高質量發展新型電力系統技術，助力實現“雙碳”目標

2021年9月29日，國際能源署（IEA）發布《中國能源體系碳中和路線圖》報告，在報告所描繪的路徑中，截至2030年的主要減排動力來自于提高能源效率、發展可再生能源和減少煤炭使用，同時指出我國二氧化碳排放的主要來源是電力行業（48%）、其次為工業（36%）、交通（8%）和建筑（5%），排放峰值越早到來，對我國按時實現碳中和的機會就越大。根據我國國情，其他碳排放占比較高部門，如工業部門、建筑部門、交通部門已積極推動節能提效和電氣化替代，但碳達峰時間存有較大不確定性。相對來說，電力部門是最容易實現碳達峰的重點部門，其盡早達峰對全國碳達峰的實現起到重要的橋梁和紐帶作用。

政策：加快發展新型電力系統，推動能源電力轉型

2021年3月15日，中央財經委員會第九次會議對能源電力發展作出了系統闡述，首次提出構建新型電力系統，同時為新時代能源電力發展指明了科學方向，也為全球電力可持續發展提供了中國方案。黨的二十大報告強調：“要積極穩妥推進碳達峰碳中和，深入推進能源革命，加快規劃建設新型能源體系”，這為新時代我國能源電力高質量躍升式發展指明了前進方向，提出了更高要求。

2023年1月6日，國家能源局就《新型電力系統發展藍皮書(征求意見稿)》（以下簡稱《藍皮書》）公開征求意見，意見指出，新型電力系統具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎保障，共同構建了新型電力系統的“四位一體”框架體系。

市場：需求持續走高，供給結構穩步轉型

電力需求：自2010年以來，工業化城鎮化進程不斷推進，經濟由高速增長轉變為高質量增長，電力需求持續增長�！笆�三五”期間，我國電力需求的增長速度仍然較快，年均增速為4.9%，其中，電能替代加速，電氣化率穩步提升，對全社會的電能需求起到了推進作用。國家能源局2023年1月18日公布的數據顯示，2022年，全社會用電量86372億千瓦時，同比增長3.6%。隨著國內能源消費結構的優化調整，技術進步、經濟發展等因素，未來我國電能需求仍將持續走高。

電力供給：根據國家能源局公布的“2021年度全國可再生能源電力發展監測評價結果”顯示，截至2021年底，全國可再生能源發電累計裝機容量10.63億千瓦，同比增長約13.8%，占全部電力裝機的44.8%；其中，水電裝機3.91億千瓦（抽水蓄能0.36億千瓦）、風電裝機3.28億千瓦、光伏發電裝機3.06億千瓦、生物質發電裝機3798萬千瓦。2021年，全國可再生能源發電量達2.48萬億千瓦時，占全部發電量的29.7%；其中水電發電量1.34萬億千瓦時，占全部發電量的16.0%；風電發電量6556億千瓦時，占全部發電量的7.8%；光伏發電量3259億千瓦時，占全部發電量的3.9%；生物質發電量1637億千瓦時，占全部發電量的2.0%。我國電力對燃煤發電增量電量形成有效替代，電力生產供應能力穩步提升，行業清潔低碳轉型加速推進。

挑戰：電力保供和新能源消納是主線

構建新型電力系統的本質是要滿足高占比新能源電網的運行需求，通過打通能源供需各個環節，實現源網荷儲高效互動，并通過綠色電力能源中介，引導能源生產和消費產業鏈的綠色轉型，實現電能綠色價值順利傳導至終端用戶。而目前構建新型電力系統存在不同方面的問題挑戰。

一是源-荷不確定性加劇，保障電力供應安全面臨挑戰。我國現階段電力電量依托“源隨荷動”的平衡模式保障電力供需平衡，新能源本身由于我國資源稟賦具有隨機性、波動性和間歇性的特征，隨著新能源和新負荷大規模接入，電源的不確定性愈發明顯，而用電需求因氣象、電價、消費心理等多方面影響，預測難度增大，源-荷雙側不確定性日益凸顯，電力供應安全形勢嚴峻。

二是“雙高”特性日益凸顯，系統運行壓力持續增加�！半p高”主要是指高比例可再生能源和高比例電力電子設備，隨著高比例新能源、新型儲能、柔性直流輸電等電力技術快速發展和推廣應用，系統主體多元化、電網形態復雜化、運行方式多樣化的特點愈發明顯，對電力系統安全、高效、優化運行提出了更大挑戰。

三是電力關鍵核心技術水平偏低，科技創新驅動效能需持續提升。同世界能源電力科技強國相比，我國仍存在短板與不足，氫能、新型核電、碳捕捉利用及封存（CCUS）、燃料電池、大型燃氣輪機、高溫材料等核心技術裝備長期被國外壟斷，支撐新型電力系統構建的“卡脖子”技術和核心裝備亟需攻關突破。

方向：科技創新是構建新型電力系統的關鍵支撐

新型電力系統是以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經濟社會高質量發展的電力需求為首要目標，以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務，以源網荷儲多向協同、靈活互動為堅強支撐，以堅強、智能、柔性電網為樞紐平臺，以技術創新和體制機制創新為基礎保障的新時代電力系統。所以面對挑戰，科技創新是構建新型電力系統的關鍵支撐，可重點從以下方面開展科技攻關。

一是源網荷儲雙向互動技術。通過數字化技術賦能，推動“源隨荷動”向“源荷互動”轉變，實現源網荷儲多方資源的智能友好、協同互動。

二是虛擬同步發電機技術。通過在新能源并網中加入儲能或運行在實時限功率狀態，并優化控制方式為系統提供調頻、調壓、調峰和調相支撐，提升新能源并網友好性。

三是長周期儲能技術。長時儲能與大型風光項目的組合將大概率替代傳統化石能源，成為基礎負載發電廠，對零碳電力系統中后期建設打基礎。

四是虛擬電廠技術。源網荷儲一體化項目的推廣應用，以及分布式能源、微網、儲能的快速發展為虛擬電廠提供了豐富的資源，虛擬電廠將成為電力系統平衡的重要組成。

五是其他技術。新能源直流組網、直流微電網、交直流混聯配電網等技術的研發與突破，將有助于實現更高比例的新能源并網，為電力系統的安全穩定運行提供保障。

未來：新型電力系統助推實現“碳達峰、碳中和”遠景目標

新型電力系統是國家結合國內外發展情況，從實現能源電力清潔低碳轉型的角度提出的重大戰略任務，是“雙碳”背景下能源轉型的重大時代背景和歷史使命。國家錨定2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和的目標，按照“以新能源為主體”要求，設置新型電力系統的戰略目標，制定能源低碳轉型下構建新型電力系統的戰略，更是在《藍皮書》中明確構建新型電力系統“三步走”，分步驟預測不同階段電力系統的能源結構。

未來重構能源體系是實現“雙碳”目標的必然要求，而構建新型電力系統是“雙碳”目標導向下能源體系重構的核心。使命在肩，擊鼓催征，我們要準確把握新型電力系統帶來的新機遇新挑戰，立足實際找準切入點、發力點，樹立系統思維、創新思維和開放思維，加快推動新型電力系統高質量發展，助力“碳達峰、碳中和”目標的早日實現。