li)可調的(de)常規電(dian)(dian)源，而(er)新(xin)型電(dian)(dian)力(li)系統將以(yi)出力(li)不可調節的(de)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源發電(dian)(dian)為(wei)主(zhu)體，發電(dian)(dian)側調節能(neng)(neng)(neng)力(li)顯著下降；需(xu)要通(tong)過需(xu)求(qiu)響應、多(duo)能(neng)(neng)(neng)互補等方式充分(fen)挖掘負荷側的(de)調節能(neng)(neng)(neng)力(li)，同(tong)步開發能(neng)(neng)(neng)夠(gou)與電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)高效雙向轉換并可大量、長期存儲(chu)的(de)二(er)次能(neng)(neng)(neng)源（儲(chu)能(neng)(neng)(neng)），使“發–用(yong)”實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)平(ping)衡(heng)(heng)變為(wei)“發–儲(chu)–用(yong)”實(shi)(shi)(shi)(shi)時(shi)平(ping)衡(heng)(heng)。

4.發展路徑

循序漸進(jin)構(gou)建(jian)新型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統。能(neng)源電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)行業技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)資金密集(ji)，已形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)龐大(da)存量資產不可(ke)能(neng)“推(tui)倒重來(lai)”，適(shi)(shi)宜采(cai)取漸進(jin)過渡式發展(zhan)(zhan)方(fang)式。在(zai)近期(qi)，新能(neng)源快速發展(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)需求(qiu)較為迫切，亟(ji)需成(cheng)熟、經濟(ji)、有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)與產品方(fang)案來(lai)應對相應挑戰。著眼(yan)遠期(qi)，當前電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)物質基礎(chu)、技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)基礎(chu)難以匹配新型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)需求(qiu)，應在(zai)大(da)規模儲能(neng)、高效(xiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)氫轉換、CCUS（碳捕集(ji)、利用與封存）、純直流組網等顛(dian)覆(fu)性(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)方(fang)面盡快取得突破；不同(tong)的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)將(jiang)導向不同(tong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統形態，未(wei)來(lai)發展(zhan)(zhan)路徑存在(zai)較大(da)的(de)(de)(de)(de)不確定性(xing)。為此，近期(qi)應重點挖掘成(cheng)熟技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)潛力(li)(li)(li)，支撐新能(neng)源快速發展(zhan)(zhan)，同(tong)步(bu)開(kai)展(zhan)(zhan)顛(dian)覆(fu)性(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)攻關(guan)；遠期(qi)在(zai)顛(dian)覆(fu)性(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)取得突破后，推(tui)動電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統逐步(bu)向適(shi)(shi)應顛(dian)覆(fu)性(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)新形態轉型(xing)。

（四）新型(xing)電(dian)力系統的發展階段

1.傳統電(dian)力(li)系統轉型期

新能(neng)源(yuan)快速發(fa)展(zhan)，“雙(shuang)高(gao)”影響處于“量變”階段(duan)，常規電源(yuan)仍是電力(li)電量供(gong)應主(zhu)體，新能(neng)源(yuan)作為(wei)補充。發(fa)用(yong)電的實時平衡(heng)仍然是主(zhu)要特征，依靠(kao)以抽水蓄能(neng)為(wei)主(zhu)體的成(cheng)熟儲能(neng)技(ji)(ji)術(shu)基(ji)本滿足(zu)日內平衡(heng)需求。跨(kua)區輸(shu)電、交流電網(wang)互聯的規模進一(yi)步(bu)擴大并“達峰”。本階段(duan)內，充分開發(fa)現有資源(yuan)、挖掘(jue)可用(yong)技(ji)(ji)術(shu)潛力(li)，同(tong)步(bu)開展(zhan)支撐更高(gao)比例新能(neng)源(yuan)的顛(dian)覆性(xing)技(ji)(ji)術(shu)研發(fa)。

2.新型電力(li)系(xi)統形(xing)成期

新能源成(cheng)為裝(zhuang)機(ji)主(zhu)體，具(ju)備相當程度的主(zhu)動(dong)支撐(cheng)能力；常規電(dian)(dian)源功能逐步轉向調節(jie)與支撐(cheng)；大規模儲能技術取得突(tu)破，實現(xian)日以上時間尺(chi)度的平衡調節(jie)。存(cun)量電(dian)(dian)力系統向新形態(tai)轉變，交直(zhi)流(liu)互聯大電(dian)(dian)網(wang)與局部全新能源直(zhi)流(liu)組(zu)網(wang)、微電(dian)(dian)網(wang)等多種(zhong)形態(tai)共存(cun)。在(zai)此(ci)階段，“雙(shuang)高”影響轉入質變，已有的技術和發展模式面(mian)臨瓶頸，顛覆性技術逐步成(cheng)熟并具(ju)備推廣應用條(tiao)件。

3.新型(xing)電力(li)系統成熟期

依托發(fa)展成熟的顛(dian)覆性技(ji)術，完(wan)成全新(xin)形(xing)態的電力系(xi)統構(gou)建，新(xin)能源(yuan)成為主(zhu)力電源(yuan)，發(fa)用電基(ji)本實現解(jie)耦。新(xin)能源(yuan)以多(duo)(duo)種二次能源(yuan)形(xing)式、多(duo)(duo)種途徑(jing)傳輸(shu)和(he)利(li)用，將因(yin)地制宜發(fa)展多(duo)(duo)種形(xing)態（如輸(shu)電與輸(shu)氫(qing)網絡(luo)共存等）。這一階(jie)段，顛(dian)覆性技(ji)術高度(du)成熟并獲得(de)廣泛應用，新(xin)型(xing)電力系(xi)統基(ji)本構(gou)建完(wan)成。

五(wu)、構建新型電(dian)力系(xi)統的(de)重點舉(ju)措

（一）加(jia)快措施(shi)布局應對轉型期問題

1.保障電力(li)供應與新能源消納

在電(dian)源(yuan)(yuan)側，一(yi)(yi)是提(ti)升電(dian)力(li)供應(ying)能力(li)。推(tui)(tui)進西(xi)部、北部地(di)區(qu)大型新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)基地(di)建(jian)(jian)(jian)設(she)，因地(di)制宜發展(zhan)東中部地(di)區(qu)的分布(bu)式新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)，推(tui)(tui)動海(hai)上風電(dian)逐步(bu)向遠海(hai)拓展(zhan)。煤電(dian)從“增容(rong)控量(liang)”“控容(rong)減量(liang)”到“減容(rong)減量(liang)”，發揮托底(di)保障作用，合理利用存量(liang)資(zi)產，科學謀劃(hua)退出路徑。加快開發水(shui)電(dian)，重(zhong)點推(tui)(tui)進西(xi)南地(di)區(qu)的優質水(shui)電(dian)建(jian)(jian)(jian)設(she)。安(an)全有序開展(zhan)沿(yan)海(hai)地(di)區(qu)的核(he)電(dian)建(jian)(jian)(jian)設(she)，適時推(tui)(tui)動內陸核(he)電(dian)建(jian)(jian)(jian)設(she)。二是提(ti)升有功(gong)調節能力(li)。加快在運煤電(dian)機組靈(ling)活(huo)性改造，提(ti)升機組調節速(su)率與深度(du)調峰能力(li)，新(xin)(xin)建(jian)(jian)(jian)煤電(dian)均應(ying)具(ju)備(bei)深度(du)調峰能力(li)。有序發展(zhan)天然氣調峰電(dian)源(yuan)(yuan)，充分發揮啟停耗時短、功(gong)率調節快的優勢(shi)，重(zhong)點在新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)發電(dian)滲(shen)透率較高、電(dian)網靈(ling)活(huo)性較低的區(qu)域開展(zhan)建(jian)(jian)(jian)設(she)。鼓勵或要求新(xin)(xin)能源(yuan)(yuan)按照一(yi)(yi)定比例配置儲(chu)能。研究(jiu)水(shui)電(dian)站增設(she)大泵，具(ju)備(bei)一(yi)(yi)定的抽水(shui)調節能力(li)。

在電(dian)(dian)(dian)網側，轉(zhuan)型期(qi)新(xin)能(neng)(neng)源大(da)(da)規(gui)模集(ji)中開發(fa)(fa)并遠距離外送(song)的格局將進一步加強(qiang)(qiang)，亟需(xu)加強(qiang)(qiang)跨(kua)(kua)省(sheng)、跨(kua)(kua)區(qu)輸(shu)電(dian)(dian)(dian)通道建(jian)設，打造大(da)(da)范(fan)圍資源優(you)化配置平臺；同(tong)步加強(qiang)(qiang)送(song)端(duan)、受端(duan)交(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)網，擴大(da)(da)聯網規(gui)模，可靠承載(zai)跨(kua)(kua)區(qu)域、大(da)(da)規(gui)模的輸(shu)電(dian)(dian)(dian)需(xu)求。推動建(jian)設適應(ying)分布(bu)(bu)式、微網發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的智能(neng)(neng)配電(dian)(dian)(dian)網，促進電(dian)(dian)(dian)、冷、熱、氣等多(duo)(duo)能(neng)(neng)互(hu)補與(yu)協調控制(zhi)，滿足分布(bu)(bu)式清潔能(neng)(neng)源并網、多(duo)(duo)元(yuan)負荷用電(dian)(dian)(dian)的需(xu)要，促進終(zhong)端(duan)能(neng)(neng)源消(xiao)費(fei)節能(neng)(neng)提效。積極開展(zhan)(zhan)分布(bu)(bu)式微電(dian)(dian)(dian)網建(jian)設，在內部自治的同(tong)時與(yu)大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)網協調互(hu)動。拓展(zhan)(zhan)靈活柔(rou)性輸(shu)電(dian)(dian)(dian)等技(ji)術應(ying)用，適應(ying)送(song)端(duan)新(xin)能(neng)(neng)源大(da)(da)規(gui)模集(ji)中接入(ru)、受端(duan)多(duo)(duo)落點(dian)直(zhi)流(liu)(liu)組網等應(ying)用場景。

在負(fu)荷(he)側，全面拓展(zhan)電力(li)(li)消費新(xin)模(mo)式(shi)，發展(zhan)“互聯網+”智慧能源系統，發揮(hui)電網負(fu)荷(he)的靈活調節能力(li)(li)，增強源荷(he)互動活力(li)(li)。著力(li)(li)開(kai)發需求響(xiang)應資源，在供(gong)需緊張地(di)區配置(zhi)(zhi)削峰需求響(xiang)應，在新(xin)能源高占(zhan)比地(di)區配置(zhi)(zhi)填谷需求響(xiang)應。

在儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)側，抽水蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)技(ji)術相對成(cheng)熟、單位投資成(cheng)本低、壽命長，有利于大規模(mo)能(neng)(neng)量(liang)儲(chu)(chu)(chu)(chu)存(cun)；鑒于抽水蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)規劃建(jian)設周期較長，而(er)電力(li)(li)系統已面臨調節(jie)能(neng)(neng)力(li)(li)不足的現狀，應優先發(fa)展、盡早啟動(dong)。因抽水蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)(neng)可開發(fa)資源有限(xian)，壓縮空氣儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、飛輪儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、電化學儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、電磁儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、儲(chu)(chu)(chu)(chu)熱、化學儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)（以氫(qing)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)為主(zhu)）等新型(xing)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)技(ji)術將成(cheng)為構建(jian)新型(xing)電力(li)(li)系統的重(zhong)要(yao)基礎，有望在長周期平衡(heng)調節(jie)、安全支撐等方面發(fa)揮關鍵作用(yong)。

2.保障電網安全穩定運行(xing)

轉(zhuan)型期的(de)(de)電力(li)系(xi)統(tong)仍然是(shi)交(jiao)流電力(li)系(xi)統(tong)，必須遵循交(jiao)流電力(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)基本原理和技術規律(lv)，尋求(qiu)新的(de)(de)手段、加快(kuai)措施布局(ju)，保障足夠的(de)(de)系(xi)統(tong)慣(guan)量、調節能力(li)、支撐能力(li)，筑牢(lao)電網安全(quan)穩定基礎。

系(xi)統慣(guan)量是(shi)(shi)系(xi)統安全(quan)運行的(de)基本要求。一是(shi)(shi)保(bao)持(chi)適度(du)規模(mo)的(de)同步電(dian)源(yuan)(yuan)，通過技(ji)術創(chuang)新來調整常規電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)功(gong)能(neng)(neng)定位，在政策層面保(bao)障燃煤機組從裝機控(kong)制(zhi)轉向排放控(kong)制(zhi)。二是(shi)(shi)擴(kuo)大(da)交流電(dian)網(wang)規模(mo)，提高同步電(dian)網(wang)整體慣(guan)量水平，增(zeng)強抵御故障能(neng)(neng)力(li)，更好促進清(qing)潔(jie)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消納的(de)互(hu)聯互(hu)通。三(san)是(shi)(shi)開(kai)發新型慣(guan)量支撐資源(yuan)(yuan)，發展新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)、儲能(neng)(neng)等方面的(de)新型控(kong)制(zhi)技(ji)術，提高電(dian)力(li)電(dian)子類電(dian)源(yuan)(yuan)對系(xi)統慣(guan)量的(de)支撐能(neng)(neng)力(li)。

調(diao)(diao)(diao)節能(neng)(neng)力(li)(li)(li)是電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統適應不斷(duan)加大(da)的(de)(de)波動(dong)性、有功/無功沖擊的(de)(de)重(zhong)要保證。關于(yu)調(diao)(diao)(diao)峰(feng)，在提升電(dian)(dian)(dian)源(yuan)側調(diao)(diao)(diao)節能(neng)(neng)力(li)(li)(li)的(de)(de)同(tong)時，推進電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車、分(fen)布(bu)式(shi)儲(chu)能(neng)(neng)、可中斷(duan)負(fu)荷(he)參(can)與(yu)(yu)(yu)調(diao)(diao)(diao)峰(feng)，扎實(shi)提高電(dian)(dian)(dian)網(wang)資(zi)源(yuan)配置能(neng)(neng)力(li)(li)(li)，共享全網(wang)調(diao)(diao)(diao)節資(zi)源(yuan)。關于(yu)調(diao)(diao)(diao)頻(pin)(pin)，推動(dong)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)、儲(chu)能(neng)(neng)、電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車等參(can)與(yu)(yu)(yu)系統調(diao)(diao)(diao)頻(pin)(pin)，發揮(hui)直流輸(shu)電(dian)(dian)(dian)設備的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)調(diao)(diao)(diao)制(zhi)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)。關于(yu)調(diao)(diao)(diao)壓(ya)，發揮(hui)常規(gui)機組(zu)的(de)(de)主力(li)(li)(li)調(diao)(diao)(diao)壓(ya)作用，利(li)用柔(rou)性直流、柔(rou)性交流輸(shu)電(dian)(dian)(dian)系統（FACTS）設備參(can)與(yu)(yu)(yu)調(diao)(diao)(diao)壓(ya)，研究電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)電(dian)(dian)(dian)子類電(dian)(dian)(dian)源(yuan)場(chang)站(zhan)級的(de)(de)靈活調(diao)(diao)(diao)壓(ya)，探索分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)、分(fen)布(bu)式(shi)儲(chu)能(neng)(neng)參(can)與(yu)(yu)(yu)低壓(ya)側電(dian)(dian)(dian)壓(ya)調(diao)(diao)(diao)節。

支撐能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)是電(dian)(dian)力(li)系(xi)統承載高比例(li)電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子設備、確(que)保高比例(li)受(shou)(shou)電(dian)(dian)地區安全(quan)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)的關鍵。一(yi)是開展(zhan)火電(dian)(dian)、水電(dian)(dian)機組(zu)調相(xiang)(xiang)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)改(gai)造，鼓勵退役火電(dian)(dian)改(gai)調相(xiang)(xiang)機運(yun)行(xing)，提高資產利用(yong)效率(lv)。二是在新能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)場(chang)站(zhan)、匯集站(zhan)配(pei)置(zhi)分布式調相(xiang)(xiang)機，在高比例(li)受(shou)(shou)電(dian)(dian)、直流送受(shou)(shou)端、新能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)基地等地區配(pei)置(zhi)大(da)型(xing)調相(xiang)(xiang)機，保障系(xi)統的動(dong)態無功(gong)支撐能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)，確(que)保新能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)多場(chang)站(zhan)短路比水平滿足運(yun)行(xing)要求。三(san)是要求新能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)作(zuo)為(wei)主體電(dian)(dian)源(yuan)承擔主體安全(quan)責任，通過技術進(jin)步來增強主動(dong)支撐能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。

（二）論證并啟(qi)動轉型期重大(da)課題研究(jiu)

1.重大基礎理(li)論研究

在新(xin)型電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)供需(xu)(xu)平衡理論(lun)(lun)方(fang)面(mian)，考(kao)慮供需(xu)(xu)雙(shuang)(shuang)側特性對氣(qi)候、天(tian)氣(qi)條件的(de)依賴性以(yi)及供需(xu)(xu)雙(shuang)(shuang)側與(yu)系(xi)統(tong)(tong)調(diao)節資源的(de)高度(du)不(bu)確定(ding)(ding)性，研究(jiu)并建立(li)以(yi)新(xin)能(neng)源為主體的(de)新(xin)型電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)供需(xu)(xu)平衡基礎(chu)理論(lun)(lun)；厘清氣(qi)候變化與(yu)可(ke)再生能(neng)源開發的(de)交互(hu)作用機理，揭示不(bu)確定(ding)(ding)性與(yu)規劃/運行策略的(de)耦合作用機理，形成(cheng)不(bu)確定(ding)(ding)供需(xu)(xu)雙(shuang)(shuang)向匹(pi)配(pei)的(de)優(you)化決(jue)策理論(lun)(lun)和方(fang)法(fa)。在“雙(shuang)(shuang)高”電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)穩(wen)定(ding)(ding)分(fen)(fen)析(xi)理論(lun)(lun)方(fang)面(mian)，考(kao)慮“雙(shuang)(shuang)高”電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)的(de)多時間尺度(du)交織、控(kong)制策略主導、切換性與(yu)離散性顯著等(deng)特征，厘清系(xi)統(tong)(tong)擾(rao)動后的(de)過(guo)渡過(guo)程并建立(li)完整的(de)分(fen)(fen)析(xi)理論(lun)(lun)，形成(cheng)科(ke)學的(de)穩(wen)定(ding)(ding)分(fen)(fen)類體系(xi)，提(ti)出針對不(bu)同穩(wen)定(ding)(ding)分(fen)(fen)類的(de)建模準(zhun)則和分(fen)(fen)析(xi)方(fang)法(fa)。

在(zai)新型(xing)電(dian)(dian)力系統(tong)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)理論(lun)(lun)方面，針(zhen)對特性各異且(qie)黑箱(xiang)化(hua)的(de)(de)(de)海量動態元(yuan)件(jian)接入“雙高”電(dian)(dian)力系統(tong)的(de)(de)(de)基本特征，重點突破(po)廣域分(fen)散協同(tong)優化(hua)控(kong)制(zhi)理論(lun)(lun)，在(zai)設備層面構(gou)(gou)建(jian)兼(jian)容各種異構(gou)(gou)設備的(de)(de)(de)通用穩(wen)定控(kong)制(zhi)協議，實現元(yuan)件(jian)即插即用、分(fen)散式自趨(qu)穩(wen)；在(zai)系統(tong)層面提出廣域響應驅(qu)動的(de)(de)(de)協調(diao)控(kong)制(zhi)方法，構(gou)(gou)建(jian)多級協調(diao)的(de)(de)(de)穩(wen)定控(kong)制(zhi)體系，支撐開放包容的(de)(de)(de)新型(xing)電(dian)(dian)力系統(tong)運行。

2.關鍵(jian)應用技術研究(jiu)

在新能(neng)源(yuan)(yuan)“構網(wang)”主動支(zhi)撐技(ji)術方面，加快推廣電流源(yuan)(yuan)型主動支(zhi)撐技(ji)術、電壓源(yuan)(yuan)型自同(tong)步控制技(ji)術，提升新能(neng)源(yuan)(yuan)機組對(dui)弱電網(wang)的適應性、對(dui)交(jiao)流電網(wang)的支(zhi)撐能(neng)力；推動作為(wei)同(tong)步電源(yuan)(yuan)的光熱發電工程化應用。

在大規模(mo)遠(yuan)距離海上風(feng)電及送(song)出技(ji)術(shu)方面(mian)，盡快(kuai)在風(feng)機本體及匯集(ji)、升壓(ya)與(yu)(yu)送(song)出系統設(she)備及技(ji)術(shu)方面(mian)取得突破，保(bao)障遠(yuan)海分散式風(feng)電的靈活接入與(yu)(yu)高效安全送(song)出。

在儲能(neng)(neng)支(zhi)撐(cheng)電網安全運行技(ji)術方(fang)面，充(chong)分利用新型儲能(neng)(neng)系統調峰幅度大(da)、響應速度快、短時(shi)功(gong)(gong)(gong)率吞吐能(neng)(neng)力強、調節方(fang)向易改變等優點，在輔助調峰、平滑新能(neng)(neng)源發電功(gong)(gong)(gong)率等基礎功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)外(wai)，重點提升儲能(neng)(neng)在電力系統發生故障(zhang)或波動時(shi)的快速響應功(gong)(gong)(gong)能(neng)(neng)，為系統提供阻尼、慣量等動態支(zhi)撐(cheng)。

在“雙高”電(dian)(dian)力(li)系統仿真評估技術方(fang)面，新(xin)型(xing)電(dian)(dian)力(li)系統的物(wu)理形態和運(yun)行特性(xing)(xing)更為(wei)復雜(za)，現有仿真分析手段不足以支持對電(dian)(dian)網的認(ren)知需要，亟需突破(po)機電(dian)(dian)、電(dian)(dian)磁(ci)多時間尺度(du)的大電(dian)(dian)網暫(zan)態仿真分析技術，提高對新(xin)型(xing)電(dian)(dian)力(li)系統特性(xing)(xing)的認(ren)知水平(ping)。

在源網(wang)荷(he)(he)儲(chu)資源協(xie)調控(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)方(fang)面，利用“大云物移智鏈(lian)”等(deng)先進技(ji)術(shu)(shu)(shu)手段，研究主動配電網(wang)運行分(fen)析及協(xie)調控(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)(shu)、供需互動服(fu)務技(ji)術(shu)(shu)(shu)、分(fen)布式(shi)微網(wang)自平(ping)衡技(ji)術(shu)(shu)(shu)，實現廣域分(fen)布式(shi)海量源網(wang)荷(he)(he)儲(chu)資源的總體協(xie)調控(kong)制(zhi)。

在“雙(shuang)高(gao)”電(dian)力系(xi)統(tong)故(gu)障(zhang)(zhang)防御(yu)技術方面，海量電(dian)力電(dian)子設備接(jie)入新(xin)型電(dian)力系(xi)統(tong)之后將極大改變系(xi)統(tong)的(de)暫態特性，既帶(dai)來(lai)新(xin)的(de)穩定問題(ti)，也因(yin)其數字式快速調(diao)控能力而(er)給(gei)穩定控制提供新(xin)的(de)機遇和選(xuan)擇；研究適應“雙(shuang)高(gao)”電(dian)力系(xi)統(tong)的(de)綜(zong)合安全(quan)防御(yu)體系(xi)，利用(yong)現代信息通信技術來(lai)廣泛調(diao)動各(ge)類控制資(zi)源，實現經濟、高(gao)效、智能的(de)故(gu)障(zhang)(zhang)快速判斷清除以及故(gu)障(zhang)(zhang)后的(de)緊急協調(diao)控制、傳播(bo)路徑阻斷。

3.技術標準布局

以標準(zhun)化組織為依(yi)托，聯合國(guo)家、行業(ye)相關機構及產業(ye)上下(xia)游單(dan)位(wei)，開展(zhan)新型電力系(xi)統技術標準(zhun)體系(xi)建設；加快新能(neng)源并(bing)網、多元負荷(he)(he)接入、源網荷(he)(he)儲協同控制(zhi)等重要標準(zhun)的研究制(zhi)定(ding)，對技術、產業(ye)發展(zhan)起到引領方向、保障質量的作用。

在電(dian)源(yuan)(yuan)側，加快提升新能(neng)源(yuan)(yuan)并(bing)網標(biao)準(zhun)水(shui)平，逐步(bu)具備與同(tong)步(bu)電(dian)源(yuan)(yuan)相近(jin)的(de)運行(xing)支撐(cheng)能(neng)力；重構水(shui)電(dian)和(he)火電(dian)機組的(de)設計、制造、運行(xing)技術標(biao)準(zhun)體系；推進(jin)抽水(shui)蓄能(neng)、電(dian)化學(xue)儲能(neng)電(dian)站建設的(de)標(biao)準(zhun)化。

在(zai)電網側，強化源網荷儲協同控制標(biao)(biao)準化的頂層設計，加(jia)快(kuai)廣域分散(san)協同優(you)化控制標(biao)(biao)準研(yan)究(jiu)；深化靈活柔性輸電技術標(biao)(biao)準體系建設，加(jia)快(kuai)分布式微電網、智慧配電網重要核心(xin)標(biao)(biao)準研(yan)制。

在負荷(he)側，優化完(wan)善電(dian)(dian)動汽車充換電(dian)(dian)、港口岸電(dian)(dian)設(she)施技術標(biao)準(zhun)體系，加快虛擬電(dian)(dian)廠、需求側響應技術標(biao)準(zhun)體系建設(she)和關鍵(jian)標(biao)準(zhun)研(yan)制，滿(man)足負荷(he)與電(dian)(dian)網良(liang)性(xing)互動的需要。

（三）發揮遠期支撐(cheng)作(zuo)用的顛(dian)覆性技術

在(zai)傳(chuan)統技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)路線下構(gou)建以新能源為主體的新型(xing)(xing)電力系(xi)統存在(zai)困難，需要(yao)顛覆性技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)革新。鑒于(yu)顛覆性技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)突破(po)存在(zai)較(jiao)大(da)的不確定性、需要(yao)長期高投入，建議加大(da)國家級科技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)計劃支持，在(zai)轉型(xing)(xing)期論證并實(shi)(shi)施國家科技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)重大(da)專項，著力開展技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)攻(gong)關，為構(gou)建新型(xing)(xing)電力系(xi)統、實(shi)(shi)現碳中和目標提供(gong)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)支撐。

在高效電(dian)(dian)氫(qing)雙向轉換(huan)技術方面(mian)，充(chong)分發揮(hui)氫(qing)能(neng)(neng)作為含能(neng)(neng)體二次能(neng)(neng)源的(de)優勢，推動(dong)利用富(fu)余的(de)可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源制(zhi)取“綠氫(qing)”，借助電(dian)(dian)氫(qing)轉換(huan)與儲存(cun)裝置，實(shi)現跨季(ji)節(jie)、跨行(xing)業的(de)可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源存(cun)儲與調(diao)節(jie)，解決長周期電(dian)(dian)量平衡問題(ti)。

在新型儲(chu)能(neng)技術(shu)方面(mian)，爭取在具備大(da)容量、高(gao)安全(quan)、長壽命(ming)、低成(cheng)本特征的(de)變革性儲(chu)能(neng)方向取得(de)重大(da)突破，構(gou)建(jian)廣域協同(tong)的(de)儲(chu)能(neng)形態，成(cheng)為(wei)完全(quan)可(ke)觀可(ke)控(kong)的(de)調節資源，全(quan)面(mian)滿(man)足各類應(ying)用場(chang)景（從(cong)暫態到穩態）的(de)技術(shu)需求。

在高效CCUS技術(shu)方(fang)面，目前(qian)CCUS技術(shu)的(de)效率、成本與能(neng)耗(hao)問題(ti)制約了商業應(ying)用規模，應(ying)加大(da)技術(shu)研(yan)發(fa)力度，充分挖掘應(ying)用潛(qian)能(neng)，助(zhu)推跨(kua)系統循環碳經(jing)濟發(fa)展。CCUS技術(shu)的(de)成熟與應(ying)用是碳中和階(jie)段煤電存(cun)續(xu)的(de)前(qian)提條件(jian)，有利于(yu)保持一定比例(li)的(de)同步(bu)電源規模，將(jiang)有力支撐交流(liu)電力系統的(de)安全運行。

在(zai)全(quan)新(xin)(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)直流組(zu)網(wang)(wang)技術(shu)方面，應(ying)充分發揮柔性(xing)直流可(ke)實現新(xin)(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)無同(tong)步電(dian)源(yuan)(yuan)并(bing)網(wang)(wang)、大規模多(duo)點(dian)匯集和(he)送出方面的優勢，重點(dian)研發全(quan)新(xin)(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)輸送的多(duo)端特高(gao)壓柔直技術(shu)，支持(chi)在(zai)網(wang)(wang)架薄弱、缺乏同(tong)步電(dian)源(yuan)(yuan)支撐的地區(qu)集中開發新(xin)(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)的需求(qiu)。

六、對策建議

（一）試點開展新型電力(li)系統建設

西(xi)藏、青(qing)海、新疆(jiang)等省(sheng)份的可再生能源(yuan)資(zi)源(yuan)稟賦(fu)良好，相(xiang)關發電(dian)裝(zhuang)機容量、發電(dian)量的占比均位(wei)居全國前列，青(qing)海電(dian)網(wang)已連續多年成功(gong)開展(zhan)全清潔能源(yuan)供(gong)電(dian)實踐。建(jian)議在(zai)3個省(sheng)份率先(xian)啟動新型電(dian)力系統建(jian)設試點工作(zuo)，充分發揮(hui)電(dian)網(wang)支(zhi)撐、拉動、服務功(gong)能，全方(fang)位(wei)推(tui)動當地(di)經濟社會的可持續發展(zhan)，為全國開展(zhan)新型電(dian)力系統建(jian)設積累經驗。

（二）建(jian)立健全電力綠色轉(zhuan)型(xing)政策體(ti)系

建(jian)議加快(kuai)制(zhi)定(ding)符合煤(mei)電由電力電量主要提(ti)(ti)(ti)供者向調節支撐功(gong)能提(ti)(ti)(ti)供者轉變的(de)(de)產(chan)業政策，緩解未(wei)來電力供應(ying)保(bao)障、電網安(an)全運行(xing)的(de)(de)潛在風險。合理(li)實(shi)施大(da)容量海(hai)上風電、高效率光熱發電等關(guan)鍵新興技術的(de)(de)補貼扶持政策，統籌推進(jin)項目示范、應(ying)用(yong)布局、標準體系、盈(ying)利模式設計，促進(jin)產(chan)業綜合效益(yi)(yi)提(ti)(ti)(ti)升和可(ke)持續發展。考慮不同(tong)類型儲能發揮的(de)(de)功(gong)能以及(ji)受益(yi)(yi)對象，按照“誰(shui)受益(yi)(yi)、誰(shui)承(cheng)擔(dan)”原(yuan)則構(gou)建(jian)成本疏導機制(zhi)，為儲能行(xing)業快(kuai)速發展提(ti)(ti)(ti)供必要條件。

（三(san)）充分(fen)發揮市(shi)場配置(zhi)資源的決定性作用

打破省份之(zhi)間的(de)市場壁壘，建(jian)立適應大范圍市場運作(zuo)的(de)輸配電(dian)價機制(zhi)，完善(shan)網源荷儲(chu)協調互動(dong)(dong)機制(zhi)，推動(dong)(dong)建(jian)設全(quan)國統一電(dian)力(li)市場。拉(la)大峰谷分時(shi)電(dian)價、豐枯季節電(dian)價，完善(shan)輔(fu)助服(fu)務市場，充(chong)分激發需求側響(xiang)應、煤電(dian)靈活性改造等靈活性資源作(zuo)用的(de)發揮。完善(shan)碳排放市場，加(jia)快構建(jian)有利于(yu)CCUS技術升級的(de)市場機制(zhi)，推動(dong)(dong)燃煤發電(dian)機組盡快實現凈零排放。

（四）凸顯科技創(chuang)新(xin)的(de)支撐(cheng)引(yin)領作(zuo)用

發揮社會主義市場(chang)經(jing)濟條件(jian)下新(xin)(xin)型舉國體制優(you)勢，實施(shi)國家重大科技(ji)攻關(guan)專項計劃，打造深度(du)融合的(de)“政(zheng)產學研用(yong)”科技(ji)創新(xin)(xin)體系(xi)。加強新(xin)(xin)型電力系(xi)統(tong)基礎理(li)論研究，集中突破(po)新(xin)(xin)型電力系(xi)統(tong)協調控制等(deng)關(guan)鍵技(ji)術體系(xi)以及高效碳(tan)捕捉和循(xun)環利用(yong)、超大規(gui)模儲能等(deng)顛覆性技(ji)術系(xi)列。聯合開展核心(xin)技(ji)術裝(zhuang)(zhuang)備的(de)研制攻關(guan)，推進科技(ji)示范工(gong)程(cheng)建設，整體性提升我國電工(gong)電氣裝(zhuang)(zhuang)備的(de)技(ji)術水(shui)平。