構建以新能源為主的新型電力系統

一、新型電力系統提出背景
2021年3月15日，中共中央總書(shū)記、國家主席、中央軍委主席、中央財經(jīng)委員會(huì )主任習近平主持召開(kāi)中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議，研究促進(jìn)平臺經(jīng)濟健康發(fā)展問(wèn)題和 實(shí)現“碳達峰、碳中和”的基本思路和主要舉措。
會(huì )議指出，要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著(zhù)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， 構建以新能源為主體的新型電力系統。
構建以新能源為主體的新型電力系統，是實(shí)現碳達峰、碳中和最主要舉措之一。按照中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議精神，實(shí)現碳達峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟社會(huì )系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實(shí)現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。
二、新型電力系統形態(tài)特征
新能源大規模接入后改變了這一切。應該說(shuō)從根本上改變了“源隨荷動(dòng)”的運行模式。在新能源高占比電力系統中，因為集中式的風(fēng)電、光伏大規模接入，發(fā)電側的新能源隨機性、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，尤其是大量分布式新能源接入以后，用電負荷預測準確性也大幅下降。 這意味著(zhù)，無(wú)論是發(fā)電側還是用戶(hù)側都完全不可控，所以傳統的技術(shù)手段和生產(chǎn)模式，已經(jīng)無(wú)法適應高占比新能源電網(wǎng)的運行需求。而新型電力系統形態(tài)特征為:
第一，廣泛互聯(lián)。“要形成更加堅強的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò )平臺，發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)勢，獲取季節差互補、風(fēng)廣水火互調和跨地區、跨領(lǐng)域補償調節等效益，實(shí)現各類(lèi)發(fā)電資源充分共享和互為備用。”
第二，智能互動(dòng)。“現代信息通信技術(shù)與電力技術(shù)的深度融合，實(shí)現信息化、智慧化、互動(dòng)化，改變傳統能源電力的配置方式，由部分感知、單向控制、計劃為主轉變?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，要具備可調可控能力，提升主動(dòng)支撐性能。電網(wǎng)要充分具備調峰調頻能力，實(shí)現靈活柔性性質(zhì)，增強抗擾動(dòng)能力，保障多能互補，更好適應新能源發(fā)展需要。
第四，安全可控。以實(shí)現交流與直流各電壓等級協(xié)調發(fā)展，建設新一代調控系統，筑牢安全三道防線(xiàn)，有效防范系統故障和大面積停電風(fēng)險。
三、構建以新能源為主體新型電力系統建設方向
1、高比例新能源廣泛接入
新型電力系統核心特征在于新能源占據主導地位，成為主要能源形式。隨著(zhù)我國碳達峰與碳中和目標的提出，新能源在一次能源消費中的比重不斷增加，加速替代化石能源。建設因地制宜、數量可觀(guān)、就近消納的分布式電源，共同緩解我國資源逆向分布問(wèn)題。
未來(lái)新能源的廣泛接入還將呈現智能靈活、友好并網(wǎng)、高效環(huán)保的特征。通過(guò)儲能、交直流組網(wǎng)與多場(chǎng)景融合應用提升智能靈活;通過(guò) “風(fēng)光水火儲 ”多能互補、集群調度、氣象大數據發(fā)電預測、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、數字智能運維、環(huán)保材料提升效率與可靠性;并且構建靈活性火電機組、天然氣與儲氫調峰電站、儲熱與儲能電站的調峰電源體系。
2、高彈性電網(wǎng)靈活可靠配置資源
新型電力系統需要解決高比例新能源接入下系統強不確定性(即，隨機性與波動(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)將呈現出交直流遠距離輸電、區域電網(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荷多元互動(dòng)
未來(lái)終端用能結構中，電氣化水平持續提升，電能逐步成為最主要的能源消費品種。圍繞著(zhù)滿(mǎn)足人民對美好生活的向往，電能替代、電動(dòng)汽車(chē)、清潔供暖、屋頂光伏、家用儲能設備及智能家居的廣泛應用使用電負荷朝著(zhù)多元化方向發(fā)展。
在消費側，電冷熱氣水進(jìn)行綜合能源供應。電力物聯(lián)網(wǎng)成為網(wǎng)絡(luò )安全的重點(diǎn)環(huán)節。建設 “安全芯片 - 終端認證 -數據可信 -網(wǎng)絡(luò )加密 -應用密鑰 ”在信息層，電力網(wǎng)絡(luò )逐步與現代通信網(wǎng)絡(luò )融合，共同構建信息物理社會(huì )的主動(dòng)式全域網(wǎng)絡(luò )安全防護體系，打造全息全景感知、信息高效處理、數據數字安全、應用便捷靈活的開(kāi)放安全物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )。
在數據層，電力行業(yè)進(jìn)行數字化轉型，建設具有活力的電力數字生態(tài)。電力大數據服務(wù)社會(huì )治理與經(jīng)濟發(fā)展，數字電網(wǎng)平臺賦能，培育新型電力數字產(chǎn)業(yè);對接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，服務(wù)數字政府和智慧城市;對接能源價(jià)值鏈各環(huán)節資源，發(fā)揮企業(yè)間的互利共生優(yōu)勢，構建產(chǎn)業(yè)鏈合作平臺與新能源電力生態(tài)。
總的來(lái)說(shuō)，未來(lái)新型電力系統的核心特征是新能源占主體地位。同時(shí)圍繞著(zhù)滿(mǎn)足人民對美好生活的向往，電動(dòng)汽車(chē)、清潔供暖、屋頂光伏、家用儲能、智能家居以及電能替代的廣泛應用，使得用電負荷朝著(zhù)多元化方向發(fā)展。面對源荷兩端重大變化，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)能源革命戰略，落實(shí) 2030 年碳達峰和 2060 建“清潔低碳、安全高效 ” 新型電力系統。這一歷史任務(wù)意義重大。
在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，既是消費者，又是生產(chǎn)者的全新模式改變著(zhù)能源電力服務(wù)形態(tài)，需求側響應、虛擬電廠(chǎng)及分布式交易越來(lái)越多成為用戶(hù)的新選擇。在能源互聯(lián)網(wǎng)新消費下，除了普遍服務(wù)外，綠色電力、定制化服務(wù)、優(yōu)質(zhì)供電、精準計量、電力大數據增值服務(wù)成為用戶(hù)的新需求。
4、基礎設施多網(wǎng)融合數字賦能
我國正在建設的能源互聯(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)需要建設以新一代電力系統為基礎，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，多品種能源需要結合各自特點(diǎn)，發(fā)揮所長(cháng)，進(jìn)行互聯(lián)互通，優(yōu)勢互補;在傳輸側，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)同調度;
總之：新型電力系統的構建不是一蹴而就的事，必須經(jīng)歷一個(gè)漸變的過(guò)程，新型電力系統的構建路徑，必須以戰略引領(lǐng)，分步實(shí)施，制定好規劃，盡快實(shí)現柔性化、電力電子化，且保證可控、安全。