中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：發(fā)揮科技創(chuàng)新引領(lǐng)作用 推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)
規(guī)劃編制電網(wǎng)專(zhuān)業(yè)組
2021年3月15日，在中央財(cái)經(jīng)委第九次會(huì)議上，對(duì)碳達(dá)峰、碳中和作出進(jìn)一步部署，提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。這是自2014年6月提出“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略以來(lái)，我國(guó)再次對(duì)能源發(fā)展作出的系統(tǒng)深入闡述，明確了新型電力系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)中的基礎(chǔ)地位，為我國(guó)能源電力發(fā)展指明了科學(xué)方向、明確了行動(dòng)綱領(lǐng)、提供了根本遵循。
根據(jù)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，結(jié)合我國(guó)能源資源稟賦及經(jīng)濟(jì)、政策、技術(shù)等發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)未來(lái)我國(guó)能源供需格局將發(fā)生巨大變化。能源供給方面，煤、油、氣等化石能源將在2030年前依次達(dá)峰，以太陽(yáng)能、風(fēng)能為代表的非化石能源迅猛發(fā)展，占一次能源的比重將在2030年升至約25%以上，并逐步成為一次能源供應(yīng)主體；能源消費(fèi)方面，電能占終端能源消費(fèi)的比重將顯著提升，更多碳排放從交通、建筑、工業(yè)等行業(yè)轉(zhuǎn)移到電力行業(yè)，電力行業(yè)將成為我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。
“十四五”是我國(guó)經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型的攻堅(jiān)期，也是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期和窗口期。電力行業(yè)需要結(jié)合電力系統(tǒng)演變趨勢(shì)，統(tǒng)籌近期、中遠(yuǎn)期發(fā)展需求，統(tǒng)籌加強(qiáng)科技支撐頂層設(shè)計(jì)，進(jìn)行戰(zhàn)略性、前瞻性電網(wǎng)技術(shù)布局，遴選重點(diǎn)方向，開(kāi)展基礎(chǔ)理論、核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備等系統(tǒng)性攻關(guān)。
一、國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
（一）國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
新能源發(fā)電并網(wǎng)與主動(dòng)支撐技術(shù)方面，風(fēng)電和光伏發(fā)電效率逐步提高，成本逐步下降，歐洲8MW~10MW風(fēng)電機(jī)組已形成產(chǎn)業(yè)化能力并批量安裝，10MW及以上更大容量的風(fēng)電機(jī)組也已經(jīng)進(jìn)入設(shè)計(jì)階段，海上風(fēng)電技術(shù)已進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展階段，遠(yuǎn)海、深海風(fēng)電開(kāi)發(fā)技術(shù)已相對(duì)成熟，瑞典、德國(guó)企業(yè)已有多個(gè)海上風(fēng)電經(jīng)柔直送出的工程經(jīng)驗(yàn)。單個(gè)新能源發(fā)電單元特性及控制策略、高比例可再生能源集群協(xié)同優(yōu)化控制、電網(wǎng)適應(yīng)性主動(dòng)控制等技術(shù)較國(guó)內(nèi)更為領(lǐng)先，正在攻克多類(lèi)型可再生能源與靈活資源的跨時(shí)空互補(bǔ)調(diào)度、短期和超短期隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度、調(diào)度決策風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警等技術(shù)。
電網(wǎng)安全高效運(yùn)行方面，國(guó)外多為超高壓電網(wǎng)，單一電源或通道輸電比例相對(duì)較小，新能源多采用分散低電壓并網(wǎng)方式，電網(wǎng)發(fā)展速度相對(duì)較緩慢，原有的運(yùn)行控制技術(shù)基本能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)運(yùn)行控制需求，故針對(duì)提升互聯(lián)電網(wǎng)安全控制與綜合防御能力的研究較少，主要集中在運(yùn)行效率提升、新能源匯集、柔性直流輸電技術(shù)創(chuàng)新等方向。在電網(wǎng)運(yùn)行控制領(lǐng)域高端芯片設(shè)計(jì)、制造工藝、封裝和測(cè)試等技術(shù)方面，較國(guó)內(nèi)具有明顯領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
配電網(wǎng)與分布式能源方面，發(fā)達(dá)國(guó)家電力負(fù)荷趨于飽和，網(wǎng)架基本成熟，配電網(wǎng)發(fā)展注重可靠性與經(jīng)濟(jì)性的平衡，資產(chǎn)利用水平較高，設(shè)備質(zhì)量?jī)?yōu)良、入網(wǎng)檢測(cè)嚴(yán)格、折舊年限遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)。配電自動(dòng)化以就地型為主、實(shí)用化水平高，多采用無(wú)線(xiàn)公網(wǎng)通信方式，帶電作業(yè)開(kāi)展較為充分，普遍建成了以GIS為基礎(chǔ)的企業(yè)級(jí)信息化系統(tǒng)；在分布式電源系統(tǒng)穩(wěn)定性方面，國(guó)外研究致力于穩(wěn)定裕度監(jiān)測(cè)到穩(wěn)定裕度改善相關(guān)的多個(gè)環(huán)節(jié)，較國(guó)內(nèi)當(dāng)前研究更為深入全面。
高端電工裝備方面，特高壓套管、高端電纜、發(fā)電機(jī)出口斷路器等技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品的運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性較好，有載分接開(kāi)關(guān)產(chǎn)品已有較多應(yīng)用。高端電工裝備用基礎(chǔ)材料、核心器件和工藝具有壟斷地位；3300V/1500A焊接IGBT和4500V/3000A壓接IGBT器件已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，并在風(fēng)力發(fā)電、柔性直流輸電等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；魏德曼、HSP和ABB、MR公司在特高壓換流變壓器閥側(cè)套管、分接開(kāi)關(guān)、出線(xiàn)裝置設(shè)計(jì)制造方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化及多能互補(bǔ)方面，德國(guó)可再生能源電力轉(zhuǎn)換氫、甲烷技術(shù)達(dá)到商用化；美國(guó)重點(diǎn)發(fā)展分布式能源、冷熱電三聯(lián)供技術(shù)提高電力系統(tǒng)靈活性，開(kāi)展需求側(cè)“太陽(yáng)能+儲(chǔ)能”系統(tǒng)集群友好并網(wǎng)技術(shù)研究應(yīng)用，以降低居民用電成本，提高電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻和應(yīng)急響應(yīng)能力；歐洲和日本在綜合能源規(guī)劃、設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化等技術(shù)方向總體處于領(lǐng)先水平；英國(guó)、德國(guó)、挪威等積極發(fā)展聚合小型分散的燃?xì)鈾C(jī)組、可再生能源發(fā)電機(jī)組的虛擬電廠技術(shù)。
儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用方面，美國(guó)、日本等在規(guī)?；瘍?chǔ)能技術(shù)選型、布局配置、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及安全防護(hù)等基礎(chǔ)研究方面較為領(lǐng)先。美國(guó)側(cè)重于新型儲(chǔ)能材料的基礎(chǔ)研究，韓國(guó)、日本等側(cè)重于電化學(xué)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，日本的固態(tài)電池處于國(guó)際領(lǐng)先，德國(guó)在氫氣+天然氣應(yīng)用方面取得突破，西班牙在熔融鹽儲(chǔ)熱技術(shù)處于領(lǐng)先地位。
（二）國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及創(chuàng)新成就
“十三五”以來(lái)，在科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，我國(guó)能源電力科技創(chuàng)新能力和技術(shù)裝備自主化水平顯著提升，建成了一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的重大能源電力技術(shù)示范工程。特高壓電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了中國(guó)創(chuàng)造和中國(guó)引領(lǐng)，智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展走在世界的前列，我國(guó)已經(jīng)成為世界新能源并網(wǎng)規(guī)模最大、發(fā)展最快的國(guó)家。
新能源發(fā)電并網(wǎng)與主動(dòng)支撐技術(shù)方面，研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新能源功率預(yù)測(cè)與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)、新能源生產(chǎn)運(yùn)行模擬仿真分析軟件；研制了可再生能源故障穿越、電網(wǎng)適應(yīng)性、主動(dòng)調(diào)頻等并網(wǎng)試驗(yàn)核心裝備，可再生能源并網(wǎng)性能大幅提高；突破了海上風(fēng)電大型化、智能化發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)。
電網(wǎng)安全高效運(yùn)行方面，研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電力系統(tǒng)仿真分析成套軟件系統(tǒng)和ADPSS仿真裝置，交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析和擾動(dòng)源定位技術(shù)取得突破；突破了特高壓電網(wǎng)故障協(xié)同處置、源網(wǎng)荷互動(dòng)運(yùn)行控制等核心技術(shù)，有效提升電網(wǎng)全局態(tài)勢(shì)感知、綜合協(xié)調(diào)決策和控制能力。
配電網(wǎng)與分布式能源方面，建成了適用于高密度分布式電源接入的復(fù)雜配電網(wǎng)數(shù)?；旌戏抡嫫脚_(tái)；掌握了在線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與防御、故障精確診斷與連鎖阻斷、快速轉(zhuǎn)供與自愈控制關(guān)鍵技術(shù)，建成了新一代配電自動(dòng)化系統(tǒng)，研制了分布式電源靈活并網(wǎng)裝備及優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。
高端電工裝備方面，研制了世界首套1100kV GIL、±1100kV穿墻套管；研制了±800kV高端換流變及閥側(cè)出線(xiàn)裝置，攻克了現(xiàn)場(chǎng)組裝式1000kV變壓器關(guān)鍵技術(shù)；研制了500kV直流電纜，研制了交流500kV交聯(lián)聚乙烯海纜并應(yīng)用；研制了10GW級(jí)特高壓直流換流閥、±535kV/3000MW柔直換流閥、500kV/26kA直流斷路器；攻克了500kV UPFC關(guān)鍵技術(shù)并實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。
源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化及多能互補(bǔ)方面，突破了千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)光電集群源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用；掌握了需求側(cè)可調(diào)負(fù)荷資源建模與互動(dòng)技術(shù)，開(kāi)展了世界單次規(guī)模最大的需求響應(yīng)試點(diǎn)；初步形成了綜合能源系統(tǒng)仿真建模理論，掌握了綜合能源多目標(biāo)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法。
儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用方面，建立了儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)理論體系，開(kāi)發(fā)了電力系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)控和能量管理平臺(tái)，攻克了長(zhǎng)壽命鋰離子儲(chǔ)能電池制備和成組技術(shù)；突破了電化學(xué)儲(chǔ)能大容量系統(tǒng)集成，在江蘇、河南、湖南、青海等地建設(shè)了一批百兆瓦級(jí)儲(chǔ)能示范工程；初步構(gòu)建了完整的電池儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系，掌握了適合各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并/離網(wǎng)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)。
雖然我國(guó)電力技術(shù)水平有了長(zhǎng)足進(jìn)步和顯著提高，但與世界電力科技強(qiáng)國(guó)相比，我國(guó)在原創(chuàng)性、前瞻性科技創(chuàng)新方面依然存在差距，在部分核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備及重要材料方面進(jìn)口依賴(lài)度較高，需要正視差距，努力追趕。
（三）技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
新能源發(fā)電并網(wǎng)與主動(dòng)支撐技術(shù)方面，隨著新能源由次要能源轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕茉矗枰ㄟ^(guò)提高對(duì)新能源出力特性的認(rèn)識(shí)和把握能力，促進(jìn)電力資源的優(yōu)化配置及提高新能源運(yùn)行水平。新能源并網(wǎng)特性及主動(dòng)支撐性能研究將進(jìn)一步深化，新能源高精度預(yù)測(cè)、新能源發(fā)電特性感知與在線(xiàn)評(píng)價(jià)、大規(guī)模海上風(fēng)電與交/直流互聯(lián)系統(tǒng)的交互特性及協(xié)調(diào)穩(wěn)定控制等技術(shù)方向持續(xù)發(fā)展。
電網(wǎng)安全高效運(yùn)行方面，在高比例新能源和電力電子設(shè)備接入電網(wǎng)的背景下，電網(wǎng)仿真技術(shù)向著精細(xì)化、高效化、智能化方面發(fā)展，大電網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真規(guī)模不斷增加；隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)分析的智能化、自動(dòng)化水平有望得到顯著提升；電網(wǎng)安全穩(wěn)定量化評(píng)估和規(guī)劃輔助決策水平提高，電力系統(tǒng)頻率電壓支撐和調(diào)節(jié)能力增強(qiáng)；源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)多要素之間的深度協(xié)同互動(dòng)對(duì)系統(tǒng)安全高效運(yùn)行支撐作用日益顯著；交直流混聯(lián)電網(wǎng)故障機(jī)理研究的理論不斷豐富，系統(tǒng)安全防御由“預(yù)案匹配”模式逐漸向?qū)崟r(shí)響應(yīng)轉(zhuǎn)變。
配電網(wǎng)與分布式能源方面，隨著分布式能源、電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能等廣泛接入，配電網(wǎng)中能源供給與消費(fèi)形式日趨多樣，將從根本上改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)的電氣結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性。配電網(wǎng)規(guī)劃分析、保護(hù)控制、分布式電源并網(wǎng)等技術(shù)總體將向集成化、智能化、靈活化方向發(fā)展；通過(guò)先進(jìn)的信息、通信、控制技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，促進(jìn)能源網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)異質(zhì)能源子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)規(guī)劃與優(yōu)化運(yùn)行，提高配電設(shè)備及系統(tǒng)的集成度，提高配電網(wǎng)裝備、系統(tǒng)運(yùn)行控制的智能化水平，構(gòu)建分散協(xié)同式的能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理機(jī)制。
高端電工裝備方面，為支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求，電力電纜、新型柔性輸配電裝置、新型直流輸電裝備等在城市電網(wǎng)建設(shè)、新能源開(kāi)發(fā)、柔性輸電和跨海高壓輸電等應(yīng)用場(chǎng)景中將發(fā)揮重要作用。特高壓套管、有載分接開(kāi)關(guān)等核心裝備運(yùn)行可靠性逐步提升，國(guó)產(chǎn)化程度和工程應(yīng)用水平持續(xù)增強(qiáng)；借助高壓全控器件的發(fā)展，基于電流源型高壓直流換流器拓?fù)涞男乱淮Ｒ?guī)直流換流閥成套設(shè)計(jì)與應(yīng)用將可能成為解決換相失敗問(wèn)題的有效手段；FACTS裝備將從被動(dòng)跟隨電網(wǎng)向主動(dòng)支撐電網(wǎng)運(yùn)行模式的方向發(fā)展，向規(guī)?；瘧?yīng)用、群控群調(diào)的方式發(fā)展。
源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化及多能互補(bǔ)方面，未來(lái)終端能源系統(tǒng)將向以電為中心、多能互補(bǔ)方向發(fā)展，源網(wǎng)荷儲(chǔ)集成一體化規(guī)劃設(shè)計(jì)需求顯著加強(qiáng)。多能耦合轉(zhuǎn)換機(jī)理研究將不斷深入，居民生活、工業(yè)/農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸領(lǐng)域多能轉(zhuǎn)換新型設(shè)備與材料技術(shù)取得進(jìn)一步突破；高溫蒸汽熱泵機(jī)組、高密度蓄冷熱、電轉(zhuǎn)氣等關(guān)鍵技術(shù)與裝備不斷發(fā)展；大功率充電及高倍率動(dòng)力電池技術(shù)、多能源耦合條件下的綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合仿真規(guī)劃與運(yùn)行技術(shù)成為研究熱點(diǎn)；供需互動(dòng)服務(wù)將向?qū)崟r(shí)感知、精準(zhǔn)調(diào)控、快速響應(yīng)的方向發(fā)展，負(fù)荷靈活調(diào)節(jié)、大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)車(chē)-網(wǎng)互動(dòng)等技術(shù)成熟度和應(yīng)用水平不斷提高。
儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用方面，儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為未來(lái)電力系統(tǒng)重要的靈活性調(diào)節(jié)資源，儲(chǔ)能應(yīng)用將呈現(xiàn)裝機(jī)高比例化、布局泛在化、場(chǎng)景多樣化、運(yùn)行平臺(tái)化等特征。高溫鈉電池、水系離子嵌入電池、液態(tài)金屬電池的研發(fā)將進(jìn)一步深入；隨著技術(shù)中長(zhǎng)期發(fā)展，本征安全、低成本、長(zhǎng)壽命、高密度新型儲(chǔ)能電池可能取得重大突破；結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、智能感知和人工智能技術(shù)，未來(lái)將可能構(gòu)建可觀、可測(cè)、可控的儲(chǔ)能調(diào)控平臺(tái)，充分實(shí)現(xiàn)各層級(jí)、泛在化、可共享的儲(chǔ)能資源有序聚合和廣域協(xié)同調(diào)控。
二、“十四五”重點(diǎn)攻關(guān)技術(shù)方向及發(fā)展目標(biāo)
（一）新型電力系統(tǒng)科技攻關(guān)需求
能源供需格局的深刻調(diào)整，必將給電力系統(tǒng)帶來(lái)深刻變化。從電源結(jié)構(gòu)看，由可控連續(xù)出力的煤電裝機(jī)占主導(dǎo)，向強(qiáng)不確定性、弱可控出力的新能源發(fā)電裝機(jī)占主導(dǎo)轉(zhuǎn)變。從負(fù)荷特性看，由傳統(tǒng)的剛性、純消費(fèi)型，向柔性、生產(chǎn)與消費(fèi)兼具型轉(zhuǎn)變。從電網(wǎng)形態(tài)看，由單向逐級(jí)輸電為主的傳統(tǒng)電網(wǎng)，向包括交直流混聯(lián)大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)和可調(diào)節(jié)負(fù)荷的能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變。從技術(shù)基礎(chǔ)看，由同步發(fā)電機(jī)為主導(dǎo)的機(jī)械電磁系統(tǒng)，向由電力電子設(shè)備和同步機(jī)共同主導(dǎo)的混合系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。從運(yùn)行特性看，由源隨荷動(dòng)的實(shí)時(shí)平衡模式、大機(jī)組大電網(wǎng)的集中控制模式，向源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡模式、大電網(wǎng)與微電網(wǎng)協(xié)同控制的分散控制模式轉(zhuǎn)變。
上述轉(zhuǎn)變將從本質(zhì)上改變電力系統(tǒng)機(jī)理分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制、裝備研制等多個(gè)方面，涉及源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)多個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科技創(chuàng)新提出了新的挑戰(zhàn)。電力行業(yè)技術(shù)密集、存量系統(tǒng)龐大，轉(zhuǎn)型對(duì)路徑高度依賴(lài)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，是一項(xiàng)極具開(kāi)創(chuàng)性、挑戰(zhàn)性的系統(tǒng)工程，也是一個(gè)長(zhǎng)期的漸進(jìn)過(guò)程。
以構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重大技術(shù)需求為牽引，需要在以下幾個(gè)方面開(kāi)展系統(tǒng)性攻關(guān)：
一是增強(qiáng)新能源發(fā)電主動(dòng)支撐能力，助推新能源由輔助電源向主體電源轉(zhuǎn)變。加快新能源發(fā)電主動(dòng)支撐、海量分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行等技術(shù)研究，開(kāi)展新能源發(fā)電集群協(xié)調(diào)運(yùn)行控制、大規(guī)模新能源基地靈活交直流外送等技術(shù)攻關(guān)，推進(jìn)深遠(yuǎn)海風(fēng)電并網(wǎng)及運(yùn)行控制技術(shù)研究。
二是提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，助力新能源可持續(xù)快速發(fā)展。攻克新型電力系統(tǒng)供需平衡、穩(wěn)定控制等基礎(chǔ)理論，建設(shè)以多時(shí)間尺度、高精度、智能化為特征的系統(tǒng)仿真分析平臺(tái)，加強(qiáng)新型直流輸電和新型柔性輸變電裝備等技術(shù)創(chuàng)新。
三是加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同發(fā)展，全面支撐新能源高效開(kāi)發(fā)利用。加快新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)和科學(xué)配置研究，推動(dòng)多能轉(zhuǎn)換與互補(bǔ)利用、需求側(cè)資源集群優(yōu)化控制等技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)展電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)靈活互動(dòng)調(diào)控技術(shù)研究。
四是推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)研究，支撐高比例新能源電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提升。開(kāi)展不同應(yīng)用場(chǎng)景下儲(chǔ)能器件與系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用示范，加強(qiáng)儲(chǔ)能電池共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)展抽水蓄能、分布式儲(chǔ)能與電源協(xié)同聚合等技術(shù)創(chuàng)新。
（二）新型電力系統(tǒng)重點(diǎn)任務(wù)部署
《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》面向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)要求，深入分析我國(guó)能源電力供需格局變化帶來(lái)的技術(shù)挑戰(zhàn)，基于我國(guó)電網(wǎng)科技創(chuàng)新成果總結(jié)及發(fā)展水平分析，統(tǒng)籌“鍛長(zhǎng)板、補(bǔ)短板”雙重需求，協(xié)同推進(jìn)“集中攻關(guān)、示范試驗(yàn)、應(yīng)用推廣”多類(lèi)創(chuàng)新舉措，在“新型電力系統(tǒng)及其支撐技術(shù)”重點(diǎn)任務(wù)方向布局共12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，聚焦適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源友好并網(wǎng)的先進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)兩大領(lǐng)域，加快戰(zhàn)略性、前瞻性電網(wǎng)核心技術(shù)攻關(guān)。
適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源友好并網(wǎng)的先進(jìn)電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，布局了7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用場(chǎng)景涉及發(fā)、輸、配、用電多個(gè)環(huán)節(jié)，研究范疇包括仿真、規(guī)劃、運(yùn)行、裝備等多種類(lèi)型。一是著眼新能源發(fā)電并網(wǎng)支撐、電力系統(tǒng)仿真分析、交直流混合配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，考慮大規(guī)模和分布式新能源開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)的新挑戰(zhàn)和新需求，深化開(kāi)展技術(shù)研發(fā)；二是面向新型電力系統(tǒng)裝備自主可控需求，圍繞未來(lái)高比例新能源場(chǎng)景下的直流輸電和柔性輸配電技術(shù)，加大集中攻關(guān)力度；三是針對(duì)源網(wǎng)荷儲(chǔ)、多能互補(bǔ)、遠(yuǎn)海風(fēng)電等跨學(xué)科跨領(lǐng)域新興技術(shù)，以充分調(diào)動(dòng)電源側(cè)、負(fù)荷側(cè)靈活調(diào)節(jié)能力為目標(biāo)，推動(dòng)系統(tǒng)層面的集成設(shè)計(jì)和協(xié)同攻關(guān)。
儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，布局了5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，涵蓋削峰填谷、電網(wǎng)調(diào)頻等不同時(shí)間尺度儲(chǔ)能需求，包含電化學(xué)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫、抽水蓄能等多種介質(zhì)類(lèi)型儲(chǔ)能技術(shù)。一是針對(duì)不同電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景，分別開(kāi)展能量型、功率型儲(chǔ)能裝備及系統(tǒng)集成技術(shù)攻關(guān)；二是考慮儲(chǔ)能電池安全性提升、維護(hù)管控、回收利用等問(wèn)題，加強(qiáng)共性關(guān)鍵技術(shù)研究；三是圍繞新型抽水蓄能裝備研制和技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)實(shí)施示范試驗(yàn)；四是著眼分布式儲(chǔ)能及分布式電源協(xié)同，為儲(chǔ)能多場(chǎng)景應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
新型電力系統(tǒng)重點(diǎn)任務(wù)部署，體現(xiàn)了能源電力領(lǐng)域?yàn)閼?yīng)對(duì)新能源高比例接入和大規(guī)模應(yīng)用挑戰(zhàn)，主動(dòng)謀劃開(kāi)展的技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)布局，從基礎(chǔ)理論研究、仿真工具支撐、設(shè)備自主研制等多個(gè)角度，引領(lǐng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)。一方面，支撐建設(shè)適應(yīng)大規(guī)模可再生能源和分布式電源友好并網(wǎng)、源網(wǎng)荷雙向互動(dòng)、智能高效的先進(jìn)電網(wǎng)；另一方面，突破能量型、功率型等儲(chǔ)能本體及系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備，滿(mǎn)足能源系統(tǒng)不同應(yīng)用場(chǎng)景儲(chǔ)能發(fā)展需要，提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力和安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。
三、新型電力系統(tǒng)技術(shù)展望
（一）新能源成為主體能源，具備主動(dòng)支撐電網(wǎng)能力
隨著能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命持續(xù)推進(jìn)，電源結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本性變化，由化石能源占主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)電、光伏等非化石能源為主導(dǎo)。隨著新能源發(fā)電和并網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，分布式光伏發(fā)電滲透率將顯著提升，海上風(fēng)電將逐步走向深遠(yuǎn)海域，成為新能源發(fā)電新的增長(zhǎng)極。新能源發(fā)電支撐技術(shù)、大容量?jī)?chǔ)能實(shí)用化水平、氫能等新型儲(chǔ)能技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展，推動(dòng)新能源發(fā)電并網(wǎng)從“被動(dòng)適應(yīng)”到“主動(dòng)支撐”轉(zhuǎn)變。
（二）柔性技術(shù)廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)運(yùn)行更加安全高效
隨著清潔能源大規(guī)模發(fā)展，以電為中心、電網(wǎng)為平臺(tái)的能源互聯(lián)網(wǎng)特征更為明顯。電網(wǎng)大范圍配置清潔能源能力將持續(xù)增強(qiáng)，跨區(qū)輸電通道的清潔能源輸送規(guī)模不斷擴(kuò)大。能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論、運(yùn)行控制技術(shù)取得重要突破，電源靈活調(diào)節(jié)技術(shù)、柔性輸電技術(shù)、需求響應(yīng)技術(shù)等廣泛應(yīng)用，源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)性能大幅提升，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)能源的靈活消納和高效配置。分頻輸電、超導(dǎo)輸電等新型輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)故障防御體系，抵御極端事件能力強(qiáng)，大面積停電風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。
（三）多能互補(bǔ)技術(shù)逐步成熟，供需互動(dòng)能力不斷提升
隨著電網(wǎng)在更大范圍內(nèi)資源優(yōu)化配置能力的增強(qiáng)，需求側(cè)資源與儲(chǔ)能在系統(tǒng)運(yùn)行中的角色愈加重要。電動(dòng)汽車(chē)、分布式儲(chǔ)能、分布式新能源以及各類(lèi)可中斷負(fù)荷等將積極參與系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)，供需雙向?qū)崿F(xiàn)深度互動(dòng)。儲(chǔ)能技術(shù)和多能轉(zhuǎn)換技術(shù)的逐步成熟，豐富了電力系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)手段，電熱氣冷氫等多種能源將實(shí)現(xiàn)高效靈活轉(zhuǎn)換，電能轉(zhuǎn)換成本顯著降低，交通、供暖等用能大戶(hù)的電氣化程度進(jìn)一步提升。能源配置和綜合利用效率逐步提高，服務(wù)用戶(hù)多元需求。
（四）新材料及功率器件自主化技術(shù)取得突破，高端輸變電裝備實(shí)現(xiàn)自主可控
國(guó)產(chǎn)電工材料及功率器件在低損耗、高可靠性、節(jié)能高效等方面持續(xù)提升，為電工裝備升級(jí)換代提供更多選擇。電網(wǎng)裝備用電工新材料國(guó)有化率顯著提升，±800kV及以上直流電纜材料、耐高溫電容器薄膜材料實(shí)現(xiàn)規(guī)?；こ虘?yīng)用，新結(jié)構(gòu)硅基器件、超高壓碳化硅器件產(chǎn)品化技術(shù)實(shí)現(xiàn)全面突破，高敏感材料的研制和應(yīng)用推動(dòng)傳感技術(shù)朝多參量、智能化、高精度方向發(fā)展，智能化超導(dǎo)裝備和超導(dǎo)變電站有望取得重要突破。
