一、新型電力系統(tǒng)提出背景
2021年3月15日，中共中央總書記、國(guó)家主席、中央軍委主席、中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)主任習(xí)近平主持召開(kāi)中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議，研究促進(jìn)平臺(tái)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展問(wèn)題和 實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的基本思路和主要舉措。
會(huì)議指出，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革， 構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和最主要舉措之一。按照中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議精神，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。
二、新型電力系統(tǒng)形態(tài)特征
新能源大規(guī)模接入后改變了這一切。應(yīng)該說(shuō)從根本上改變了“源隨荷動(dòng)”的運(yùn)行模式。在新能源高占比電力系統(tǒng)中，因?yàn)榧惺降娘L(fēng)電、光伏大規(guī)模接入，發(fā)電側(cè)的新能源隨機(jī)性、波動(dòng)性影響巨大，，發(fā)電出力無(wú)法按需控制。同時(shí)在用電側(cè)，尤其是大量分布式新能源接入以后，用電負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性也大幅下降。 這意味著，無(wú)論是發(fā)電側(cè)還是用戶側(cè)都完全不可控，所以傳統(tǒng)的技術(shù)手段和生產(chǎn)模式，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)高占比新能源電網(wǎng)的運(yùn)行需求。而新型電力系統(tǒng)形態(tài)特征為:
第一，廣泛互聯(lián)。“要形成更加堅(jiān)強(qiáng)的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，獲取季節(jié)差互補(bǔ)、風(fēng)廣水火互調(diào)和跨地區(qū)、跨領(lǐng)域補(bǔ)償調(diào)節(jié)等效益，實(shí)現(xiàn)各類發(fā)電資源充分共享和互為備用。”
第二，智能互動(dòng)。“現(xiàn)代信息通信技術(shù)與電力技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)信息化、智慧化、互動(dòng)化，改變傳統(tǒng)能源電力的配置方式，由部分感知、單向控制、計(jì)劃為主轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨雀兄?、雙向互動(dòng)、智能高效。”
第三，靈活柔性。新能源要能夠主動(dòng)平抑處理波動(dòng)，成為電網(wǎng)友好型電源，要具備可調(diào)可控能力，提升主動(dòng)支撐性能。電網(wǎng)要充分具備調(diào)峰調(diào)頻能力，實(shí)現(xiàn)靈活柔性性質(zhì)，增強(qiáng)抗擾動(dòng)能力，保障多能互補(bǔ)，更好適應(yīng)新能源發(fā)展需要。
第四，安全可控。以實(shí)現(xiàn)交流與直流各電壓等級(jí)協(xié)調(diào)發(fā)展，建設(shè)新一代調(diào)控系統(tǒng)，筑牢安全三道防線，有效防范系統(tǒng)故障和大面積停電風(fēng)險(xiǎn)。
三、構(gòu)建以新能源為主體新型電力系統(tǒng)建設(shè)方向
1、高比例新能源廣泛接入
新型電力系統(tǒng)核心特征在于新能源占據(jù)主導(dǎo)地位，成為主要能源形式。隨著我國(guó)碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)的提出，新能源在一次能源消費(fèi)中的比重不斷增加，加速替代化石能源。建設(shè)因地制宜、數(shù)量可觀、就近消納的分布式電源，共同緩解我國(guó)資源逆向分布問(wèn)題。
未來(lái)新能源的廣泛接入還將呈現(xiàn)智能靈活、友好并網(wǎng)、高效環(huán)保的特征。通過(guò)儲(chǔ)能、交直流組網(wǎng)與多場(chǎng)景融合應(yīng)用提升智能靈活;通過(guò) “風(fēng)光水火儲(chǔ) ”多能互補(bǔ)、集群調(diào)度、氣象大數(shù)據(jù)發(fā)電預(yù)測(cè)、廣義虛擬同步技術(shù)，提升友好并網(wǎng)與主動(dòng)支撐性能;通過(guò)新型風(fēng)能捕捉與大葉輪、新型光伏電池、數(shù)字智能運(yùn)維、環(huán)保材料提升效率與可靠性;并且構(gòu)建靈活性火電機(jī)組、天然氣與儲(chǔ)氫調(diào)峰電站、儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能電站的調(diào)峰電源體系。
2、高彈性電網(wǎng)靈活可靠配置資源
新型電力系統(tǒng)需要解決高比例新能源接入下系統(tǒng)強(qiáng)不確定性(即，隨機(jī)性與波動(dòng)性)與脆弱性問(wèn)題，充分發(fā)揮電網(wǎng)大范圍資源配置的能力。未來(lái)電網(wǎng)將呈現(xiàn)出交直流遠(yuǎn)距離輸電、區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、主網(wǎng)與微電網(wǎng)互動(dòng)的形態(tài)。
3、高度電氣化的終端負(fù)荷多元互動(dòng)
未來(lái)終端用能結(jié)構(gòu)中，電氣化水平持續(xù)提升，電能逐步成為最主要的能源消費(fèi)品種。圍繞著滿足人民對(duì)美好生活的向往，電能替代、電動(dòng)汽車、清潔供暖、屋頂光伏、家用儲(chǔ)能設(shè)備及智能家居的廣泛應(yīng)用使用電負(fù)荷朝著多元化方向發(fā)展。
在消費(fèi)側(cè)，電冷熱氣水進(jìn)行綜合能源供應(yīng)。電力物聯(lián)網(wǎng)成為網(wǎng)絡(luò)安全的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。建設(shè) “安全芯片 - 終端認(rèn)證 -數(shù)據(jù)可信 -網(wǎng)絡(luò)加密 -應(yīng)用密鑰 ”在信息層，電力網(wǎng)絡(luò)逐步與現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)融合，共同構(gòu)建信息物理社會(huì)的主動(dòng)式全域網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系，打造全息全景感知、信息高效處理、數(shù)據(jù)數(shù)字安全、應(yīng)用便捷靈活的開(kāi)放安全物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
在數(shù)據(jù)層，電力行業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，建設(shè)具有活力的電力數(shù)字生態(tài)。電力大數(shù)據(jù)服務(wù)社會(huì)治理與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，數(shù)字電網(wǎng)平臺(tái)賦能，培育新型電力數(shù)字產(chǎn)業(yè);對(duì)接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，服務(wù)數(shù)字政府和智慧城市;對(duì)接能源價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)資源，發(fā)揮企業(yè)間的互利共生優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈合作平臺(tái)與新能源電力生態(tài)。
總的來(lái)說(shuō)，未來(lái)新型電力系統(tǒng)的核心特征是新能源占主體地位。同時(shí)圍繞著滿足人民對(duì)美好生活的向往，電動(dòng)汽車、清潔供暖、屋頂光伏、家用儲(chǔ)能、智能家居以及電能替代的廣泛應(yīng)用，使得用電負(fù)荷朝著多元化方向發(fā)展。面對(duì)源荷兩端重大變化，電網(wǎng)功能與形態(tài)的也需要進(jìn)行深刻的變革。為推動(dòng)能源革命戰(zhàn)略，落實(shí) 2030 年碳達(dá)峰和 2060 建“清潔低碳、安全高效 ” 新型電力系統(tǒng)。這一歷史任務(wù)意義重大。
在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，既是消費(fèi)者，又是生產(chǎn)者的全新模式改變著能源電力服務(wù)形態(tài)，需求側(cè)響應(yīng)、虛擬電廠及分布式交易越來(lái)越多成為用戶的新選擇。在能源互聯(lián)網(wǎng)新消費(fèi)下，除了普遍服務(wù)外，綠色電力、定制化服務(wù)、優(yōu)質(zhì)供電、精準(zhǔn)計(jì)量、電力大數(shù)據(jù)增值服務(wù)成為用戶的新需求。
4、基礎(chǔ)設(shè)施多網(wǎng)融合數(shù)字賦能
我國(guó)正在建設(shè)的能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)能源革命的技術(shù)路徑。在物理層，能源互聯(lián)網(wǎng)需要建設(shè)以新一代電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，與天然氣、交通、建筑等多個(gè)領(lǐng)域互聯(lián)互通的綜合能源網(wǎng)絡(luò)。
在生產(chǎn)側(cè)，多品種能源需要結(jié)合各自特點(diǎn)，發(fā)揮所長(zhǎng)，進(jìn)行互聯(lián)互通，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ);在傳輸側(cè)，智能電網(wǎng)與熱力管網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)、交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)互通，協(xié)同調(diào)度;
總之：新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建不是一蹴而就的事，必須經(jīng)歷一個(gè)漸變的過(guò)程，新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建路徑，必須以戰(zhàn)略引領(lǐng)，分步實(shí)施，制定好規(guī)劃，盡快實(shí)現(xiàn)柔性化、電力電子化，且保證可控、安全。