2.安全可控，新能源具備主動支撐能力，分布式、微電網(wǎng)可觀可測可控在控，大電網(wǎng)規(guī)模合理、結構堅強，構建安全防御體系，增強系統(tǒng)韌性、彈性和自愈能力。
3.靈活高效，發(fā)電側、負荷側調節(jié)能力強，電網(wǎng)側資源配置能力強，實現(xiàn)各類能源互通互濟、靈活轉換，提升整體效率。
4.智能友好，高度數(shù)字化、智慧化、網(wǎng)絡化，實現(xiàn)對海量分散發(fā)供用對象的智能協(xié)調控制，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲各要素友好協(xié)同。
5.開放互動，適應各類新技術、新設備以及多元負荷大規(guī)模接入，與電力市場緊密融合，各類市場主體廣泛參與、充分競爭、主動響應、雙向互動。
新型電力系統(tǒng)帶來的新變化
1.電源結構發(fā)生變化。主要體現(xiàn)在電源結構由可控連續(xù)出力的煤電裝機占主導，向強不確定性、弱可控出力的新能源發(fā)電裝機占主導轉變。
2.負荷特性發(fā)生變化。主要體現(xiàn)在基本負荷體量大，尖峰負荷增幅大，隨機負荷波動大；源-荷角色轉換呈現(xiàn)隨機性；負荷特性由傳統(tǒng)的剛性、純消費型，向柔性、生產(chǎn)與消費兼具型轉變。
3.電網(wǎng)形態(tài)發(fā)生變化。主要體現(xiàn)在電網(wǎng)形態(tài)由單向逐級輸配電為主的傳統(tǒng)電網(wǎng)，向包括交直流混聯(lián)大電網(wǎng)、直流電網(wǎng)、微電網(wǎng)和可調節(jié)負荷的能源互聯(lián)網(wǎng)轉變。一是大電網(wǎng)仍將發(fā)揮重要作用，承擔電能的大容量、遠距離輸送任務。二是配電網(wǎng)將接入源荷儲等元素，發(fā)揮能源綜合承載與互動作用。三是微電網(wǎng)將與多類能源網(wǎng)絡互聯(lián)互通，發(fā)揮終端用能交互與自治協(xié)調的作用 。
4.運行特性發(fā)生變化。主要體現(xiàn)在從以充裕度確保發(fā)電與用電平衡的方式，轉變?yōu)椤鞍l(fā)電從優(yōu)、用電可調、發(fā)用聯(lián)動”的運行方式。一是由源隨荷動的實時平衡模式、大電網(wǎng)一體化控制模式，向源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動的非完全實時平衡模式轉變。二是儲能將從以抽蓄集中式接入電網(wǎng)為主過渡到以抽蓄和電化學儲能為主，多類型儲能協(xié)調發(fā)展，通過集中式與分布式接入廣泛應用于發(fā)輸配用各環(huán)節(jié)。三是由于風光等新能源發(fā)電全部來源于氣候資源，系統(tǒng)運行將高度依賴于氣象條件，氣象條件影響范圍涵蓋發(fā)電、輸電、用電全環(huán)節(jié)。
5.技術基礎發(fā)生變化。一是體現(xiàn)在物理電力系統(tǒng)的技術基礎由同步發(fā)電機為主導的機械電磁系統(tǒng)，向由電力電子設備和同步機共同主導的混合系統(tǒng)轉變。二是體現(xiàn)在物理電力系統(tǒng)的技術基礎由同步發(fā)電機為主導的機械電磁系統(tǒng)，向由電力電子設備和同步機共同主導的混合系統(tǒng)轉變。
03
構建新型電力系統(tǒng)下實現(xiàn)“雙碳”目標的路徑
構建新型電力系統(tǒng)，總的發(fā)展路徑是：進行電網(wǎng)架構的重構，要素的布局和配置，理論和技術的突破，數(shù)字的深度賦能，機制與模式的創(chuàng)新，構建能源互聯(lián)網(wǎng)，形成以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)碳中和目標。在建設進程上，與國家實現(xiàn)“雙碳”目標的主要時間節(jié)點是基本同步的，具體可大致劃分為兩個階段。
建設期
具體特征表現(xiàn)為：新能源裝機逐步成為第一大電源，常規(guī)電源逐步轉變?yōu)檎{節(jié)性和保障性電源。電力系統(tǒng)總體維持較高轉動慣量和交流同步運行特點，交流與直流、大電網(wǎng)與微電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展。系統(tǒng)儲能、需求響應等規(guī)模不斷擴大，發(fā)電機組出力和用電負荷初步實現(xiàn)解耦。
主要解決的問題：要實現(xiàn)達峰時的新能源裝機容量達到一定的規(guī)模，為達峰后的新能源向主體發(fā)展奠定基礎，保證達后不返；開展新能源為主體的新型電力系統(tǒng)設計和構建，探索新型電力系統(tǒng)的路徑并向其演進。
成熟期
具體特征表現(xiàn)為：新能源逐步成為電力電量供應主體，火電通過CCUS技術逐步實現(xiàn)凈零排放，成為長周期調節(jié)電源。分布式電源、微電網(wǎng)、交直流組網(wǎng)與大電網(wǎng)融合發(fā)展。系統(tǒng)儲能全面應用、負荷全面深入?yún)⑴c調節(jié)，發(fā)電機組出力和用電負荷逐步實現(xiàn)全面解耦。
主要解決的問題：該階段是新型電力系統(tǒng)建設的主導發(fā)展期，重點需要通過技術手段解決新能源出力比例和消納利用受限的問題，解決全社會深度脫碳的電能增長的承載問題，最終實現(xiàn)電網(wǎng)形態(tài)的革命性轉變。
04
電力行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的難點及建議面臨難點
電力行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標，根本途徑是建設以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。現(xiàn)階段主要在電力穩(wěn)定供應、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、新技術成熟度不足以及政策機制不配套等方面面臨重大挑戰(zhàn)，這也是目前電力行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的最大難點。
1.電力供應安全方面面臨挑戰(zhàn)。
一是體現(xiàn)在新能源最小出力處于較低水平，對電力平衡支撐能力不足。部分地區(qū)高溫寒潮等極端氣候發(fā)生過程中電力供應需求顯著增加，保障電力供應難度大。以東北電網(wǎng)為例，2021年7月28日，受副熱帶高壓位置偏北影響，東北地區(qū)天氣連續(xù)多日高溫，東北全網(wǎng)用電負荷最高達到7058萬千瓦，同比增長8.2%；而風力發(fā)電創(chuàng)歷史新低3.4萬千瓦，不足風電裝機容量的0.1%，新能源難以支撐電網(wǎng)的電力需求。
二是體現(xiàn)在現(xiàn)有火電等常規(guī)裝機規(guī)模不足以保證未來電力供應需求。2030年如維持現(xiàn)有火電裝機規(guī)模不變，則火電裝機容量缺額達1.54億千瓦，難以有效保障電力供應。
2. 高比例新能源消納難以維持。
一是體現(xiàn)在新能源電量滲透率與利用率之間相互制約，高比例的新能源電量占比必然造成利用率的下降。亟待推動新能源消納模式從追求新能源利用率到提高新能源發(fā)電量占比的轉變。經(jīng)測算，2030年，以新能源發(fā)電量最大為目標布局新能源，可提升新能源電量占比1.75個百分點，但新能源利用率降低1.87個百分點。
二是體現(xiàn)在系統(tǒng)調峰能力存在缺額，不足以支撐高比例新能源消納。2030年，若保證新能源100%全額消納，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)的調峰能力缺額為3.98億千瓦；若保證新能源利用率95%，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)的調峰能力缺額為1.96億千瓦。
三是體現(xiàn)在跨區(qū)直流運行方式靈活性欠缺，新能源跨區(qū)消納難度大。2030年，送/受端電網(wǎng)新能源利用率分別由當前的98% / 100%降至85% / 95%左右，在送/受端電網(wǎng)新能源同時受限消納形勢下，電網(wǎng)跨區(qū)互濟作用凸顯，需采取市場政策、技術創(chuàng)新等多種方式提升跨區(qū)直流運行靈活性。
3.電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行面臨重大挑戰(zhàn)。
一是體現(xiàn)在新能源發(fā)展駛入快車道、跨區(qū)直流送電需求旺盛，電力系統(tǒng)向“雙高”（高比例新能源、高比例電力電子）轉型成為必然趨勢，系統(tǒng)特性復雜，頻率、電壓、功角等安全穩(wěn)定問題仍將存在。以英國8.9 大停電為例，事故前英國電力系統(tǒng)呈現(xiàn)高比例新能源狀態(tài)，一臺燃氣機組停機造成大面積新能源脫網(wǎng)，引發(fā)連鎖故障，停電范圍波及100萬人。
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本文標題：如何構建符合“雙碳”目標的新型電力系統(tǒng)
地址：http://www.zcgs360.cn/nengyuan/nydongtai/312691.html
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