1、新型電力系統(tǒng)構(gòu)建步驟

《舒印彪院士PPT：新型電力系統(tǒng)構(gòu)建及其關(guān)鍵技術(shù)》-38頁

PPT來自舒印彪院士，在6月7日參加國際標(biāo)準(zhǔn)化大會時發(fā)表的演講。主要觀點如下：

1、我國建成了世界上規(guī)模最大的清潔能源供應(yīng)體系，通過實施電能替代，碳排放強度下降34%，單位發(fā)電量碳排放減少22%。

2、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要加強四大體系建設(shè)，包括多能互補清潔能源供應(yīng)體系、現(xiàn)代電網(wǎng)體系、智慧用能體系、全國統(tǒng)一電力市場體系。

3、應(yīng)加快清潔發(fā)電、電網(wǎng)、儲能、氫能、再電氣化、CCS、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化八大技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用。

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2、新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

《電科院：新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)問題PPT》-30頁

PPT來自中國電科院的遲永寧主任，對電力系統(tǒng)碳中和路徑，新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，新能源并網(wǎng)的系統(tǒng)級問題進(jìn)行分析，并得出以下結(jié)論：

1、我國電力系統(tǒng)碳中和將經(jīng)歷碳達(dá)峰、深度低碳和零碳三個階段，企業(yè)需要建立完善的碳管理體系，并加強綜合能耗管理。

2、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)面臨的系統(tǒng)電力電量平衡、安全與穩(wěn)定控制、能源電力深度脫碳三大挑戰(zhàn)，需要在電氫耦合、CCUS等關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。

3、大規(guī)模新能源的并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來巨大技術(shù)挑戰(zhàn)，新型電力系統(tǒng)的實現(xiàn)必須加強科技創(chuàng)新工作和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用工作。

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3、新型電力系統(tǒng)實踐案例

《南方電網(wǎng)建設(shè)新型電力系統(tǒng)的創(chuàng)新實踐PPT》-49頁

PPT來自南網(wǎng)公司李巖副院長，對新型電力系統(tǒng)的形態(tài)、挑戰(zhàn)、實踐三方面內(nèi)容進(jìn)行了講解：

1、三大形態(tài)：多能協(xié)同互補、源網(wǎng)荷儲互動、多網(wǎng)融合互聯(lián)。

2、面臨挑戰(zhàn)：發(fā)電受自然條件影響，面臨電力可靠供應(yīng)挑戰(zhàn)；系統(tǒng)呈現(xiàn)高度電力電子化，面臨電力安全運行挑戰(zhàn)；關(guān)鍵設(shè)備冗余度增加，運維成本高，面臨電能經(jīng)濟供應(yīng)挑戰(zhàn)。

3、南網(wǎng)實踐：介紹了南方電網(wǎng)在特高壓直流輸電、電網(wǎng)柔性互聯(lián)、新能源預(yù)測、虛擬電廠運營、自主化軟件開發(fā)等方面的創(chuàng)新實踐。

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4、新型電力系統(tǒng)未來展望

《電規(guī)總院PPT：雙碳戰(zhàn)略下我國新型電力系統(tǒng)發(fā)展展望》-16頁

PPT來 自電規(guī)總院， 主要對以下三方面內(nèi)容進(jìn)行了解讀：

1、能源轉(zhuǎn)型路徑：PPT指出我國能源轉(zhuǎn)型是一個逐步漸進(jìn)的過程，當(dāng)前正處于非化石能源積極替代化石能源階段，每年約提升5%-7%；

2、電力達(dá)峰預(yù)測：PPT預(yù)測電力行業(yè)將在2029年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，峰值在50億噸左右；

3、新型電力系統(tǒng)發(fā)展策略：PPT提出了新型電力系統(tǒng)未來發(fā)展三大策略，包括加快實現(xiàn)新能源向主體能源轉(zhuǎn)變，大力推動源網(wǎng)荷儲協(xié)同高效運行，加強技術(shù)攻關(guān)和體制機制創(chuàng)新。

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1、加速轉(zhuǎn)型期（當(dāng)前至2030年）

結(jié)合資源潛力持續(xù)積極建設(shè)陸上和海上風(fēng)電、光伏發(fā)電、重點 流域水電、沿海核電等非化石能源。

新能源堅持集中式開發(fā)與 分布式開發(fā)并舉，通過提升功率預(yù)測水平、配置調(diào)節(jié)性電源、儲能等手段提升新能源可調(diào)可控能力，進(jìn)一步通過智慧化調(diào)度 有效提升可靠替代能力，推動新能源成為發(fā)電量增量主體，裝 機占比超過40%，發(fā)電量占比超過 20%。

作為提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的重要舉措，抽水蓄能結(jié)合系統(tǒng)實際需求科學(xué)布局，2030年抽水蓄能裝機規(guī)模達(dá)到 1.2 億千瓦以上。

以壓縮空氣儲能、電化學(xué)儲能、熱（冷）儲能、火電機組抽汽蓄能等日內(nèi)調(diào)節(jié)為主的多種新型儲能技術(shù)路線并存，重點依托系統(tǒng)友好型“新能源 + 儲能”電站、基地化新能源配建儲能、電網(wǎng)側(cè)獨立儲能、用戶側(cè)儲能削峰填谷、共享儲能等模式，在源、網(wǎng)、荷各側(cè)開展布局應(yīng)用，滿足系統(tǒng)日內(nèi)調(diào)節(jié)需求。

2、總體形成期（2030年至2045年）

各領(lǐng)域各行業(yè)先進(jìn)電氣化技術(shù)及裝備水平進(jìn)一步提升，工業(yè)領(lǐng)域電能替代深入推進(jìn)，交通領(lǐng)域新能源、氫燃料電池汽車替代傳統(tǒng)能源汽車。

電源低碳、減碳化發(fā)展，新能源逐漸成為裝機主體電源，煤 電清潔低碳轉(zhuǎn)型步伐加快。

水電等傳統(tǒng)非化石能源受站址資源約束，增速放緩，核電裝機規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓展，新能 源發(fā)展進(jìn)一步提速，以新能源為主的非化石能源發(fā)電逐步替代 化石能源發(fā)電，全社會各領(lǐng)域形成新能源可靠替代新局面，新 能源成為系統(tǒng)裝機主體電源。

3、鞏固完善期（2045年至2060年）

新型電力系統(tǒng)進(jìn)入成熟期，具有全新形態(tài)的電力系統(tǒng)全面建成。新能源逐步成為發(fā)電量結(jié)構(gòu)主體電源，電能與氫能等二次能源深度融合利用。依托儲能、構(gòu)網(wǎng)控制、系統(tǒng)調(diào)節(jié)等重要功能，逐漸成 為發(fā)電量結(jié)構(gòu)主體電源和基礎(chǔ)保障性電源。

儲電、儲熱、儲氣和儲氫 等多種類儲能設(shè)施有機結(jié)合，基于液氫和液氨的化學(xué)儲能、壓 縮空氣儲能等長時儲能技術(shù)在容量、成本、效率等多方面取得 重大突破，從不同時間和空間尺度上滿足大規(guī)?？稍偕茉凑{(diào) 節(jié)和存儲需求。

目前業(yè)界普遍認(rèn)為發(fā)展新型電力系統(tǒng)的過程，就是適應(yīng)新能源大規(guī)模接入的過程，而“以新能源為主體”是新型電力系統(tǒng)的核心特征。

但現(xiàn)實中，我國的電力生產(chǎn)仍以煤電為主，2020年我國全口徑煤電發(fā)電量4.63萬億千瓦時，占全口徑發(fā)電總量的比重為60.8％。除煤電外，新能源裝機比重約26%，但發(fā)電量占比僅11.2%，說明離新能源發(fā)電成為主流，仍有漫長的進(jìn)程。隨著我國碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程的推進(jìn)，以風(fēng)電、光伏為代表的新能源裝機量、發(fā)電量將逐步增加，我國電力清潔化程度也將大幅度提升。

風(fēng)電、太陽能裝機及發(fā)電量比例預(yù)測

2、安全靈活是新型電力系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用新能源的基礎(chǔ)

新能源發(fā)電的波動性和間歇性，要求電力系統(tǒng)必須具備靈活性，這是因為如果電力系統(tǒng)欠缺靈活性，當(dāng)常規(guī)電源無法滿足系統(tǒng)凈負(fù)荷的變化時，需要在用電需求不足時削減新能源出力，或是在用電高峰時期切除負(fù)荷，分別對應(yīng)的措施為“棄風(fēng)棄光”和“有序用電”。

總的來說，通過擴大調(diào)節(jié)電源規(guī)模，對燃煤、燃?xì)怆姀S進(jìn)行靈活性改造；增加儲能容量，包括抽水蓄能和新型儲能；挖掘需求側(cè)潛力，如需求側(cè)響應(yīng)和虛擬電廠技術(shù)，是構(gòu)建電網(wǎng)系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，能為未來大規(guī)模應(yīng)用新能源提供保障。

3、數(shù)字化為新型電力系統(tǒng)注入靈魂

數(shù)字化浪潮同樣影響新型電力系統(tǒng)進(jìn)程，通過數(shù)字化技術(shù)如人工智能、云計算、5G 等，在發(fā)、輸、變、配、用、儲等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)全方位應(yīng)用，能推動電力系統(tǒng)在轉(zhuǎn)型過程中的安全穩(wěn)定和可靠供電。

發(fā)展數(shù)字化技術(shù)，以數(shù)據(jù)為核心生產(chǎn)要素，推進(jìn)能量流和信息流的深度融合，將為新型電力系統(tǒng)的運行注入靈魂。

4、市場化是輔助電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的新動力

完整的電力市場包括三大部分：電能量市場、輔助服務(wù)市場和容量市場。在新型電力系統(tǒng)的電力供需平衡過程中，電價政策和機制將成為市場配置資源的基礎(chǔ)，未來還將與綠電、綠證、碳排放交易等市場聯(lián)動，有效調(diào)動各環(huán)節(jié)的積極性，提升系統(tǒng)靈活性，服務(wù)“雙碳”目標(biāo)。

隨著電力市場改革的完善，通過現(xiàn)貨市場、需求側(cè)響應(yīng)激勵等多種市場化手段，動態(tài)管理需求側(cè)靈活性資源，用電企業(yè)主動調(diào)整用電活動，減少或增加用電，或者向電網(wǎng)反送電，以促進(jìn)電力供需平衡，同時最大化自身利益。從而推動需求側(cè)靈活性大規(guī)模、高效率、可持續(xù)地發(fā)展。

新型電力系統(tǒng)具有五大特征：適應(yīng)新能源比例持續(xù)提高的要求，具有高度靈活性以適應(yīng)風(fēng)電光電的間歇性和波動性，電力電子化大大降低系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，集中式與分布式相結(jié)合，高度數(shù)字化、智能化、互聯(lián)化。

1、適應(yīng)新能源比例持續(xù)提高的要求

“雙碳”目標(biāo)形成的低碳約束要求電力系統(tǒng)的能源供應(yīng)體系由傳統(tǒng)化石能源為主體向非化石能源為主體轉(zhuǎn)變。

然而，水電、核電、生物質(zhì)發(fā)電和地?zé)岚l(fā)電受資源環(huán)境等因素的約束，未來開發(fā)規(guī)模相對有限，無法成為電能供應(yīng)的主體。

風(fēng)能、太陽能等新能源由于資源豐富、利用技術(shù)相對成熟將成為新型電力系統(tǒng)能源供應(yīng)的主體。

2、具有高度靈活性以適應(yīng)風(fēng)光電的間歇性和波動性

風(fēng)光等新能源發(fā)電間歇性、波動性的特征促使新型電力系統(tǒng)波動性、不穩(wěn)定性增強。

為保證新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，新型電力系統(tǒng)將是可以平抑出力波動，具備充足調(diào)峰調(diào)頻能力，可有效應(yīng)對電源、電網(wǎng)及負(fù)荷波動性、不穩(wěn)定性的高度靈活的電力系統(tǒng)。

新型電力系統(tǒng)的高度靈活性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：具有“風(fēng)光水火儲”一體化、多能互補的能源供應(yīng)系統(tǒng)，具有較強預(yù)測能力和平衡調(diào)控能力的調(diào)度系統(tǒng)，各類儲能的廣泛應(yīng)用。

3、電力電子化大大降低系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量

在新能源替代和新型負(fù)荷等多重內(nèi)外部需求的共同驅(qū)動下，電力電子技術(shù)將在新型電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)得到更加廣泛的應(yīng)用。

特別是發(fā)電側(cè)將從以傳統(tǒng)機械電磁元件為主轉(zhuǎn)向以電力電子元件為主，這將形成低轉(zhuǎn)動慣量的新型電力系統(tǒng)。由于低轉(zhuǎn)動慣量系統(tǒng)的抗干擾能力較弱，更易發(fā)生的功率擾動與電力安全事故將威脅新型電力系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定運行。

4、集中式與分布式相結(jié)合

考慮到風(fēng)能、太陽能資源分散性的特征，為最大程度開發(fā)和利用新能源，集中式與分布式相互結(jié)合、協(xié)同發(fā)展將成為新型電力系統(tǒng)的重要特征。

該特征主要體現(xiàn)在兩個方面：一是集中式電源和分布式電源相結(jié)合，二是主干電網(wǎng)和區(qū)域電網(wǎng)、微網(wǎng)相結(jié)合。

新能源集中式與分布式并舉開發(fā)利用依賴于源網(wǎng)荷儲一體化。在源網(wǎng)荷儲一體化模式下，新型電力系統(tǒng)將通過源網(wǎng)協(xié)調(diào)、網(wǎng)荷互動、網(wǎng)儲互動、源荷互動等多種交互方式整合電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)資源，提升能源清潔利用水平和電力系統(tǒng)運行效率。

5、高度數(shù)字化、智能化、互聯(lián)化

在集中式與分布式并舉開發(fā)利用模式下，能源供應(yīng)和負(fù)荷主體數(shù)量激增，新型電力系統(tǒng)需要對其進(jìn)行實時狀態(tài)感知，并對海量的交互信息進(jìn)行采集和處理。

為提升電力調(diào)控系統(tǒng)的信息采集、感知、處理能力，滿足新型電力系統(tǒng)的綜合調(diào)控需求，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)出高度數(shù)字化、智能化、互聯(lián)化特征。依托高精度分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)，新型電力系統(tǒng)將實現(xiàn)電力設(shè)備與智能電網(wǎng)深度融合，并構(gòu)建連接發(fā)電、輸電、用電、儲能等各環(huán)節(jié)電力設(shè)備的智慧物聯(lián)系統(tǒng)。