“双碳战略”周年系列 | 如何构建符合“双碳”目标的新型电力系统（二）

以新能源为主体的新型电力系统承载着能源转型的历史使命，是清洁低碳、安全高效能源体系的重要组成部分，是以新能源为供给主体、以确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。

1.清洁低碳，形成清洁主导、电为中心的能源供应和消费体系，生产侧实现多元化、清洁化、低碳化，消费侧实现高效化、减量化、电气化。

具体来看，多元化：供给侧风、光、水、火、核、生物质、天然气等多种一次能源形式。清洁化：清洁化是比较外在感性的说法（清洁是指不排放污染物，如清洁煤燃烧发电是清洁的，但不是低碳的），此处主要指电源结构以清洁能源为主。低碳化：新型电力系统源侧的核心要求，提高风、光、水、天然气等零碳、低碳发电量比例，常规燃煤电厂通过加装CCUS实现净零排放。高效化：我国作为发展中国家，必须在实现能源消费总量控制的同时保障未来经济持续增长，就必须提高全社会用能效率，降低能源消费强度（单位GDP能耗）。减量化：指实现能源消费总量（包括一次能源消费与终端能源消费）的减量控制，但同时值得指出的是，电能消费需求从2020~2060年一直在持续增长。电气化：持续推动消费侧电能替代，提升能源利用效率，降低其他行业碳排放,是实现高效化和减量化的重要手段。

2.安全可控，新能源具备主动支撑能力，分布式、微电网可观可测可控在控，大电网规模合理、结构坚强，构建安全防御体系，增强系统韧性、弹性和自愈能力。

3.灵活高效，发电侧、负荷侧调节能力强，电网侧资源配置能力强，实现各类能源互通互济、灵活转换，提升整体效率。

4.智能友好，高度数字化、智慧化、网络化，实现对海量分散发供用对象的智能协调控制，实现源网荷储各要素友好协同。

5.开放互动，适应各类新技术、新设备以及多元负荷大规模接入，与电力市场紧密融合，各类市场主体广泛参与、充分竞争、主动响应、双向互动。

1.电源结构发生变化。主要体现在电源结构由可控连续出力的煤电装机占主导，向强不确定性、弱可控出力的新能源发电装机占主导转变。

2.负荷特性发生变化。主要体现在基本负荷体量大，尖峰负荷增幅大，随机负荷波动大；源-荷角色转换呈现随机性；负荷特性由传统的刚性、纯消费型，向柔性、生产与消费兼具型转变。

3.电网形态发生变化。主要体现在电网形态由单向逐级输配电为主的传统电网，向包括交直流混联大电网、直流电网、微电网和可调节负荷的能源互联网转变。一是大电网仍将发挥重要作用，承担电能的大容量、远距离输送任务。二是配电网将接入源荷储等元素，发挥能源综合承载与互动作用。三是微电网将与多类能源网络互联互通，发挥终端用能交互与自治协调的作用 。

4.运行特性发生变化。主要体现在从以充裕度确保发电与用电平衡的方式，转变为“发电从优、用电可调、发用联动”的运行方式。一是由源随荷动的实时平衡模式、大电网一体化控制模式，向源网荷储协同互动的非完全实时平衡模式转变。二是储能将从以抽蓄集中式接入电网为主过渡到以抽蓄和电化学储能为主，多类型储能协调发展，通过集中式与分布式接入广泛应用于发输配用各环节。三是由于风光等新能源发电全部来源于气候资源，系统运行将高度依赖于气象条件，气象条件影响范围涵盖发电、输电、用电全环节。

5.技术基础发生变化。一是体现在物理电力系统的技术基础由同步发电机为主导的机械电磁系统，向由电力电子设备和同步机共同主导的混合系统转变。二是体现在物理电力系统的技术基础由同步发电机为主导的机械电磁系统，向由电力电子设备和同步机共同主导的混合系统转变。

构建新型电力系统，总的发展路径是：进行电网架构的重构，要素的布局和配置，理论和技术的突破，数字的深度赋能，机制与模式的创新，构建能源互联网，形成以新能源为主体的新型电力系统，实现碳中和目标。在建设进程上，与国家实现“双碳”目标的主要时间节点是基本同步的，具体可大致划分为两个阶段。

具体特征表现为：新能源装机逐步成为第一大电源，常规电源逐步转变为调节性和保障性电源。电力系统总体维持较高转动惯量和交流同步运行特点，交流与直流、大电网与微电网协调发展。系统储能、需求响应等规模不断扩大，发电机组出力和用电负荷初步实现解耦。

主要解决的问题：要实现达峰时的新能源装机容量达到一定的规模，为达峰后的新能源向主体发展奠定基础，保证达后不返；开展新能源为主体的新型电力系统设计和构建，探索新型电力系统的路径并向其演进。

具体特征表现为：新能源逐步成为电力电量供应主体，火电通过CCUS技术逐步实现净零排放，成为长周期调节电源。分布式电源、微电网、交直流组网与大电网融合发展。系统储能全面应用、负荷全面深入参与调节，发电机组出力和用电负荷逐步实现全面解耦。

主要解决的问题：该阶段是新型电力系统建设的主导发展期，重点需要通过技术手段解决新能源出力比例和消纳利用受限的问题，解决全社会深度脱碳的电能增长的承载问题，最终实现电网形态的革命性转变。