把握特性机理 推动转型发展 ——《新型电力系统发展蓝皮书》解读之五

来源：中国电力报 时间：2023-06-15 10:08

王菲 孟健

　　实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军。推动新型电力系统建设，必须立足我国国情、遵循电力系统技术特性和发展规律，统筹能源安全和低碳转型，为实现中国式现代化提供绿色、可靠的电力保障。

系统运行机理及特性变化

　　《新型电力系统发展蓝皮书》（以下简称《蓝皮书》）指出，随着高比例可再生能源和高比例电力电子设备“双高”特性日益凸显，电力系统形态将由“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变，调控运行模式将由“源随荷动”向“源网荷储多元智能互动”转变。物质基础与运行模式等方面的改变，使得电力系统平衡、稳定机理与特性发生变化。

　　在电力平衡方面，新型电力系统中源荷双侧不确定性显著增强，系统平衡由传统的“确定性发电跟踪不确定负荷”转变为“不确定发电与不确定负荷双向匹配”，电力可靠供应和新能源高效利用难度大幅增加。为了实现电力系统功率实时平衡，需要深度挖掘源网荷储各环节调节潜力，通过资源协同互动实现系统功率平衡、保障电力可靠供应。

　　在系统稳定方面，新型电力系统低惯量、低阻尼、弱电压支撑等特征明显，造成功角、电压、频率等系统稳定问题突出，同时交直流、送受端、高低压电网的紧密耦合也进一步增加了系统连锁故障风险。此外，由于海量电力电子装置的响应特性差异显著，其接入交流系统使得以宽频振荡为代表的新型稳定问题不断出现。因此，电力系统将由“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，系统的稳定特性将由“机电主导”逐步向“机电—电力电子装置协同主导”转变。

柔性灵活是构建新型电力系统的重要支撑

　　《蓝皮书》提出柔性灵活是构建新型电力系统的重要支撑。具体而言，就是要科学统筹源网荷储协调发展、共同发力，保障电力可靠供应和系统安全稳定运行。

　　合理优化电源装机结构。传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠替代的基础上，其中煤电要在保障全社会电力可靠供应的前提下，逐步向基础保障性和系统调节性并重电源转型，要持续推进煤电机组灵活性改造、鼓励退役火电机组实施调相功能改造、优化新建煤电机组选型，提高煤电机组的平衡调节能力。水电要由传统的“电量供应为主”向“电量供应与灵活调节并重”转变，要适当超前布局调峰气电，安全有序发展核电。新能源要提升主动支撑能力，逐步实现在电力供应和稳定支撑方面的可靠替代。

　　打造坚强柔性电网平台。构建“大电网”和“分布式”兼容并举的电网格局，形成分层分区、结构清晰、安全可控、灵活高效的电网网架，主动适应大规模集中式新能源和量大面广的分布式能源发展，助力能源系统绿色低碳转型。进一步扩大以西电东送为代表的跨省跨区通道规模，充分发挥电网资源优化配置平台作用，支撑沙漠、戈壁、荒漠大型风电光伏基地开发和电力送出。加快各区域电网骨干网架建设，科学推动电网分层分区，促进各级电网协调发展。推动建设分布式智能电网，实现与大电网的兼容互补和友好互动。

　　提升负荷灵活响应能力。系统整合分散的需求侧响应资源，引导用户优化储、用电模式，高比例释放居民、一般工商业用电负荷的弹性，挖掘负荷侧调节能力。推动微电网、虚拟电厂、电动汽车充电设施等参与系统调控，充分发挥可中断负荷、可控负荷等资源的平衡调节和稳定支撑作用。

　　加快储能系统布局应用。科学推动各类型储能发展，形成多时间尺度的电能存储和电力调节能力，确保系统调节能力与新能源发展相协调。加快抽水蓄能建设，积极探索常规水电改抽水蓄能和混合式抽水蓄能电站的技术应用，充分发挥电力系统的调节器和稳定器作用，有效应对新能源系统功率大幅波动。推动新型储能多元化发展，加快在源网荷各侧的建设应用，充分发挥其快速功率调节支撑能力，有效支撑新型电力系统电力电量平衡与安全稳定运行。

　　此外，以“双高”为典型特征的新型电力系统控制对象较传统电力系统发生了深刻变化，要求构建适应新能源发展的调度运行体系，通过一次设备、二次系统共同发力，保障经济社会用电需求和电力系统稳定运行。

坚持系统规划推动电力系统转型发展

　　传统电力系统中，占据主导地位的常规电源出力稳定可控，且天然具备提供短路容量、惯量和一次调频的能力。因此，长期以来电力系统规划采用了“以荷定源、源荷定网”的思路。新型电力系统中源网荷储各侧电力电子化水平不断提高，电力电量平衡更加复杂、安全稳定问题呈现新特征，电力保供难度前所未有，要求坚持系统观念，统一规划、统筹推动源网荷储协调发展。

　　一是加强源网荷储协同规划保障电力可靠供应。常态化开展中长期电力电量平衡分析，准确把握电力电量平衡面临的形势任务，科学研判源网荷储发展需求。加强源网荷储统一规划，促进电力生产、传输、消费、储能各环节协同联动、有效衔接，充分发挥源网荷储各侧优势特点和调节能力，共同维持电力电量平衡，在新能源全面实现安全可靠替代常规电源之前，需要合理规划新建常规电源、维护好存量机组。统筹好各类电源、储能与电网建设周期的差异，力争实现源网荷储一体规划、同步建设、同步投运。

　　二是加强各环节支撑能力建设提升系统稳定水平。发挥好常规电源的基础性稳定支撑作用，根据不同地区、不同发展阶段的系统稳定支撑需求，因地制宜提出常规电源的发展路径规划。新能源要通过技术创新不断提升自身的主动支撑能力，推动系统友好型电站建设，逐步具备与常规电源相近的涉网性能，承担起作为主力电源的稳定支撑责任。发挥好储能系统对电力系统稳定的支撑性作用，推动可调节负荷、非生产负荷参与事故紧急调节。

　　三是强化调度运行体系建设保障系统安全运行。新型电力系统运行方式复杂多变，控制变量成倍增加，新能源发电、储能、可调节负荷、非生产负荷均需要纳入调度范畴。要构建适应新能源发展的调度运行体系，精准掌握电力系统特性变化，不断提高新能源功率预测精度，统筹全系统调节资源，支撑源网荷储协同控制。此外，对二次系统的高度依赖是新型电力系统的重要特征，需要统筹开展源网荷储各侧二次系统规划，通过一次设备、二次系统共同发力，实现新型电力系统广域可观、可测、可控，保障系统安全稳定和高效运行。（作者单位：国网经济技术研究院有限公司）

责任编辑：吴苏灵