中國儲能網(wǎng)訊：新型電力系統(tǒng)是以承載實現(xiàn)碳達峰碳中和目標、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求為重要目的，以實現(xiàn)能源電力安全保供為基本前提，以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展電力需求為首要目標，以最大化消納新能源為主要任務(wù)，以堅強智能電網(wǎng)為樞紐平臺，以源網(wǎng)荷儲互動與多能互補為關(guān)鍵支撐，具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動等鮮明特征的電力系統(tǒng)。由此可見，相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)不僅在電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)形態(tài)、負荷特征等方面存在明顯不同，而且在運行模式、消納保障、調(diào)度管理等方面具有新的要求，需要加大探索全新的管理體制與運行機制，以保障新型電力系統(tǒng)蹄疾步穩(wěn)加快推進。
源網(wǎng)協(xié)同機制
電源與電網(wǎng)的有機協(xié)同是電力系統(tǒng)的本質(zhì)要求。眾所周知，電力作為一種即時產(chǎn)生的能量形式，難以像煤油氣等化石能源那樣實現(xiàn)長時間、大規(guī)模地存儲以備后用，保持電源與電網(wǎng)相互之間的有效銜接與相對平衡至關(guān)重要。而且從整個電力系統(tǒng)來講，源網(wǎng)協(xié)同既包括發(fā)電、輸電、變電、配電和用電環(huán)節(jié)的相互協(xié)同，也包括源網(wǎng)荷儲之間的互動協(xié)調(diào)。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，由于電源側(cè)供電和負荷側(cè)用電總體相對穩(wěn)定，發(fā)電和輸電系統(tǒng)可視為相對獨立運作的部分，彼此之間分工較為明確，因而對整個電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)性、靈活性的要求并不是很高。
但在新型電力系統(tǒng)中，隨著大規(guī)模新能源電力接入，以及智能微電網(wǎng)、虛擬電廠、綠電直連等新電力業(yè)態(tài)大量出現(xiàn)，形成了以新能源電力生產(chǎn)、傳輸、消費為主體的新一代電力系統(tǒng)，電源與電網(wǎng)之間的互動更加錯綜復(fù)雜，加上新能源間歇性、隨機性和波動性的特點，以及極端天氣事件頻發(fā)等新型挑戰(zhàn)的涌現(xiàn)，源荷之間不確定性顯著增強，對電力供需平衡提出了更大的挑戰(zhàn)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)需要在不確定性的負荷需求與隨機波動的電力供給之間盡可能維持電能量相對平衡，否則將會帶來難以料想的災(zāi)難性后果。因而，新型電力系統(tǒng)對源和網(wǎng)之間相互配合與協(xié)同提出更高的標準與要求，唯有通過有效實現(xiàn)發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的深度協(xié)調(diào)與優(yōu)化調(diào)度，才能顯著增強電網(wǎng)的適應(yīng)力與響應(yīng)速度，從而更好支撐高比例新能源的接入和高比例電力電子設(shè)備的使用，更快適應(yīng)我國“雙高”“雙隨機”“雙峰”的電力運行特點。
供需耦合機制
供需耦合是實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高效運行的基本前提。電能生產(chǎn)的首要責(zé)任是確保電力供應(yīng)與用戶需求之間處于相對實時平衡狀況，盡量避免供電時緊時松的情況發(fā)生，這是確保電力系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)和前提。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電源往往需要根據(jù)用電負荷的變化和各類用戶不同的用電規(guī)律，合理調(diào)整和安排用電時段、用電規(guī)模，以降低負荷高峰、填補負荷低谷，也就是人們常說的“源隨荷動”。由此可見，負荷需求成為電力系統(tǒng)運行的主導(dǎo)因素，電力的生產(chǎn)和供應(yīng)主要依靠負荷的實時變化情況進行相應(yīng)動態(tài)調(diào)整，以保障電力的供需之間處于總體平穩(wěn)狀態(tài)，呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定的發(fā)電和用電平衡特征。
而在新型電力系統(tǒng)中，伴隨著新能源滲透率不斷提高，導(dǎo)致電力系統(tǒng)供需間維持相對平衡的困難度和復(fù)雜性越來越高，為確保電力供需響應(yīng)更加靈活精準，需要把不同類型的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有機結(jié)合起來，以實現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的電力產(chǎn)出；需要配置相應(yīng)儲能系統(tǒng)和靈活性電源進行功率補償，以備不時之需；需要通過大量分布式智能電網(wǎng)和需求側(cè)管理技術(shù)廣泛應(yīng)用，以及虛擬電廠技術(shù)通過聚合分布式電源，進一步提升電網(wǎng)對波動性電源的消納能力，從而建立起“源網(wǎng)荷儲”一體化協(xié)調(diào)互動機制，并借助多種能源形式的協(xié)同耦合作用，優(yōu)化不同能源相互組合，提高系統(tǒng)效率和可靠性，以達到釋放電網(wǎng)調(diào)節(jié)潛力、提高供需之間匹配效率、實現(xiàn)電力供需間有效平衡、確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行的目的。
電價形成機制
電價形成機制是電力市場建設(shè)的關(guān)鍵所在，是指決定電力價格的規(guī)則和制度體系。在電力市場中，電價是核心要素之一，電力市場的全過程都是圍繞電價展開的，它不僅關(guān)乎發(fā)電企業(yè)的收益，還直接影響到電力用戶的承擔(dān)成本。電價作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)價格，牽涉到發(fā)、輸、配、供、用電等各個環(huán)節(jié)，其細小變化往往會引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，因而電價形成機制及其計算方法一直備受矚目。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電價的調(diào)整和改變主要由政府主導(dǎo)，電價形成往往就是政府“一張紙”，透明度不高，被人詬病。我國電力體制改革的核心就是市場化，通過引入競爭來破除壟斷，并遵循電力供求與電價之間的互動規(guī)律。
隨著新型電力系統(tǒng)的建立，傳統(tǒng)電力市場的電價形成機制受到嚴重挑戰(zhàn)，新一輪電改趨勢是還原電力商品屬性，電價形成機制將轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^市場交易形成，涵蓋容量價格、電量價格、輸配電價、輔助服務(wù)費用、政府基金及附加等，建立起“能漲能跌”市場化價格體系。目前電源側(cè)的抽水蓄能、煤電、新能源等已基本邁向市場化，下一步改革重點領(lǐng)域在水電、氣電和核電等；電網(wǎng)側(cè)輸配電網(wǎng)因經(jīng)營具有自然壟斷特性，其價格需結(jié)合補償成本、合理收益等要求由政府提出指導(dǎo)價；用戶側(cè)的電價形成機制將在政府監(jiān)管下逐步轉(zhuǎn)向市場定價，未來電力市場將更加注重價格信號對資源配置的引導(dǎo)作用。概言之，新型電力系統(tǒng)電價體系要充分體現(xiàn)電力多元價值，發(fā)揮電價機制的關(guān)鍵引導(dǎo)作用，實現(xiàn)更經(jīng)濟、更可持續(xù)的電力轉(zhuǎn)型。
電碳聯(lián)動機制
電碳聯(lián)動機制是新型電力系統(tǒng)的顯著特征。隨著我國由“能耗雙控”逐步轉(zhuǎn)向“碳排放雙控”，減少人類活動造成的溫室氣體排放成為氣候治理最核心的問題。電力作為我國最大的碳排放大戶，大力推動電碳聯(lián)動是推動綠色低碳發(fā)展的重要載體，也是實現(xiàn)“雙碳”目標的根本保障。目前，全國碳市場已上線交易，全國電力市場正加速推進，但這兩個市場運作相對獨立，面臨的信息壁壘和重復(fù)補貼問題比較突出，綠色消費理念尚未真正形成，綠電、綠證、CCER（國家核證自愿減排量）之間缺乏有效銜接，不可避免會導(dǎo)致電碳價格傳導(dǎo)存在不暢等問題。與此同時，我國煤電仍在電力供應(yīng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，碳成本向電價傳導(dǎo)難度較大，也在一定程度上加大了電碳聯(lián)動的難度。
簡言之，電碳聯(lián)動機制是指“電—證—碳”三者的銜接聯(lián)動，就是要從頂層設(shè)計入手，做好兩大市場的整體規(guī)劃，在政策體系、市場空間、價格機制、碳排放核算體系、綠色認證等方面加大協(xié)同，借助市場機制并運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段優(yōu)化配置碳排放空間資源，構(gòu)建促進電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和降碳減排的創(chuàng)新機制，建立健全碳足跡管理體系與抵扣機制，持續(xù)加強與國際碳市場的合作和互認，以確保電碳聯(lián)動策略的有效實施，不斷提升可再生能源的環(huán)境價值屬性，更好推動清潔能源的消納和碳減排目標的實現(xiàn)，真正筑牢綠色低碳的發(fā)展合力，激發(fā)全社會節(jié)能減碳的內(nèi)生動力，為“雙碳”目標順利實現(xiàn)提供全方位的保證。
容量保障機制
容量保障機制是保障新型電力系統(tǒng)高效運行的重要基礎(chǔ)，指通過一系列手段和措施保障電力系統(tǒng)能夠在各種復(fù)雜場景下，維持足夠的容量冗余，以有效應(yīng)對不同程度的負載需求，確保系統(tǒng)在用電需求急劇變化時不至于崩潰，以及避免系統(tǒng)長時間超負荷運行致使硬件老化、效率下降。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由于主要依靠燃煤燃氣和水力發(fā)電，自身“轉(zhuǎn)動慣量”大，且發(fā)電和用電相對穩(wěn)定，用電量飆升或暴跌的震蕩幅度相對較小，電網(wǎng)頻率不會瞬間崩潰，因而對容量保障的要求不是很高。
新型電力系統(tǒng)因以風(fēng)光等新能源為主體電源，存在間歇性、隨機性、波動性的特征，天生就缺乏“轉(zhuǎn)動慣量”，一旦出現(xiàn)用電負荷劇烈波動，電網(wǎng)就可能會瞬間崩潰或脫網(wǎng)，造成重大停電事故，帶來難以估量損失。前不久西班牙大停電事件將歐洲能源轉(zhuǎn)型過程中容量保障不足的深層矛盾暴露無遺。因此，建立充裕容量保障機制勢在必行，需要多方共同發(fā)力，不可顧此失彼、左支右絀：既要充分發(fā)揮傳統(tǒng)電力“穩(wěn)定器”作用，構(gòu)建“煤電基礎(chǔ)+水電補充+核電支撐”的容量保障體系，又要加快抽水蓄能與新型儲能建設(shè)，持續(xù)擴充能量“蓄水池”，還要做好電力數(shù)字化嫁接，打造柔性堅強電網(wǎng)，提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活性，更重要的要按照市場化的要求搭建容量市場，在容量資源配置中引入市場競爭機制。只有留足充裕的容量調(diào)節(jié)空間，持續(xù)增強電力系統(tǒng)氣候韌性，才能有效防范“黑天鵝”“灰犀牛”事件發(fā)生。
電算協(xié)同機制
電算協(xié)同機制是新型電力系統(tǒng)不可分割的有機組成。隨著能源革命與數(shù)字革命的協(xié)同推進，電力與算力正形成相互支撐、協(xié)同發(fā)展的新態(tài)勢。不同于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相對單向、封閉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行調(diào)控方法，難以實現(xiàn)海量用戶側(cè)資源的高效協(xié)同，新型電力系統(tǒng)本身就是一個信息開放的“AI智慧體”，也是一個巨大的能量“吞電獸”，借助多能協(xié)同互補、源網(wǎng)荷儲互動、多網(wǎng)融合互聯(lián)等方式，加上海量分布式電源、充電樁等用戶側(cè)設(shè)備接入電網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享與安全交互，滿足電網(wǎng)對海量用戶側(cè)設(shè)備接入數(shù)據(jù)共享與靈活管控需求，實現(xiàn)供電、用能的資源高效協(xié)同與靈活互動，同時還有利于各方及時掌握電力體系安全狀況，提高應(yīng)急響應(yīng)速度，降低或避免事故損失。
總體來說，新型電力系統(tǒng)的能源電力信息物理融合特征更為鮮明，對信息共享和電算協(xié)同提出了更高標準和要求，信息的共采、共用、共建在支撐能源電力系統(tǒng)安全高效運行中的作用更加凸顯，以達到電力與算力信息貫通、數(shù)據(jù)價值增值：通過信息共采，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺和智能調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間信息的互聯(lián)互通和資源的共享，提升整個系統(tǒng)協(xié)同運行能力；通過信息共用，借助先進算法對主電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)的運行狀態(tài)進行全面優(yōu)化和智能調(diào)度，實現(xiàn)電力資源的最優(yōu)配置和高效利用；通過信息共建，推動智能電網(wǎng)與儲能、電動汽車、虛擬電廠、零碳園區(qū)與工廠等新業(yè)態(tài)深度融合，形成多領(lǐng)域聯(lián)動的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，共同推動新型電力系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展。
仿真決策機制
仿真決策機制是新型電力系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的顯著特征。由于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)主要依靠人工收集信息、監(jiān)測和控制，存在效率低下、缺乏量化評估、反應(yīng)遲緩、資源利用不充分等諸多問題。而新型電力系統(tǒng)在推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的同時也給電力系統(tǒng)的仿真決策帶來許多新方法新思路：一方面，隨著云大物移智數(shù)等新一代信息技術(shù)在電力領(lǐng)域廣泛使用，借助數(shù)字孿生和區(qū)塊鏈等技術(shù)撲拓電力運行場景，開展電廠運行監(jiān)測、故障診斷、負荷預(yù)測，實現(xiàn)物理現(xiàn)實世界與數(shù)字虛擬世界精準映射，達到時間—空間—參量的電力系統(tǒng)全息數(shù)據(jù)感知，支持從多尺度、多場景、多任務(wù)對電力系統(tǒng)進行認知決策。
另一方面，數(shù)字孿生搭建新型電力系統(tǒng)認知決策關(guān)鍵技術(shù)體系，賦予電力系統(tǒng)自我演進、自我學(xué)習(xí)的新能力，實現(xiàn)穩(wěn)定快速判別、量化評估和輔助決策。對政府部門和電網(wǎng)企業(yè)來說，借助電力一張“網(wǎng)”、一面“屏”、一朵“云”，能及時獲取大用戶、海量居民、分布式電源、電動汽車、儲能單元等負荷資源信息，實時分析全網(wǎng)用戶側(cè)負荷資源情況，構(gòu)建用戶負荷分類管理模型和基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺，破除數(shù)據(jù)和信息孤島，幫助收集更為精確和全面的人類用電行為樣本，并將各環(huán)節(jié)的能量流、信息流、價值流統(tǒng)一起來，通過虛擬環(huán)境降低真實市場試錯成本，精準實施負荷的集中快速、統(tǒng)一調(diào)度管理，制定更科學(xué)的市場規(guī)則與關(guān)鍵參數(shù)，讓電力決策變得更快速、更聰明。
成本疏導(dǎo)機制
由于新型電力系統(tǒng)比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更復(fù)雜、更多元，不可避免地帶來整個產(chǎn)業(yè)鏈成本上升，其成本疏導(dǎo)鏈條更長、分攤更復(fù)雜。據(jù)權(quán)威機構(gòu)測算，當(dāng)新能源滲透率超15%后，系統(tǒng)成本進入快速增長臨界點，預(yù)計2030年供電成本較2020年提高18%—20%；遠期的低碳轉(zhuǎn)型成本與電力系統(tǒng)脫碳程度正相關(guān)，預(yù)計2060年電力系統(tǒng)實現(xiàn)負排放的情景比零碳排放情景成本提高17%左右。由此可見，科學(xué)測算電力低碳轉(zhuǎn)型成本、構(gòu)建合理成本疏導(dǎo)機制既是推進新型電力系統(tǒng)構(gòu)建必不可少的重要內(nèi)容，也是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和安全供電不可忽視的必要環(huán)節(jié)。
隨著電力新業(yè)態(tài)、新模式不斷涌現(xiàn)，為電力系統(tǒng)提供電能量服務(wù)、輔助服務(wù)、容量保障服務(wù)等多重服務(wù)越來越普遍，搭建科學(xué)合理的成本疏導(dǎo)機制顯得更為迫切，以確保常規(guī)電源、新能源發(fā)電、儲能企業(yè)、電力用戶等各方市場主體科學(xué)公平地承擔(dān)、分攤相關(guān)成本費用，大致涵蓋成本分攤原則、成本調(diào)控機制、成本核算和透明度、成本管理與效益評估等內(nèi)容，是確保電力市場化改革成功的關(guān)鍵一環(huán)。因此，在具體實施過程中要充分恪守市場化的要求，在算好經(jīng)濟賬的同時，盡可能還原電力商品屬性，通過發(fā)揮價格信號燈的作用，促進有效市場和有為政府有效結(jié)合，統(tǒng)籌考慮電力轉(zhuǎn)型過程中涉及的電力平衡、容量保障、應(yīng)急備用等服務(wù)成本，精準核算、確立和調(diào)節(jié)不同類型電力上網(wǎng)成本，形成有利于成本疏導(dǎo)的價格傳導(dǎo)機制，切實打破現(xiàn)有利益分割和條塊壁壘，在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)電力資源的共享互濟和優(yōu)化配置。
綠電消納機制
新型電力系統(tǒng)的核心目的就是促進和提升風(fēng)光為主的綠電消納。隨著“雙碳”目標全面推進，國家持續(xù)強化綠電消納責(zé)任，在不斷提升各省份非水可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重的基礎(chǔ)上，對冶金、大數(shù)據(jù)等特定行業(yè)下發(fā)綠電消費比例要求，將綠色電力消費信息納入上市企業(yè)環(huán)境、社會和公司治理（ESG）報告體系，促進綠電消納的情況有了明顯好轉(zhuǎn)。但風(fēng)光等綠電消納仍存在不少障礙，“發(fā)出來、送不到、用不掉”的問題并沒有從根本上解決。為此，前不久國家出臺了關(guān)于有序推動綠電直連發(fā)展的有關(guān)政策，推進新能源就近就地消納，更可滿足企業(yè)綠色用能需求，這并非簡單的技術(shù)方案，而是構(gòu)建綠電消納機制一種有益嘗試。
實際上，建立綠電消納機制對于實現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展目標至關(guān)重要，也是應(yīng)對國際碳壁壘的一劑“良方”，需要采取多管齊下的策略，從制度與機制建設(shè)上入手，以發(fā)現(xiàn)綠電的環(huán)境價值為導(dǎo)向，建立更科學(xué)更高效的綠電市場交易機制，不斷豐富綠電交易品種、類型與模式，完善相應(yīng)的配套機制與標準，高效匹配綠電供需，形成合理價格曲線；需要搭建綠電的“生產(chǎn)—交易—消費—認證”全鏈條、全方位管理體系，完善“電—碳”市場價格聯(lián)動機制，加大綠電與配額制、碳交易、綠證交易等相關(guān)政策對接；需要健全綠電的監(jiān)測、計量和考核體系，制定科學(xué)合理的考核指標和獎罰措施，從根本上消除綠電消納的“腸梗阻”，打造綠電自愿消費價值鏈體系，形成全社會主動消費綠電的良好氛圍與風(fēng)氣。
風(fēng)險防范機制
風(fēng)險防范機制是新型電力系統(tǒng)的剛性要求。電力系統(tǒng)作為世界上最復(fù)雜、最龐大的人造系統(tǒng)，也是最容易被自然災(zāi)害、偶發(fā)事故破壞的系統(tǒng)。如何有效應(yīng)對負荷激增和極端天氣頻發(fā)等帶來的多重挑戰(zhàn)，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮的課題，尤其是對我國這樣一個“雙高”“雙峰”“雙隨機”特征尤為明顯的全國性“一張網(wǎng)”的電網(wǎng)架構(gòu)，一旦出現(xiàn)電力故障、電力過載等重大事故，帶來的損失將難以估量。西班牙大停電再一次告誡世人：供電安全要警鐘長鳴，始終要放在第一位。
風(fēng)險防范是電力系統(tǒng)永恒的主題，電力安全是須臾不可忽視的“國之大者”。這是一項基礎(chǔ)性、長期性、系統(tǒng)性工作，需要遵循源頭治理、綜合治理的原則，堅持“預(yù)防為主、管理為本、應(yīng)急為要、技術(shù)為先”的思路，從“硬軟”兩方面構(gòu)筑全面高效防范體系：一方面要加大“硬”的投入，緊扣新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲深刻變化，不斷強化大電網(wǎng)特性認知、運行控制和故障防御，持續(xù)提升電力硬件與軟件設(shè)施、強化風(fēng)險監(jiān)控與預(yù)警、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運行方式，全力打造氣候彈性強、安全韌性強、調(diào)節(jié)柔性強、保障能力強的數(shù)智化堅強電網(wǎng)，全面提升電力系統(tǒng)安全裕度；另一方面要強化“軟”的建設(shè)，建立健全電力本質(zhì)安全管理體系，積谷防饑、曲突徙薪，超前做好各種風(fēng)險預(yù)案，切實筑牢風(fēng)險防范的“三道防線”，完善多層次風(fēng)險預(yù)警和處置機制，將風(fēng)險防控嵌入電力運行各環(huán)節(jié)，盡可能將風(fēng)險遏制于萌芽狀態(tài)，確保電力系統(tǒng)時刻處于安全、穩(wěn)健、高效的運行狀態(tài)。
