我國提出二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標是一場廣泛而深刻的經濟社會系統(tǒng)性變革。落實雙碳目標，電力行業(yè)責任重大，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)已成為時代使命。

　　近日，“中國電力圓桌”2021年年中會議在京舉辦，主題為“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設”。會議由中國能源研究會主辦、中國能源研究會能源政策研究中心承辦，“中國電力圓桌”成員就新型電力系統(tǒng)的定位、特征、面臨的挑戰(zhàn)展開探討，就如何科學構建新型電力系統(tǒng)建言獻策。

　　1.以新能源為主體將對現(xiàn)行電力系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)

　　“能源結構轉型是實現(xiàn)雙碳目標的主要途徑。能源生產側，清潔能源替代化石能源，能源消費側，推動電能替代以降低社會整體碳排放，因此電力行業(yè)是實現(xiàn)雙碳目標的主戰(zhàn)場。”中國工程院院士郭劍波在開篇報告中指出。

　　構建新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)“3060”目標的必然選擇。中國能源研究會副理事長兼秘書長、電網一級顧問孫正運認為，新型電力系統(tǒng)的核心特征是新能源成為電力供應主體，通過新型電力系統(tǒng)實現(xiàn)能源生產側清潔替代，消費側電能替代，以電為中心，清潔為方向，構建清潔低碳、資源靈活配置、數(shù)智融合的能源體系。

　　新能源發(fā)電具有隨機性、間歇性和波動性特點，大規(guī)模并網將給電力系統(tǒng)實時平衡帶來復雜挑戰(zhàn)。“電能的生產、傳輸、轉換和消費在瞬間完成，傳統(tǒng)的電力技術手段難以應對新能源的間斷性、波動性、隨機性，以及電力電子化帶來的轉動慣量降低。”孫正運指出。

　　郭劍波也分析了新能源特性帶來的充裕性挑戰(zhàn)，包括：功率波動大、預測難，對系統(tǒng)調節(jié)能力提出更高要求；長時間高出力，給系統(tǒng)安全和儲能技術帶來挑戰(zhàn)；長時間低出力，給供電保障帶來挑戰(zhàn)；電力電量不確定性大，增加系統(tǒng)規(guī)劃難度；尖峰出力功率大、電量小，全額消納代價大。

　　2.以問題為導向“矛盾三角”

　　構建新型電力系統(tǒng)，是革命性、系統(tǒng)性工程，要以系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性“矛盾三角”，滿足新能源開發(fā)利用、經濟社會用電需求以及綜合用能成本等綜合性目標。

　　新能源利用小時數(shù)遠低于負荷利用小時數(shù)，新能源要獲得高電量占比需要數(shù)倍于負荷的裝機容量。郭劍波指出，“新能源資源不確定性、設備低抗擾弱支撐性導致安全問題突出，在一段時間內，為解決安全問題需要加大投資、增加運行成本，使得經濟問題突出。為環(huán)境-安全-經濟‘矛盾三角’，需要在運行調控機制、電價市場機制、政策法規(guī)機制方面進行創(chuàng)新，通過構建新型電力系統(tǒng)加以協(xié)調解決。”

　　以問題為導向，新型電力系統(tǒng)構建中探討“矛盾三角”。中國能源研究會監(jiān)事長韓水提出要解決三方面問題。是安全性，即電網運行安全，因為新能源占比不同，電網運行方式將隨之發(fā)生變化。第二是可靠性，主要是保證供電穩(wěn)定，新能源的隨機性和不確定性會影響電力的供應保障。第三是經濟性，應提高系統(tǒng)整體效率，進行經濟性的優(yōu)化和比較。

　　確保電力安全可靠供應，是構建新型電力系統(tǒng)堅守的底線。與會專家提出，要從源網荷儲多角度提升系統(tǒng)靈活性，充分保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

　　1.儲能是支撐新型電力系統(tǒng)建設的重要舉措

　　日前，發(fā)展改革委、能源局正式發(fā)布《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》。文件明確，將發(fā)展新型儲能作為提升能源電力系統(tǒng)調節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力，支撐新型電力系統(tǒng)建設的重要舉措。

　　構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，首先要保證能源供應，保證能源安全。大力發(fā)展新能源，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定的關鍵是什么？中國能源研究會特邀副理事長、中國大唐集團公司原董事長陳進行認為，“電力系統(tǒng)的儲能基礎，是下一步發(fā)展的關鍵。儲能技術能不能發(fā)展快、發(fā)展好，是決定新能源能不能成為供應主體、能不能持續(xù)健康發(fā)展的重要因素，這方面要研究。”

　　儲能是建設新型電力系統(tǒng)的關鍵。中國工程院院士江億認為，“新型電力系統(tǒng)是相互協(xié)同的，現(xiàn)在是源隨荷定，將來可能變成荷隨源定。儲能是的關鍵，尤其是分布式儲能，而分布式儲能資源是電動汽車。”

　　電源側的變革對于新型電力系統(tǒng)至關重要。韓水建議，在發(fā)電側解決新能源的不確定性問題，增加系統(tǒng)的調節(jié)能力和適應能力?？膳鋫涠喾N形式的儲能，包括電化學儲能、物理儲能等。新型儲能主要適應電網需求，如毫秒級響應，秒級到分鐘級的響應，小時級甚至更長時間周期的響應。適應不同響應方式的儲能應是今后研究的方向之一。

　　2.構建與新興業(yè)態(tài)相適應的新型電力系統(tǒng)

　　新能源大規(guī)模發(fā)展后，電力系統(tǒng)將增加無數(shù)個電源變量，數(shù)量多、規(guī)模小、隨機性強的新能源機組個體給電網調度模式帶來很大壓力。

　　三峽科技公司董事長江冰提出配網有源化的觀點。他認為，隨著分布式電源、可中斷負荷等的發(fā)展，配電網逐漸呈現(xiàn)有源化特征，有源配電網將成為配電網的標準模式。要以配網有源化促進局域電網的自平衡。

　　對于有源配網，中國能源研究會學術顧問、發(fā)展改革委能源研究會原所長周大地也建議，“放開有源電網，要求可再生能源自己解決問題，把配套價格政策調整起來，是不錯的方向性設計。要由下而上，由局部分布式電源到區(qū)域再到更大范圍，來實現(xiàn)電力體制改革。”

　　新型電力供需模式孕育新型電力生態(tài)。孫正運認為，未來電力在能源結構中的占比將不斷提高、能源支柱定位不斷加強，將會形成以電網為樞紐平臺的綜合能源系統(tǒng)，電、熱、冷、氣等能源深度耦合，工業(yè)、交通、建筑的電能替代，將實現(xiàn)多類型能源轉化與互補，以及多種儲能設備、用能負荷，乃至于多系統(tǒng)間的協(xié)調配合，以提高能源系統(tǒng)的安全性、靈活性和綜合利用效率。

　　孫正運進一步建議，將數(shù)字化技術與傳統(tǒng)電力技術深度融合，通過“大云物移智鏈”等現(xiàn)代信息技術和通信技術，統(tǒng)籌源網荷儲資源。他還以案例形式介紹了電網數(shù)字化平臺的成效。

　　要構建與新興業(yè)態(tài)相適應的電網調度運行新機制。中國能源研究會特邀副理事長、原中國電力投資集團總經理陸啟洲提出，新型電力系統(tǒng)要采用大量的數(shù)字化和人工智能控制技術，適宜進行大量的前期研究，建議高校及研究機構提前做一些技術理論性研究。

　　3.圍繞安全可靠供應拓寬思維方式

　　“達峰的前提是，我們要首先保證電力安全。任何情況下都要堅定不移保證電力安全供應，不能影響可持續(xù)發(fā)展和競爭能力。”中國電力企業(yè)聯(lián)合會常務副理事長楊昆認為，目前激進的“運動式減碳”，需要糾偏。

　　換種思維看電網的安全性和經濟性。中國能源研究會副理事長王禹民指出當前主要的兩點任務：一是要把能源供應和電力供應放在。避免電力生產供應發(fā)生重特大事故、電力設施大范圍破壞、電力供應持續(xù)危機等各類突發(fā)事件引起大面積停電。二是新型電力系統(tǒng)要縮小大面積停電的可能性，由“大安全”觀念轉換成“小安全”，以局部安全保障系統(tǒng)整體方式，化解安全性和經濟性矛盾。大電網安全穩(wěn)定運行挑戰(zhàn)巨大，常規(guī)機組旋轉備用容量需求大，經濟性難以計算。在未來分布式電源、微網、儲能等深度發(fā)展的電力系統(tǒng)中，應創(chuàng)新思維方式，科學統(tǒng)籌局部和系統(tǒng)的安全保障。

　　新型電力系統(tǒng)呼喚新型用能文化。江億提出，電動汽車是捷經濟的分布式儲能資源。新型電力系統(tǒng)需要新型用電文化，靠需求側來適應電源側的不確定性?？山⑵鹦枨髠软憫挠秒娔Ｊ?，形成新的用電文化，慢慢跟新系統(tǒng)相適應。

　　構建新型電力系統(tǒng)，既要在宏觀層面做好頂層設計、統(tǒng)籌規(guī)劃，也要在體制機制的適應性方面不斷完善、創(chuàng)新。

　　1.做好頂層設計與統(tǒng)籌規(guī)劃

　　系統(tǒng)轉型，規(guī)劃先行。要做好新型電力系統(tǒng)建設的頂層設計和系統(tǒng)規(guī)劃，要深入研究論證，明確中長期戰(zhàn)略方向、發(fā)展思路和實施路徑。

　　中國能源研究會特邀副理事長、南方電網公司原總經理鐘俊認為，“3060”目標對整個能源系統(tǒng)是很大挑戰(zhàn)，目前尚缺少統(tǒng)籌安排和總體規(guī)劃。除了電力本身的能源結構調整以外，還需要統(tǒng)籌考慮需求側問題，單位能耗下降指標也非常關鍵。

　　“統(tǒng)一的頂層規(guī)劃很重要，需要尋找電網安全與電源供應間的平衡點。”中國能源研究會特邀副理事長、中國華電集團公司原副總經理陳建華分析稱，“新能源發(fā)展迅速，但綜合層面看，整個發(fā)電系統(tǒng)效率有所下降?；痣娎眯r降低，同時政策沒有配套，上半年火電行業(yè)虧損，電力綜合效率是降低的。新型電力系統(tǒng)建設中，保證供應安全非常關鍵。”

　　2.以創(chuàng)新破除難點堵點

　　構建新型電力系統(tǒng)，須以改革創(chuàng)新突破難點堵點。不僅要在技術層面做好關鍵核心技術突破，也要從體制機制、理念等方面做好政策創(chuàng)新的引導。

　　實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)的基礎和保障，韓水將其歸納為“雙創(chuàng)新一參與一保障”。“雙創(chuàng)新”首先是體制創(chuàng)新，這是建設新型電力系統(tǒng)的基礎，要進一步深化體制機制及電力市場化改革。其次是技術創(chuàng)新，包括儲能、新能源發(fā)電、碳捕捉、數(shù)字化、人工智能等技術。“一參與”即全社會參與，包括經濟發(fā)展模式的轉變、節(jié)能提效等。“一保障”指政策保障，首要是價格機制的保障，如電氣化、新能源消納、分布式電源建設、微電網建設等都要靠合理的價格機制來保障。

　　中國能源研究會學術顧問吳吟認為，除了政策、技術創(chuàng)新，新型電力系統(tǒng)還需要理念和體制的創(chuàng)新。他進一步補充：“構建新型電力系統(tǒng)，是復雜的系統(tǒng)性工程，進行系統(tǒng)優(yōu)化、全局優(yōu)化和持續(xù)優(yōu)化。”

　　到2030年，我國非化石能源占一次能源消費比重達到25%左右，風電和太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上。我國能源轉型變革戰(zhàn)略方向已定，能源領域碳達峰行動將加快實施，可再生能源將迎來大規(guī)模、高比例發(fā)展。

　　但新能源“大裝機、小電量”特點突出。中國電力企業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，今年上半年，我國全口徑非化石能源發(fā)電裝機占總裝機容量比重為45.4%，而發(fā)電量遠遠達不到這個占比。電力行業(yè)減碳、構建新型電力系統(tǒng)需要統(tǒng)籌優(yōu)化發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)，需要以系統(tǒng)化思維不斷創(chuàng)新突破。

　　史玉波理事長在會議總結發(fā)言中指出，需要以長期視角看待碳達峰和碳中和目標。新型電力系統(tǒng)建設是一個逐步適應能源結構調整的長期過程，需要有頂層設計、總體謀劃，要不斷探索、循序漸進。

　　他還建議，構建新型電力系統(tǒng)，要保證供應側、輸送側、消費側的整體安全。系統(tǒng)創(chuàng)新、體制創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、理念創(chuàng)新是有機整體，在構建新型電力系統(tǒng)中缺一不可。需要融入現(xiàn)代工業(yè)技術，利用數(shù)字技術、5G通信技術等構建新型智慧型電力系統(tǒng)，使其能夠靈活自適應地保證整個電力系統(tǒng)的安全可靠。