中國儲能網(wǎng)訊：新型電力系統(tǒng)是在確保我國能源戰(zhàn)略轉型和“雙碳”目標實現(xiàn)的大背景下構建的現(xiàn)代化電力體系，是關系到我國經(jīng)濟發(fā)展、能源安全、環(huán)境保護和社會福祉的關鍵舉措。國家能源局已明確新型電力系統(tǒng)“三步走”發(fā)展路徑，即以2030年、2045年、2060年為重要時間節(jié)點，按照加速轉型期、總體形成期和鞏固完善期三階段，為新型電力系統(tǒng)構建提供了明確思路。由此可見，加快構建新型電力系統(tǒng)，是能源電力領域一場廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革，將帶來電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)和全形態(tài)革命性變革，對各行各業(yè)用能方式產(chǎn)生深遠重大影響。相對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)除具備“清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能”等五大核心特征外，還應包括“堅強可靠、聚合互聯(lián)、多源互補、多網(wǎng)融合、開放包容”等五大基本特征，共同支撐我國電力系統(tǒng)不斷向綠色環(huán)保、智慧靈活方向加速演進。對此，本文擬就這個問題試作闡述，以期能拋磚引玉。
核心特征之一，清潔低碳性
清潔低碳是新型電力系統(tǒng)的核心目標。當前，我國溫室氣體排放總量（把土地利用、土地利用變化和林業(yè)，即LULUCF計算在內(nèi)）在130億噸二氧化碳當量上下，其中能源燃燒占我國碳排放量的比例為88%左右，電力行業(yè)排放占能源行業(yè)排放的41%左右，是我國碳排放的最大單一來源。由此可見，大力開發(fā)綠色能源、有效開展降碳減污是當前我國能源電力最緊迫的任務，也是構建新型電力系統(tǒng)最重要的目標之一。
新型電力系統(tǒng)以清潔能源為主導，未來電力系統(tǒng)90%以上的電力來自非化石能源：一方面要加快推動電力供給結構由化石能源為主向可再生能源為主轉變。要前瞻性謀劃新一代煤電戰(zhàn)略布局，加大火電尤其是燃煤機組的清潔低碳改造，通過生物質摻燒、綠氨摻燒、碳捕集利用與封存等多管齊下的方式，實現(xiàn)煤電從高排放到中低排放的快速跨越；通過大規(guī)模開發(fā)風能、太陽能、水能、核能等無碳能源，切實降低火電在電力供給中的占比，從根本上解決二氧化碳等溫室氣體的排放問題；另一方面要持續(xù)推動用能方式的轉型升級，大力構建以電能為中心的終端能源消費方式，全力推動工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)等領域的清潔用能替代，全面提升終端用能設備的電氣化率，爭取到2050年終端用能的電氣化水平達到50%左右、2060年提高到70%以上，力爭電力系統(tǒng)在2060年前實現(xiàn)碳中和。
核心特征之二，安全充裕性
安全充裕是新型電力系統(tǒng)的基本前提。能源安全事關經(jīng)濟社會發(fā)展全局，電力系統(tǒng)作為現(xiàn)代社會的重要支撐，在當前能源轉型大力推進和新能源發(fā)電快速增長的背景下，正面臨著電力負荷大幅增長給電力電量供需平衡、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、調(diào)度控制管理等帶來的新挑戰(zhàn)。因此，如何筑牢電力安全保供防線，將能源“飯碗”牢牢端在自己手里，更好滿足人民群眾和社會經(jīng)濟發(fā)展高質量用能需求，是須臾不可忽視的“國之大者”。
安全是確保電力穩(wěn)定供應之需，充裕是維護能源高質量發(fā)展之要。這需要從供給側和需求側進行“兩手抓、兩手都要硬”：從供給側來說，新能源正從補充能源轉向主體電源，需要重點解決好發(fā)電有效容量和系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力兩大關鍵，在大力發(fā)展風光水等可再生能源、積極穩(wěn)妥發(fā)展核電的基礎上，穩(wěn)步推進火電從高碳到低碳，從電量到容量、調(diào)節(jié)和儲備的戰(zhàn)略轉型，持續(xù)加大電力通道建設力度，確保電力供應穩(wěn)定可靠；從需求側來看，加速推進能源消費革命，通過實施有序用電、加大電能替代、提倡綠色用電、鼓勵智能用電、倡導節(jié)約用電，充分發(fā)揮需求側資源調(diào)節(jié)能力，規(guī)范用能用電管理，精準開展需求響應，以滿足經(jīng)濟社會高質量發(fā)展的用電需求，保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
核心特征之三，經(jīng)濟高效性
經(jīng)濟高效是新型電力系統(tǒng)的重要考量。大家知道，電力系統(tǒng)是世界上最復雜的人造系統(tǒng)，包括發(fā)、輸、變、配和用電等不同環(huán)節(jié)，涵蓋電能從生產(chǎn)到消費的整個鏈條。電價是國民經(jīng)濟的基礎性價格，直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)成本和群眾生活的支出，對國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要導向作用。如果不能確保電力生產(chǎn)運行的經(jīng)濟性和交易活動的高效性，那么電價就會不斷飆升，使用和生產(chǎn)成本將越來越高，最終危及我國經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的大局。
新型電力系統(tǒng)的經(jīng)濟高效需要借助市場機制來實現(xiàn)，讓市場在資源配置中起決定性作用，讓價格引導資本合理流動，通過技術創(chuàng)新和機制優(yōu)化，不斷提升電力生產(chǎn)、傳輸和分配效率，切實降低各種損耗損失，全面提升電力系統(tǒng)的整體運行效率；通過引入競爭機制，建立健全包括容量電價、尖峰電價、深谷電價、需求響應電價等在內(nèi)的市場化電價形成機制，實現(xiàn)電力中長期、現(xiàn)貨、輔助服務交易有機銜接，引導源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動，切實提高資源配置效率，努力實現(xiàn)成本公平分擔和及時傳導，避免不必要的內(nèi)耗與浪費；通過實施全面節(jié)約戰(zhàn)略，構建廢棄物循環(huán)利用體系，爭取有限資源集約利用，促進新型電力系統(tǒng)全面降本增效，努力實現(xiàn)經(jīng)營效益的最大化，從而把電力低碳清潔、供給充足、成本低廉“不可能三角”變成“可能三角”。
核心特征之四，供需協(xié)同性
供需協(xié)同是新型電力系統(tǒng)的必然要求。電力作為特殊商品，最大特點是無法大量長期儲存，應盡可能維持供需實時平衡，否則極易引起電力系統(tǒng)失穩(wěn)、崩潰乃至大停電。而新型電力系統(tǒng)是包含高比例新能源的電力系統(tǒng)，不同類型的電力負荷成為重要“隨機源”，間歇性、隨機性、波動性等特征更加顯著，需要在不同電能之間形成更高水平的供需協(xié)同質效，通過多環(huán)節(jié)要素的協(xié)調(diào)、多形態(tài)電網(wǎng)的并存、多層次系統(tǒng)的共濟以及多能源系統(tǒng)的互聯(lián)，以維持電力供需的有效平衡、確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
相對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的“源隨荷動”的單向模式，新型電力系統(tǒng)將向“源網(wǎng)荷儲”多向互動模式轉變，相互之間靈活互動和需求側響應能力不斷提升，對調(diào)節(jié)資源的需求與日俱增，以前那種單純依靠供給側提供調(diào)節(jié)性資源的模式將難以為繼，亟待充分挖掘需求側靈活調(diào)節(jié)資源的潛力，通過采取“有序利用可平抑負荷資源，加大力度布局網(wǎng)源及用戶側儲能電站建設，主動挖掘需求側調(diào)節(jié)潛力，強化電網(wǎng)資源平臺配置優(yōu)勢”等多管齊下策略，盡快彌補在靈活電網(wǎng)和儲能建設上的“短板”，真正解決供給側和需求側面臨的相對割裂狀態(tài)，深度挖掘工業(yè)生產(chǎn)與用戶消費等需求響應潛力，構建多主體、立體化、高效化的電力供需新機制，最大限度釋放調(diào)節(jié)潛力，全面提升電能供需協(xié)同效應。
核心特征之五，靈活智能性
靈活智能是新型電力系統(tǒng)的核心支撐。新型電力系統(tǒng)本就是個信息流、能量流和價值流的有機融合體，需要借助“云大物移智鏈”現(xiàn)代信息技術，依托數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智慧化技術體系，確保對電力系統(tǒng)各要素、各環(huán)節(jié)的靈敏智能監(jiān)測和優(yōu)化控制，達到各類能源的互通互濟、靈活轉換，實現(xiàn)對海量分散發(fā)供用對象的智能協(xié)調(diào)控制和源網(wǎng)荷儲各要素的友好協(xié)同，這種靈活性和智能性是新型電力系統(tǒng)清潔安全高效運行的根本保證。
新型電力系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)字技術與傳統(tǒng)技術深度融合的電力系統(tǒng)：一是借助云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術，實現(xiàn)對新能源發(fā)電全息感知、精準預測，支撐高比例新能源并網(wǎng)、高效利用，大力提高系統(tǒng)靈活靈敏調(diào)節(jié)能力；二是借助5G、移動互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生等技術，聚合各類可調(diào)節(jié)負荷、虛擬電廠、儲能資源，實現(xiàn)毫秒級狀態(tài)感知，開展數(shù)據(jù)挖掘、精準畫像等服務，賦能電力系統(tǒng)智慧運營；三是借助區(qū)塊鏈、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術，搭建綠電交易平臺，支撐開展百萬市場主體、千億千瓦時量級的綠電交易業(yè)務，實現(xiàn)各層級、多類型、多來源用電數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，確保新型電力系統(tǒng)擁有一個強大智慧的“電力大腦”，對電力的生產(chǎn)、傳輸、分配以及使用全過程進行數(shù)智化管控運營，達到全景看、全息判、全程控。
基本特征之一，堅強可靠性
堅強可靠是新型電力系統(tǒng)的首要抓手。在當前能源轉型加速演進、新能源接入比例大幅提高、各種極端天氣頻發(fā)、“雙高”特征日益明顯等因素疊加影響下，我國電力系統(tǒng)面臨的復雜性和不確定性日益加劇，對新型電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠提出更高要求。要以大能源觀為引領，立足經(jīng)濟社會高質量發(fā)展的能源需求和能源電力資源稟賦特征，持續(xù)完善構建適應多能源資源大范圍優(yōu)化配置、靈活調(diào)度要求的骨干網(wǎng)架，不斷夯實新型電力系統(tǒng)建設的物理基礎。
堅強可靠是確保新型電力系統(tǒng)本質安全的重要保障，要求電力系統(tǒng)能夠從發(fā)電、變電、輸電到配電，從主網(wǎng)、配網(wǎng)到微網(wǎng)，從網(wǎng)架、線路到設備等各環(huán)節(jié)，都具備系統(tǒng)性應對不同氣候變化波動影響的能力，能夠有效經(jīng)受各種極端氣候的考驗；要求新型電力系統(tǒng)能夠有效應對高比例新能源和高比例電力電子器件等“雙高”特征下電力系統(tǒng)運行的隨機擾動及其所引發(fā)的安全性挑戰(zhàn)，有效抵御來自不同環(huán)節(jié)、不同區(qū)域、不同時域的對電力系統(tǒng)的沖擊；要求電力系統(tǒng)不斷完善風險監(jiān)測預警體系，能夠在常態(tài)運行與應急狀態(tài)下充分調(diào)動所需的電力資源要素，加大對網(wǎng)絡沖擊的防護力度，最大限度保障滿足電力電量平衡和安全穩(wěn)定運行的需求，具備在特殊情況下及時供給到全網(wǎng)各地的調(diào)配能力，加快建設高水平自立自強的新型電力系統(tǒng)。
基本特征之二，聚合互聯(lián)性
聚合互聯(lián)是新型電力系統(tǒng)的內(nèi)在需要。在新型電力系統(tǒng)中，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的廣泛興起，電網(wǎng)形態(tài)將由傳統(tǒng)電力系統(tǒng)大電網(wǎng)為主體轉變?yōu)榇箅娋W(wǎng)、配電網(wǎng)與微網(wǎng)并舉的供需耦合機制，電力形態(tài)逐步呈現(xiàn)分布式、分散化、去中心化的新趨勢，通過“智能調(diào)度+多能互補+輔助服務”的方式，促使綜合能源服務、電力聚合商、綠電交易、碳交易等新業(yè)態(tài)新模式層出不窮，增強了電力系統(tǒng)交易和應用的靈活性和廣泛性。
總體來看，電能替代、電動汽車、清潔供暖、分布式能源、工商及家用儲能等的廣泛應用，使用電負荷朝著多元化方向發(fā)展，要求電力系統(tǒng)具備高度的聚合互聯(lián)能力，以確保不同電壓等級電網(wǎng)之間的有效協(xié)調(diào)和配合；還有在多元負荷以及分布式儲能大量并網(wǎng)的基礎上，能源消費者的身份也從單純的消費者轉變?yōu)榫哂须p向調(diào)節(jié)能力的電力“產(chǎn)消者”，這種既是消費者又是生產(chǎn)者的全新模式改變著能源電力服務形態(tài)，需求側響應、虛擬電廠及分布式交易等聚合互聯(lián)新模式成為越來越多用戶的新選擇；另外，隨著數(shù)字產(chǎn)業(yè)與能源電力產(chǎn)業(yè)深度耦合，為新型電力系統(tǒng)在技術層面實現(xiàn)高度的聚合互聯(lián)提供了有效支撐，除了基本用電用能服務外，綠色供電、定制化服務、精準計量、電力大數(shù)據(jù)增值服務等新消費模式成為不少用戶的新需求。
基本特征之三，多源互補性
多源互補是新型電力系統(tǒng)的顯著特征。傳統(tǒng)電力體系主要依賴于煤炭、天然氣等化石能源發(fā)電，容易受到資源限制和環(huán)境制約。而隨著風光等新能源大規(guī)模開發(fā)，新型電力系統(tǒng)的能源來源變得更加多元化，并通過不同能源間優(yōu)化組合，有效降低對單一能源的過度依賴，以達到相互補充和平衡，使得電力系統(tǒng)更具彈性和韌性，全面提升電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性，更好適應不同地區(qū)的資源稟賦特點和抵御不同環(huán)境條件的影響。
構建新型電力系統(tǒng)、端牢能源“飯碗”，關鍵在于深入推進能源生產(chǎn)變革，形成多源共濟的能源供給方式。在能源生產(chǎn)端，傳統(tǒng)化石能源壟斷加速被多種非化石能源生產(chǎn)所替代，可再生清潔能源將逐步轉變?yōu)橹黧w，形成“水核風光氫”等不同清潔能源此增彼長發(fā)展局面，低密度的風光等新能源占比大幅提升，高密度的水核氫等清潔能源的重要性進一步凸顯，形成“風光水火核生儲”等多能互補一體化電力生產(chǎn)局面；在能源供給端，包括煤、油、氣、核、新能源在內(nèi)的多元化供應體系逐步形成，多元綠色低碳的能源供給形式成為主體，集中式遠距離能源供給逐漸匹配分布式能源，能源電力就近消納、就“地”取材將成為供給的主流，并借助“西電東送、北電南供”等途徑，有效緩解我國能源資源逆向分布問題，保障能源供應安全可靠。
基本特征之四，開放包容性
開放包容是新型電力系統(tǒng)的本質要求。不同于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的自我封閉性、相對壟斷性、內(nèi)部循環(huán)性，新型電力系統(tǒng)則是個開放性、包容性、便利性的系統(tǒng)，通過使用多種能源技術和不同發(fā)展策略，切實打破各種壁壘、限制，兼收并蓄、博采眾長、共享資源和信息，保障更加多樣化、可靠的能源電力供應和消費，有效適應不同地區(qū)、不同領域、不同行業(yè)的發(fā)展需求，實現(xiàn)能源電力供應的多元化和普惠化，具有廣泛的市場參與度和使用透明度，并促進能源電力的公平交易和合理消費。
新型電力系統(tǒng)開放包容重點體現(xiàn)在以下三大方面：在電網(wǎng)形態(tài)上，推動逐級輸配電向交直流混聯(lián)大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)等多態(tài)電網(wǎng)共存轉變，確保集中式、分布式新能源廣泛接入，多能源系統(tǒng)互聯(lián)互通，源網(wǎng)荷儲等多要素、多主體、多系統(tǒng)協(xié)調(diào)融合，運營商、服務商、聚合商等多方共享；在系統(tǒng)構成上，系統(tǒng)更加適配各類新技術、新設備以及多元負荷大規(guī)模接入，并與電力市場緊密融合，各類市場主體在此環(huán)境中廣泛參與、充分競爭、主動響應、雙向互動，共同形成一個開放包容的電力生態(tài)系統(tǒng)；在運行模式上，由源隨荷動向源網(wǎng)荷儲多元智能互動轉變，電力生產(chǎn)與系統(tǒng)調(diào)度運行、新能源功率預測、氣象條件等外界因素結合更加緊密，源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息海量產(chǎn)生，實時狀態(tài)采集、感知和處理能力全面提高。
基本特征之五，多網(wǎng)融合性
多網(wǎng)融合是新型電力系統(tǒng)的有機構成。相對于傳統(tǒng)電力體系，新型電力系統(tǒng)絕不是在現(xiàn)行電力系統(tǒng)上的“修修補補”，而是一種脫胎換骨式的變革，應用場景將由單純的“電”涵蓋到“電、水、氣、熱、冷、氫”等不同應用場景，結構形態(tài)將由“源—網(wǎng)—荷”三要素拓展為“源—網(wǎng)—荷—儲—碳”等多要素，并以“源網(wǎng)荷儲”多元協(xié)同為有力支撐，呈現(xiàn)出“多能互補、多態(tài)融合、多元互動”的特點，概括講就是“源網(wǎng)荷儲”一體化+“水電氣熱（冷）”多能耦合化+“能交信”等多網(wǎng)協(xié)同化。
未來，隨著能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)等不同網(wǎng)絡的高度融合，電網(wǎng)在城市管網(wǎng)中的基礎地位更加牢靠，在電網(wǎng)形態(tài)上涵蓋交直流混聯(lián)大電網(wǎng)、直流電網(wǎng)、微電網(wǎng)和可調(diào)節(jié)負荷的能源互聯(lián)網(wǎng)，在物理載體上實現(xiàn)電視、電信、電網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的“多網(wǎng)合一建設”，在信息集成上形成水、電、氣、熱（冷）的“多表智能集抄”，在數(shù)字生態(tài)上電力大數(shù)據(jù)對接工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、服務數(shù)字政府和智慧城市建設等。新型電力系統(tǒng)將成為能源系統(tǒng)的核心和中樞，并逐步形成一個“以電力為核心，分布式能源與供熱（冷供）供氣、用戶側儲能、智能微電網(wǎng)、主動配電網(wǎng)、氫能網(wǎng)”等新舊業(yè)態(tài)相互交織的大能源網(wǎng)，產(chǎn)消者、聚合商、電水熱（冷）氣綜合能源服務等新商業(yè)模式不斷涌現(xiàn)，整個能源電力系統(tǒng)供需平衡將由傳統(tǒng)集中供能的“源隨荷動”模式向多能“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)交互模式轉變。
