加速构建新型电力系统，还需跨过“三道关”

21世纪经济报道见习记者 韩逸飞 北京报道

9月22日，21世纪经济报道记者从国家电网了解到，华北地区首个新型电力系统全域示范区在河北崇礼正式启动建设。

据介绍，该示范区将新能源、抽水蓄能以及柔性直流、虚拟电厂等能源系统前沿技术融合在一起，统筹推进前沿技术、装备材料的科研攻关和示范验证，进而实现能源资源在全域优化配置，提升全社会综合用能效率。

截至目前，冀北电网新能源交易电量累计突破200亿千瓦时，占到全国绿电交易量的三成。其中，张家口可再生能源示范区的交易电量占全国交易电量超过四分之一。预计到2030年，冀北电网新能源装机占本地电源总量的85%左右，储能装机容量也将达到2000万千瓦以上，将基本建成新型电力系统。

中国工程院院士杜祥琬表示，“双碳”目标下，构建新型电力系统是建设新型能源体系的关键内容和重要载体，是极具挑战性、开创性的系统工程。

新型电力系统是新型能源体系重要载体

过去，我国经济发展对能源的依赖程度高，能源消费以化石能源为主。现在，随着新能源的快速发展，电力系统高比例可再生能源、高比例电力电子设备的特征凸显，系统的物理基础、功能形态深刻变化。新能源场站需要具备主动支撑能力，拥有接近或高于同步电源的控制特性，支撑系统电压、频率稳定以及提供备用容量。

2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议提出构建新型电力系统。今年7月，中央全面深化改革委员会第二次会议强调，要加快构建“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统”。电网是构建新型电力系统的平台枢纽和功能核心。

新型电力系统是新型能源体系的重要载体，具备清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动五大特征，是以交流同步运行机制为基础，以大规模高比例可再生能源发电为依托，以常规能源发电为重要组成，以坚强智能电网为平台，源网荷储协同互动和多能互补为重要支撑手段，深度融合低碳能源技术、先进信息通信技术与控制技术，实现电源侧高比例可再生能源广泛接入、电网侧资源安全高效灵活配置、负荷侧多元负荷需求充分满足。

中国社会科学院工业经济研究所副研究员赵剑波认为，新型电力系统是现代化产业体系的组成部分，通过构建以新能源为主体的新型电力系统提升新能源消纳和存储能力，既实现可再生能源大规模开发，又实现高水平的消纳利用，更加有力地保障电力可靠稳定供应，实现高质量跃升发展。

解决问题还需摸着石头过河

新型电力系统是传统电力系统的创新与发展。国家电网有限公司副总工程师兼基建部主任张宁认为，“要破解电力系统发展面临的瓶颈、解决深层次矛盾和问题，根本出路在于不断推进技术和管理创新。”

国家能源集团一位专家告诉21世纪经济报道记者，随着新能源装机占比不断提升，季节性出力特性受天气影响，对调节能力的需求将更大，要利用好传统调节电源，科学统筹推进源网荷各侧储能场景的优化布局，重视系统成本上升等问题。

国网能源研究院的一位研究员认为，当前新型电力系统建设还有三道关，“首先是，电力系统的可靠容量不足。风电、光伏因其自身出力特性，可靠性偏低到2030年，在全国范围内相对均匀分布的情况下，新能源装机超10亿千瓦，每年将有30天以上出力低于装机容量的10%，置信容量仅为1亿千瓦。”

其次是，现在传统大电网难以满足未来电力输送需求。长期以来，我国能源资源与负荷呈逆向分布，但随着经济社会的发展，各地区用电量需求与日俱增，预计到2030年，仅广东、福建、浙江、江苏和山东五省的全社会用电量就将达到3万亿千瓦时，未来可能会达到5万亿千瓦时。

他表示，“最后是电力系统转动惯量以及长周期调节能力不足。光伏发电利用半导体的光电效应将光能转变为电能，无转动惯量，风力发电转动惯量也严重不足，因此，当电力系统中大量的新能源机组替代常规电源时，系统频率调节能力将显著下降。”

源网荷一体化发展是破局之路

谈及构建新型电力系统实施路径时，国家电网有限公司发展部新型电力系统处副处长赵红嘎认为，要统筹好发展与安全、清洁转型与电力供应、存量与增量的关系，源网荷储各环节共同发力，积极稳妥构建新型电力系统。

中国科学院院士周孝信表示，要建立大规模能源电力输送系统，建设结构合理、安全可靠的配电网络以及进行能源电力市场建设，保障新型电力系统健康运行。

国网能源研究院的研究员表示，稳定的新型电力系统，离不开新能源，因此需要加大对风能、太阳能等可再生能源的开发力度，提高其利用率，是建设新型电力系统的基本前提。

“还需要引入大数据、人工智能等技术，实现对电力系统的智能化管理和调控，提高电力系统的稳定性和可靠性。同时，将智能化技术贯穿于电力系统的各个环节，提高电力系统的智能化水平，使其能够更好地适应市场的需求。增强系统灵活性资源。”他提出，鼓励新能源项目配置一定规模的煤电、水电、储能等调节性资源，通过“新能源+调节性电源”的模式提高稳定性。积极推动具备条件的火电项目进行灵活性改造，努力为系统提供经济可行、规模较大的调节能力。以增加清洁能源消纳、增强调频调峰能力为目标，科学有序发展抽水蓄能、电化学储能项目。加强可调节负荷、虚拟电厂等技术的研究和应用，实现源网荷一体化协同发展。