中国电力圆桌：统筹、创新，构建以新能源为主体的新型电力系统

来源：中国电力新闻网 时间：2021-08-19 15:29

　　我国提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。实现碳达峰、碳中和目标是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。落实双碳目标，电力行业责任重大，构建以新能源为主体的新型电力系统已成为时代使命。

　　近日，“中国电力圆桌”2021年年中会议在京举办，主题为“以新能源为主体的新型电力系统建设”。会议由中国能源研究会主办、中国能源研究会能源政策研究中心承办，“中国电力圆桌”成员就新型电力系统的定位、特征、面临的挑战展开探讨，就如何科学构建新型电力系统建言献策。

　　一、构建新型电力系统面临复杂挑战

　　1.以新能源为主体将对现行电力系统带来挑战

　　“能源结构转型是实现双碳目标的主要途径。能源生产侧，清洁能源替代化石能源，能源消费侧，推动电能替代以降低社会整体碳排放，因此电力行业是实现双碳目标的主战场。”中国工程院院士郭剑波在开篇报告中指出。

　　构建新型电力系统是实现“3060”目标的必然选择。中国能源研究会副理事长兼秘书长、国家电网一级顾问孙正运认为，新型电力系统的核心特征是新能源成为电力供应主体，通过新型电力系统实现能源生产侧清洁替代，消费侧电能替代，以电为中心，清洁高效为方向，构建清洁低碳、资源灵活配置、数智融合的能源体系。

　　新能源发电具有随机性、间歇性和波动性特点，大规模并网将给电力系统实时平衡带来复杂挑战。“电能的生产、传输、转换和消费在瞬间完成，传统的电力技术手段难以应对新能源的间断性、波动性、随机性，以及电力电子化带来的转动惯量降低。”孙正运指出。

　　郭剑波也分析了新能源特性带来的充裕性挑战，包括：功率波动大、预测难，对系统调节能力提出更高要求；长时间高出力，给系统安全和储能技术带来挑战；长时间低出力，给供电保障带来挑战；电力电量不确定性大，增加系统规划难度；尖峰出力功率大、电量小，全额消纳代价大。

　　2.以问题为导向破解“矛盾三角”

　　构建新型电力系统，是革命性、系统性工程，要以系统性、整体性、协同性破解“矛盾三角”，满足新能源开发利用、经济社会用电需求以及综合用能成本等综合性目标。

　　新能源利用小时数远低于负荷利用小时数，新能源要获得高电量占比需要数倍于负荷的装机容量。郭剑波指出，“新能源资源不确定性、设备低抗扰弱支撑性导致安全问题突出，在一段时间内，为解决安全问题需要加大投资、增加运行成本，使得经济问题突出。为破解环境-安全-经济‘矛盾三角’，需要在运行调控机制、电价市场机制、政策法规机制方面进行创新，通过构建新型电力系统加以协调解决。”

　　以问题为导向，新型电力系统构建中探讨破解“矛盾三角”。中国能源研究会监事长韩水提出要解决三方面问题。第一是安全性，即电网运行安全，因为新能源占比不同，电网运行方式将随之发生变化。第二是可靠性，主要是保证供电稳定，新能源的随机性和不确定性会影响电力的供应保障。第三是经济性，应提高系统整体效率，进行经济性的优化和比较。

　　二、保障电力安全可靠供应为底线

　　确保电力安全可靠供应，是构建新型电力系统必须坚守的底线。与会专家提出，要从源网荷储多角度提升系统灵活性，充分保障电力系统的安全稳定。

　　1.储能是支撑新型电力系统建设的重要举措

　　日前，国家发展改革委、国家能源局正式发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》。文件明确，将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力，支撑新型电力系统建设的重要举措。

　　构建以新能源为主体的新型电力系统，首先要保证能源供应，保证能源安全。大力发展新能源，保证电力系统稳定的关键是什么？中国能源研究会特邀副理事长、中国大唐集团公司原董事长陈进行认为，“电力系统的储能基础，是下一步发展的关键。储能技术能不能发展快、发展好，是决定新能源能不能成为供应主体、能不能持续健康发展的重要因素，这方面要重点研究。”

　　储能是建设新型电力系统的关键。中国工程院院士江亿认为，“新型电力系统一定是相互协同的，现在是源随荷定，将来可能变成荷随源定。储能是最大的关键，尤其是分布式储能，而分布式储能最好的资源是电动汽车。”

　　电源侧的变革对于新型电力系统至关重要。韩水建议，在发电侧解决新能源的不确定性问题，增加系统的调节能力和适应能力。可配备多种形式的储能，包括电化学储能、物理储能等。新型储能主要适应电网需求，如毫秒级响应，秒级到分钟级的响应，小时级甚至更长时间周期的响应。适应不同响应方式的储能应是今后研究的方向之一。

　　2.构建与新兴业态相适应的新型电力系统

　　新能源大规模发展后，电力系统将增加无数个电源变量，数量多、规模小、随机性强的新能源机组个体给电网调度模式带来很大压力。

　　三峡科技公司董事长江冰提出配网有源化的观点。他认为，随着分布式电源、可中断负荷等的发展，配电网逐渐呈现有源化特征，有源配电网将成为配电网的标准模式。要以配网有源化促进局域电网的自平衡。

　　对于有源配网，中国能源研究会学术顾问、国家发展改革委能源研究会原所长周大地也建议，“放开有源电网，要求可再生能源自己解决问题，把配套价格政策调整起来，是不错的方向性设计。要由下而上，由局部分布式电源到区域再到更大范围，来实现电力体制改革。”

　　新型电力供需模式孕育新型电力生态。孙正运认为，未来电力在能源结构中的占比将不断提高、能源支柱定位不断加强，将会形成以电网为枢纽平台的综合能源系统，电、热、冷、气等能源深度耦合，工业、交通、建筑的电能替代，将实现多类型能源转化与互补，以及多种储能设备、用能负荷，乃至于多系统间的协调配合，以提高能源系统的安全性、灵活性和综合利用效率。

　　孙正运进一步建议，必须将数字化技术与传统电力技术深度融合，通过“大云物移智链”等现代信息技术和通信技术，统筹源网荷储资源。他还以案例形式介绍了国家电网数字化平台的成效。

　　要构建与新兴业态相适应的电网调度运行新机制。中国能源研究会特邀副理事长、原中国电力投资集团总经理陆启洲提出，新型电力系统要采用大量的数字化和人工智能控制技术，适宜进行大量的前期研究，建议高校及研究机构提前做一些技术理论性研究。

　　3.围绕安全可靠供应拓宽思维方式

　　“达峰的前提是，我们要首先保证电力安全。任何情况下都要坚定不移保证电力安全供应，不能影响可持续发展和竞争能力。”中国电力企业联合会常务副理事长杨昆认为，目前激进的“运动式减碳”，需要纠偏。

　　换种思维看电网的安全性和经济性。中国能源研究会副理事长王禹民指出当前最主要的两点任务：一是要把能源供应和电力供应放在首位。避免电力生产供应发生重特大事故、电力设施大范围破坏、电力供应持续危机等各类突发事件引起大面积停电。二是新型电力系统要缩小大面积停电的可能性，由“大安全”观念转换成“小安全”，以局部安全保障系统整体安全的方式，化解安全性和经济性矛盾。大电网安全稳定运行挑战巨大，常规机组旋转备用容量需求大，经济性难以计算。在未来分布式电源、微网、储能等深度发展的电力系统中，应创新思维方式，科学统筹局部和系统的安全保障。

　　新型电力系统呼唤新型用能文化。江亿提出，电动汽车是最便捷经济的分布式储能资源。新型电力系统需要新型用电文化，靠需求侧来适应电源侧的不确定性。可建立起需求侧响应的用电模式，形成新的用电文化，慢慢跟新系统相适应。

　　三、做好顶层设计和多方创新突破

　　构建新型电力系统，既要在宏观层面做好顶层设计、统筹规划，也要在体制机制的适应性方面不断完善、创新。

　　1.做好顶层设计与统筹规划

　　系统转型，规划先行。要做好新型电力系统建设的顶层设计和系统规划，要深入研究论证，明确中长期战略方向、发展思路和实施路径。

　　中国能源研究会特邀副理事长、南方电网公司原总经理钟俊认为，“3060”目标对整个能源系统是很大挑战，目前尚缺少统筹安排和总体规划。除了电力本身的能源结构调整以外，还需要统筹考虑需求侧问题，单位能耗下降指标也非常关键。

　　“统一的顶层规划很重要，需要寻找电网安全与电源供应间的平衡点。”中国能源研究会特邀副理事长、中国华电集团公司原副总经理陈建华分析称，“新能源发展迅速，但综合层面看，整个发电系统效率有所下降。火电利用小时降低，同时政策没有配套，上半年火电行业亏损，电力综合效率是降低的。新型电力系统建设中，保证供应安全非常关键。”

　　2.以创新破除难点堵点

　　构建新型电力系统，须以改革创新突破难点堵点。不仅要在技术层面做好关键核心技术突破，也要从体制机制、理念等方面做好政策创新的引导。

　　实现新型电力系统的基础和保障，韩水将其归纳为“双创新一参与一保障”。“双创新”首先是体制创新，这是建设新型电力系统的基础，要进一步深化体制机制及电力市场化改革。其次是技术创新，包括储能、新能源发电、碳捕捉、数字化、人工智能等技术。“一参与”即全社会参与，包括国家经济发展模式的转变、节能提效等。“一保障”指政策保障，首要是价格机制的保障，如电气化、新能源消纳、分布式电源建设、微电网建设等都要靠合理的价格机制来保障。

　　中国能源研究会学术顾问吴吟认为，除了政策、技术创新，新型电力系统还需要理念和体制的创新。他进一步补充：“构建新型电力系统，是复杂的系统性工程，必须进行系统优化、全局优化和持续优化。”

　　四、新型电力系统是统筹推进的长期过程

　　到2030年，我国非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右，风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。我国能源转型变革战略方向已定，能源领域碳达峰行动将加快实施，可再生能源将迎来大规模、高比例发展。

　　但新能源“大装机、小电量”特点突出。中国电力企业联合会的统计数据显示，今年上半年，我国全口径非化石能源发电装机占总装机容量比重为45.4%，而发电量远远达不到这个占比。电力行业减碳、构建新型电力系统需要统筹优化发输配用各环节，需要以系统化思维不断创新突破。

　　史玉波理事长在会议总结发言中指出，需要以长期视角看待碳达峰和碳中和目标。新型电力系统建设是一个逐步适应能源结构调整的长期过程，需要有顶层设计、总体谋划，要不断探索、循序渐进。

　　他还建议，构建新型电力系统，要保证供应侧、输送侧、消费侧的整体安全。系统创新、体制创新、技术创新、理念创新是有机整体，在构建新型电力系统中缺一不可。需要融入现代工业技术，利用数字技术、5G通信技术等构建新型智慧型电力系统，使其能够灵活自适应地保证整个电力系统的安全可靠。（崔晓利）

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