碳達(dá)峰、碳中和是我國(guó)向世界作出的莊嚴(yán)承諾，也是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革，絕不會(huì)輕易實(shí)現(xiàn)。3月15日，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議指出，“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，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)。因此，要推動(dòng)電力系統(tǒng)規(guī)劃工作積極轉(zhuǎn)型，適應(yīng)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建要求。
將與其他能源系統(tǒng)
進(jìn)行能量和數(shù)字交互
新型電力系統(tǒng)是以數(shù)字化推動(dòng)，高比例新能源、高比例電力電子裝置、低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、強(qiáng)隨機(jī)性的電力系統(tǒng)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)間通過(guò)電力流和信息流形成有機(jī)整體，并與其他能源系統(tǒng)進(jìn)行能量和數(shù)字交互。從源網(wǎng)荷儲(chǔ)四個(gè)環(huán)節(jié)看，均出現(xiàn)新變化：
電源側(cè)：電源裝機(jī)規(guī)模倍增于負(fù)荷需求增長(zhǎng)，電源結(jié)構(gòu)以新能源為主體；電源出力間歇性、波動(dòng)性加??；電源布局更多元，電力電子裝置高比例滲透。
電網(wǎng)側(cè)：電網(wǎng)規(guī)模需持續(xù)擴(kuò)大。結(jié)構(gòu)上，主電網(wǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)省區(qū)互聯(lián)；配電網(wǎng)將逐步演變?yōu)橛性垂╇娋W(wǎng)絡(luò)，向交直流混合柔性電網(wǎng)﹢智能微電網(wǎng)等多種形式協(xié)同發(fā)展；主配網(wǎng)界限進(jìn)一步模糊。電網(wǎng)復(fù)雜化、潮流概率化、電網(wǎng)利用率下降，電網(wǎng)由單純的電力輸送通道向能源綜合利用平臺(tái)轉(zhuǎn)型。同時(shí)，電網(wǎng)發(fā)展以數(shù)字技術(shù)為驅(qū)動(dòng)，依托強(qiáng)大的電力﹢算力，使電網(wǎng)具備超強(qiáng)感知能力、智能決策能力和快速執(zhí)行能力。
負(fù)荷側(cè)：能耗雙控將為高載能行業(yè)的用電增長(zhǎng)帶來(lái)不確定性，但新電氣化進(jìn)程將帶來(lái)電量增量；微網(wǎng)、虛擬電廠(chǎng)、電動(dòng)汽車(chē)等多元負(fù)荷形態(tài)比例提升；在儲(chǔ)能單元加入負(fù)荷側(cè)后，部分負(fù)荷將具備主動(dòng)參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的能力，負(fù)荷特性不確定性增大；三產(chǎn)及居民用電比重持續(xù)提升，峰谷差和尖峰負(fù)荷規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)電力供應(yīng)安全要求更高；用戶(hù)互動(dòng)性增強(qiáng)，將積極參與市場(chǎng)交易及系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
儲(chǔ)能側(cè)：儲(chǔ)能規(guī)模與新能源、核電發(fā)展同頻增長(zhǎng)。中短期抽水蓄能和化學(xué)儲(chǔ)能并重，長(zhǎng)期隨著儲(chǔ)能新技術(shù)涌現(xiàn)，儲(chǔ)能進(jìn)一步多元化。
需重視能耗、
排放對(duì)負(fù)荷發(fā)展的限制
電力規(guī)劃工作是基于對(duì)未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)負(fù)荷增長(zhǎng)的預(yù)判，開(kāi)展電源供應(yīng)充裕度分析并提出電源規(guī)劃方案，隨后對(duì)負(fù)荷和電源的新需求開(kāi)展網(wǎng)架方案設(shè)計(jì)，最后對(duì)規(guī)劃網(wǎng)架開(kāi)展電氣校驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。
在新型電力系統(tǒng)下，電力規(guī)劃對(duì)象除傳統(tǒng)的源網(wǎng)荷外，還包括儲(chǔ)能規(guī)劃。同時(shí)，規(guī)劃邊界進(jìn)一步擴(kuò)展，傳統(tǒng)規(guī)劃以電力系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)為主，輔以對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)的研究，而在新型電力系統(tǒng)下，需進(jìn)一步掌握能耗、碳排放等專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)。規(guī)劃流程基本與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)規(guī)劃一致，但各階段均將引入新的技術(shù)手段，以應(yīng)對(duì)新型電力系統(tǒng)的新特征。在規(guī)劃評(píng)價(jià)方面，評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)一步多元，亟需形成新的評(píng)價(jià)體系，客觀(guān)衡量新型電力系統(tǒng)的規(guī)劃成效。
其中，在負(fù)荷預(yù)測(cè)方面，更重視能耗、排放對(duì)負(fù)荷發(fā)展的限制，預(yù)測(cè)出來(lái)的最大負(fù)荷需經(jīng)尖峰削減后才能作為后續(xù)規(guī)劃的依據(jù)，確定性的負(fù)荷預(yù)測(cè)將逐步向概率化的預(yù)測(cè)方法轉(zhuǎn)變。結(jié)合地區(qū)能耗、排放指標(biāo)開(kāi)展大用戶(hù)用電需求預(yù)測(cè)，特別是在傳統(tǒng)高載能行業(yè)比重較大的地區(qū)，更要特別重視甄別電解鋁、鋼鐵、化工等大用戶(hù)投產(chǎn)的可行性，更加慎重對(duì)待打著大數(shù)據(jù)中心名義建立的虛擬貨幣挖礦項(xiàng)目。要緊密關(guān)注工業(yè)、建筑、交通等部門(mén)碳達(dá)峰路徑設(shè)計(jì)，摸清電能替代潛力，開(kāi)展電能占終端能源消費(fèi)占比測(cè)算，并研究其對(duì)電力需求增長(zhǎng)的拉動(dòng)作用。傳統(tǒng)預(yù)測(cè)的最大負(fù)荷含有一定比例的尖峰負(fù)荷，尖峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間短、頻次低、電量少，在新型電力系統(tǒng)下，電源、電網(wǎng)的備用率將顯著提升，為了更經(jīng)濟(jì)高效地開(kāi)展電力建設(shè)，建議開(kāi)展彈性負(fù)荷、虛擬電廠(chǎng)等靈活調(diào)節(jié)資源摸底，合理確定削峰比例，將最大負(fù)荷進(jìn)行尖峰削減后，再參與后續(xù)的電源需求、電網(wǎng)需求方案設(shè)計(jì)。
以一個(gè)最大負(fù)荷5000萬(wàn)千瓦的省份為例，若實(shí)現(xiàn)5%的尖峰負(fù)荷削減，將減少250萬(wàn)千瓦的煤電機(jī)組裝機(jī)需求。同時(shí)，高比例可再生能源分布式接入用戶(hù)側(cè)將帶來(lái)多時(shí)空不確定性，定量的負(fù)荷預(yù)測(cè)需逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)包括分布式電源、儲(chǔ)能、主動(dòng)負(fù)荷在內(nèi)的廣義負(fù)荷的用電需求、負(fù)荷特性和互動(dòng)機(jī)理的研究?，F(xiàn)階段對(duì)概率化負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究和應(yīng)用程度不足，尚未形成通用可行的方法，這將成為規(guī)劃領(lǐng)域亟需開(kāi)展的研究之一。
儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)電源
將扮演關(guān)鍵角色
在電源規(guī)劃方面，需開(kāi)展多時(shí)間尺度的平衡計(jì)算，電源配置上要考慮各類(lèi)電源定位根本性的改變，含儲(chǔ)能在內(nèi)的調(diào)節(jié)性電源規(guī)劃將成為重要內(nèi)容。不同電源的調(diào)節(jié)性能不同，火電受限于自身運(yùn)行機(jī)理，水電受限于水能資源，不同的儲(chǔ)能技術(shù)也對(duì)應(yīng)不同的調(diào)節(jié)能力，特別是在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)下，新能源出力波動(dòng)的隨機(jī)性強(qiáng)，對(duì)各類(lèi)電源的配置不僅要考慮典型斷面下的電力電量平衡，還要進(jìn)行計(jì)及爬坡能力等不同時(shí)間尺度下的平衡計(jì)算，這也是亟待突破的關(guān)鍵技術(shù)。
從電源定位上看，新能源從提供電量補(bǔ)充逐步成為提供電量支撐的主體電源；煤電將轉(zhuǎn)為以提供電力為主、電量為輔的備用保障電源；氣電主要作為調(diào)節(jié)性和保安電源；抽水蓄能將保持削峰填谷、緊急事故備用作用。在新型電力系統(tǒng)中，電源調(diào)節(jié)能力必須與新能源的接網(wǎng)規(guī)模同頻增加，抽水蓄能規(guī)劃、儲(chǔ)能電站規(guī)劃等調(diào)節(jié)電源規(guī)劃將成為規(guī)劃工作的重要內(nèi)容。
首先要解決
新能源送出“卡脖子”問(wèn)題
在電網(wǎng)規(guī)劃方面，當(dāng)前亟需加強(qiáng)網(wǎng)架建設(shè)，加強(qiáng)網(wǎng)源荷儲(chǔ)一體化協(xié)同規(guī)劃，減少新能源送出“卡脖子”，先把被動(dòng)消納的問(wèn)題解決好；中長(zhǎng)期將提高電網(wǎng)柔性，逐漸加強(qiáng)電網(wǎng)友好主動(dòng)接納能力；在電網(wǎng)校驗(yàn)中著重解決潮流隨機(jī)等問(wèn)題。
主電網(wǎng)需進(jìn)一步強(qiáng)化，特別是加強(qiáng)新能源富集區(qū)域的送出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，適時(shí)增強(qiáng)省間互聯(lián)，減少大規(guī)模新能源送出受阻及帶來(lái)的穩(wěn)定問(wèn)題。加強(qiáng)新能源整合送出研究，優(yōu)選新能源匯流站站址及技術(shù)方案，開(kāi)展網(wǎng)源荷儲(chǔ)一體化協(xié)同規(guī)劃研究。同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)規(guī)模增大、潮流隨機(jī)性增加帶來(lái)的設(shè)備利用率下降問(wèn)題要提出更多解決方法，如利用柔性交流輸電系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)潮流控制，減少不必要的網(wǎng)架建設(shè)。隨著分布式電源和互動(dòng)用戶(hù)大量接入，配電網(wǎng)將逐步引入更多的柔性互聯(lián)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分布式電源、微網(wǎng)、儲(chǔ)能裝置即插即用、友好主動(dòng)接納能力。同時(shí)，規(guī)劃工作中要對(duì)新能源接入電網(wǎng)的安全標(biāo)準(zhǔn)、消納考核標(biāo)準(zhǔn)等提出合理建議，推動(dòng)新能源機(jī)組進(jìn)一步完善涉網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)新能源在提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力方面承擔(dān)主體作用。
此外，在電氣計(jì)算方面，潮流分布的不確定性增加，典型方式數(shù)量較傳統(tǒng)電力系統(tǒng)顯著增大，而常規(guī)的潮流計(jì)算工具處理隨機(jī)潮流的效率較低，需逐漸建立高適應(yīng)性、高靈活性分析的不確定性潮流算法；風(fēng)光發(fā)電大規(guī)模替代常規(guī)機(jī)組將使系統(tǒng)總體有效慣量減小，抗擾動(dòng)能力降低，電網(wǎng)承受較大潮流波動(dòng)壓力，頻率控制難度加大；風(fēng)光發(fā)電機(jī)組易大規(guī)模脫網(wǎng)，從而引發(fā)嚴(yán)重的連鎖故障，且電力電子裝置大量應(yīng)用將增加次同步振蕩風(fēng)險(xiǎn)。因此，在常規(guī)的靜態(tài)、暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定計(jì)算外，還需開(kāi)展新能源場(chǎng)站接入系統(tǒng)強(qiáng)度評(píng)估等穩(wěn)定評(píng)估工作。
在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)進(jìn)程中主動(dòng)作為，是電網(wǎng)企業(yè)推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)落地的最直接的方式，規(guī)劃工作需進(jìn)一步轉(zhuǎn)型。同時(shí)，上述負(fù)荷、電源、電網(wǎng)側(cè)規(guī)劃方式轉(zhuǎn)變需要觀(guān)念轉(zhuǎn)變、技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)字化提升共同助力才能達(dá)成。對(duì)此，建議提升規(guī)劃數(shù)字化水平，以處理更多的能耗、碳排放、經(jīng)濟(jì)等外部數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)量激增和數(shù)字化電力系統(tǒng)模型表達(dá)，打造覆蓋全電壓等級(jí)的數(shù)字化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)平臺(tái)，構(gòu)建以數(shù)據(jù)為核心的智能電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型全景框架，形成數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流、人工智能協(xié)同的智能電網(wǎng)體系。
同時(shí)，大力推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，加大科技投入和資源配置，對(duì)電力規(guī)劃領(lǐng)域亟待突破的關(guān)鍵問(wèn)題，如源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法、多時(shí)間尺度的電力電量平衡、廣義負(fù)荷預(yù)測(cè)、柔性互動(dòng)的配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)等開(kāi)展攻關(guān)。
（作者供職于廣西電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心，系南方電網(wǎng)公司二級(jí)技術(shù)專(zhuān)家）
