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(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的大背景下構(gòu)建的現(xiàn)代化電力體系，是關(guān)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(guān)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(zhuǎn)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(gòu)建提供了明確思路。由此可見，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，是能源電力領(lǐng)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(yuǎn)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(yīng)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(biāo)。當(dāng)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(dāng)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(dāng)前我國能源電力最緊迫的任務(wù)，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)最重要的目標(biāo)之一。
新型電力系統(tǒng)以清潔能源為主導(dǎo)，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(jié)構(gòu)由化石能源為主向可再生能源為主轉(zhuǎn)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(zhì)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(fēng)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(zhuǎn)型升級，大力構(gòu)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(lǐng)域的清潔用能替代，全面提升終端用能設(shè)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(guān)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(dāng)前能源轉(zhuǎn)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(fù)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(zhì)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(yīng)之需，充裕是維護能源高質(zhì)量發(fā)展之要。這需要從供給側(cè)和需求側(cè)進行“兩手抓、兩手都要硬”：從供給側(cè)來說，新能源正從補充能源轉(zhuǎn)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(guān)鍵，在大力發(fā)展風(fēng)光水等可再生能源、積極穩(wěn)妥發(fā)展核電的基礎(chǔ)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(zhuǎn)型，持續(xù)加大電力通道建設(shè)力度，確保電力供應(yīng)穩(wěn)定可靠；從需求側(cè)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(dǎo)節(jié)約用電，充分發(fā)揮需求側(cè)資源調(diào)節(jié)能力，規(guī)范用能用電管理，精準(zhǔn)開展需求響應(yīng)，以滿足經(jīng)濟社會高質(zhì)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(fù)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(chǔ)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(dǎo)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(dǎo)資本合理流動，通過技術(shù)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(yīng)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(wù)交易有機銜接，引導(dǎo)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(dān)和及時傳導(dǎo)，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(gòu)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(yīng)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(fù)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(zhì)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(zhuǎn)變，相互之間靈活互動和需求側(cè)響應(yīng)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(cè)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(cè)靈活調(diào)節(jié)資源的潛力，通過采取“有序利用可平抑負(fù)荷資源，加大力度布局網(wǎng)源及用戶側(cè)儲能電站建設(shè)，主動挖掘需求側(cè)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(shè)上的“短板”，真正解決供給側(cè)和需求側(cè)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(yīng)潛力，構(gòu)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(yīng)。
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(shù)，依托數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化技術(shù)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(zhuǎn)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(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)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(shù)，實現(xiàn)對新能源發(fā)電全息感知、精準(zhǔn)預(yù)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(shù)，聚合各類可調(diào)節(jié)負(fù)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(zhǔn)畫像等服務(wù)，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(shù)，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(wù)，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(dāng)前能源轉(zhuǎn)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(fù)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(lǐng)，立足經(jīng)濟社會高質(zhì)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(gòu)建適應(yīng)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(shè)的物理基礎(chǔ)。
堅強可靠是確保新型電力系統(tǒng)本質(zhì)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(shè)備等各環(huán)節(jié)，都具備系統(tǒng)性應(yīng)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(yīng)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(fēng)險監(jiān)測預(yù)警體系，能夠在常態(tài)運行與應(yīng)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(luò)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(shè)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(zhuǎn)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(wù)”的方式，促使綜合能源服務(wù)、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(yīng)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(yīng)用，使用電負(fù)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(fù)荷以及分布式儲能大量并網(wǎng)的基礎(chǔ)上，能源消費者的身份也從單純的消費者轉(zhuǎn)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(wù)形態(tài)，需求側(cè)響應(yīng)、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(shù)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(wù)外，綠色供電、定制化服務(wù)、精準(zhǔn)計量、電力大數(shù)據(jù)增值服務(wù)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(fēng)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(yīng)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(gòu)建新型電力系統(tǒng)、端牢能源“飯碗”，關(guān)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(zhuǎn)變?yōu)橹黧w，形成“水核風(fēng)光氫”等不同清潔能源此增彼長發(fā)展局面，低密度的風(fēng)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(fēng)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(yīng)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(yuǎn)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(yīng)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(zhì)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(shù)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(yīng)和消費，有效適應(yīng)不同地區(qū)、不同領(lǐng)域、不同行業(yè)的發(fā)展需求，實現(xiàn)能源電力供應(yīng)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(zhuǎn)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(wù)商、聚合商等多方共享；在系統(tǒng)構(gòu)成上，系統(tǒng)更加適配各類新技術(shù)、新設(shè)備以及多元負(fù)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(yīng)、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(zhuǎn)變，電力生產(chǎn)與系統(tǒng)調(diào)度運行、新能源功率預(yù)測、氣象條件等外界因素結(jié)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(gòu)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(yīng)用場景將由單純的“電”涵蓋到“電、水、氣、熱、冷、氫”等不同應(yīng)用場景，結(jié)構(gòu)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(luò)的高度融合，電網(wǎng)在城市管網(wǎng)中的基礎(chǔ)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(fù)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(shè)”，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(wù)數(shù)字政府和智慧城市建設(shè)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(cè)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(wù)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(zhuǎn)變。
