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碳達峰、碳中和目標是我國能源安全和經濟轉型的內在需求和必然選擇，事關中華民族永續發展，對國際社會綠色低碳發展將起到促進作用，彰顯了負責任大國對構建人類命運共同體的使命與擔當。

在(zai)碳達(da)峰、碳中(zhong)和目標指(zhi)引下，預計到(dao)2060年，我國風電(dian)(dian)、光伏等(deng)新能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)(dian)量(liang)占比(bi)將(jiang)達(da)65%，未(wei)來(lai)的能(neng)(neng)源(yuan)消費比(bi)重中(zhong)，可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)將(jiang)從能(neng)(neng)源(yuan)電(dian)(dian)力消費的增(zeng)量(liang)補(bu)充(chong)變(bian)為增(zeng)量(liang)主(zhu)體。這意味著(zhu)在(zai)未(wei)來(lai)電(dian)(dian)力系(xi)統中(zhong)新能(neng)(neng)源(yuan)將(jiang)成為主(zhu)力電(dian)(dian)源(yuan)，煤(mei)電(dian)(dian)等(deng)傳統化石能(neng)(neng)源(yuan)將(jiang)退為輔助性電(dian)(dian)源(yuan)。

廣泛接(jie)入的(de)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)將(jiang)(jiang)(jiang)改變傳統電(dian)(dian)(dian)力系統未(wei)來格局。在供給(gei)側，新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)呈集中式(shi)和分布(bu)式(shi)并(bing)存的(de)局面，且根據資源(yuan)(yuan)特點(dian)、地(di)理(li)分布(bu)、建設條(tiao)件等靈活(huo)布(bu)局，將(jiang)(jiang)(jiang)出現(xian)“新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)+儲能(neng)(neng)(neng)”“新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)+氫能(neng)(neng)(neng)”“水電(dian)(dian)(dian)+光伏+儲能(neng)(neng)(neng)”等多元協調電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)新(xin)模式(shi)。在需求側，電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)占(zhan)終端能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)的(de)比重(zhong)大幅提升，終端能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)“新(xin)電(dian)(dian)(dian)氣化”進(jin)程加快，電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)替代將(jiang)(jiang)(jiang)持續(xu)提高(gao)建筑、交通、工業終端用能(neng)(neng)(neng)領域的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)占(zhan)比。供給(gei)側和需求側的(de)結構(gou)性(xing)變化將(jiang)(jiang)(jiang)給(gei)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)力網絡的(de)安全(quan)(quan)穩定和綠(lv)色高(gao)效帶(dai)來重(zhong)大挑戰。因此(ci)，亟需開展(zhan)(zhan)新(xin)型電(dian)(dian)(dian)力系統建設，發揮其(qi)在全(quan)(quan)社會能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)優化配置中的(de)積極作用，促進(jin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)綠(lv)色生產(chan)和消費(fei)，落實能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發展(zhan)(zhan)戰略，支撐(cheng)“雙碳”目(mu)標(biao)實現(xian)。

新型電力系統具有綠色低碳、靈活柔性、數字智能三大特征

新(xin)型電(dian)力系(xi)(xi)統強調數(shu)(shu)字技術進(jin)步與用(yong)戶需求(qiu)變革驅動，以建設多樣互動的(de)用(yong)電(dian)體系(xi)(xi)為目標，推動源(yuan)網荷(he)儲互動融合和關鍵技術應用(yong)，更加關注電(dian)網數(shu)(shu)據價值發現和創造，表現為綠色(se)低碳、靈活柔(rou)性、數(shu)(shu)字智(zhi)能三大特征。

綠色低碳(tan)：新能(neng)源占主(zhu)導地(di)位，預計到(dao)“十四五”末，我(wo)國可再生(sheng)能(neng)源發(fa)電(dian)裝機占比將(jiang)超過50%，可再生(sheng)能(neng)源在(zai)全(quan)社(she)會用電(dian)量增量中的(de)占比將(jiang)達2/3左右，未來在(zai)新一輪(lun)科技革命推動下，電(dian)力系統(tong)將(jiang)向深度(du)低碳(tan)或零碳(tan)電(dian)力系統(tong)不斷演進。

靈活(huo)柔性(xing)(xing)：隨著新能源裝機規模(mo)迅速增(zeng)加，電源出力特性(xing)(xing)愈發復雜，不(bu)確(que)定(ding)性(xing)(xing)明(ming)顯。特高壓(ya)柔性(xing)(xing)直(zhi)流輸電技(ji)術(shu)將支撐大規模(mo)新能源集(ji)中開發與跨省區(qu)高效(xiao)優化(hua)配置，數字化(hua)調控(kong)技(ji)術(shu)將使(shi)電網更加靈活(huo)可(ke)控(kong)，可(ke)實現新能源靈活(huo)、安全、高效(xiao)廣泛(fan)接入電網，以及分布式新能源高效(xiao)就地消(xiao)納。

數字(zi)(zi)智能(neng)：新一代(dai)數字(zi)(zi)技術通(tong)過設備終端(duan)提升電網數據采(cai)集、分析和應用能(neng)力(li)(li)(li)，使(shi)電網具備超強感知(zhi)能(neng)力(li)(li)(li)、強大(da)“算力(li)(li)(li)+電力(li)(li)(li)”能(neng)力(li)(li)(li)、智慧(hui)決策能(neng)力(li)(li)(li)和快速執行(xing)能(neng)力(li)(li)(li)，數字(zi)(zi)技術與(yu)傳統電力(li)(li)(li)技術深(shen)度融合(he)促進電力(li)(li)(li)系統上下游(you)各環節(jie)智能(neng)化(hua)、智慧(hui)化(hua)，為源網荷儲一體化(hua)協(xie)調發(fa)展提供(gong)關鍵保障。

由此可(ke)(ke)見(jian)，新型電力系(xi)統(tong)作(zuo)為新能(neng)源(yuan)優化配置平臺(tai)的作(zuo)用將(jiang)更加(jia)顯著，可(ke)(ke)提升(sheng)能(neng)源(yuan)消納效率(lv)和經濟(ji)性。同(tong)時(shi)，新一代(dai)數字技術使電網“可(ke)(ke)觀、可(ke)(ke)測、可(ke)(ke)控”成為現實。

高比例新能源特性將對可靠供電等帶來新挑戰

新型電(dian)力系統將呈現高比例新能源特性(xing)，對可靠(kao)供電(dian)、安全穩定和經濟運行(xing)等帶來新挑戰：

電力系統(tong)持(chi)續可靠供(gong)電面(mian)臨新挑(tiao)戰。新能源(yuan)隨機性、波動(dong)性、間歇性等特(te)點對持(chi)續可靠供(gong)電帶來挑(tiao)戰，常規電源(yuan)調節(jie)難以應對新能源(yuan)日內功率(lv)波動(dong)，新能源(yuan)消(xiao)納存(cun)在巨(ju)大(da)(da)挑(tiao)戰。而且，風光(guang)發電不確(que)定性大(da)(da)，風電發電主(zhu)要集中在春(chun)冬(dong)兩季(ji)，光(guang)伏(fu)發電主(zhu)要集中在夏秋(qiu)兩季(ji)。同時，風電利(li)用小(xiao)時數、光(guang)伏(fu)利(li)用小(xiao)時數相差大(da)(da)，這對系統(tong)規劃提(ti)出了更高(gao)要求。

電(dian)力系統負(fu)荷(he)(he)(he)(he)預(yu)(yu)測難(nan)度加(jia)大。作為清潔的終(zhong)端(duan)能(neng)源(yuan)(yuan)，電(dian)能(neng)將(jiang)(jiang)(jiang)成為主要(yao)的能(neng)源(yuan)(yuan)消費品種(zhong)，電(dian)力負(fu)荷(he)(he)(he)(he)結構將(jiang)(jiang)(jiang)更加(jia)多元化，電(dian)動(dong)汽(qi)車充電(dian)等消費側多樣性行為將(jiang)(jiang)(jiang)導致電(dian)力負(fu)荷(he)(he)(he)(he)預(yu)(yu)測和協(xie)調難(nan)度加(jia)大，源(yuan)(yuan)、網、荷(he)(he)(he)(he)互(hu)動(dong)和交織(zhi)將(jiang)(jiang)(jiang)加(jia)劇電(dian)力系統波動(dong)。

大規(gui)模儲(chu)能(neng)增(zeng)加(jia)電(dian)力(li)系(xi)(xi)統復雜(za)(za)度(du)。廣泛的(de)新能(neng)源并(bing)網消納需合(he)理配置(zhi)大規(gui)模儲(chu)能(neng)，以提高系(xi)(xi)統的(de)可控性和靈(ling)活性。預計到2060年，全國(guo)儲(chu)能(neng)裝機容量(liang)將達7.5億千瓦，大量(liang)電(dian)力(li)電(dian)子變(bian)換器型儲(chu)能(neng)裝置(zhi)增(zeng)加(jia)將使得系(xi)(xi)統的(de)復雜(za)(za)度(du)進一(yi)步增(zeng)加(jia)。

電(dian)網安全穩(wen)(wen)定運(yun)行難(nan)度(du)增大。新(xin)能(neng)源(yuan)具有廣泛(fan)的接入優勢，這使(shi)得電(dian)力系(xi)(xi)(xi)統(tong)電(dian)壓穩(wen)(wen)定控(kong)(kong)制問題(ti)突(tu)出。大規模新(xin)能(neng)源(yuan)接入使(shi)電(dian)力系(xi)(xi)(xi)統(tong)不(bu)確定性增加(jia)，對電(dian)網安全構成威脅，而且，新(xin)能(neng)源(yuan)存(cun)在(zai)發(fa)電(dian)單體容量(liang)(liang)小、數量(liang)(liang)多的問題(ti)。未來(lai)，全國新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)單元將達數千萬級(ji)，氣象(xiang)環境、運(yun)行控(kong)(kong)制等(deng)信號(hao)數量(liang)(liang)可達數十億，系(xi)(xi)(xi)統(tong)調(diao)度(du)運(yun)行極其復(fu)雜，控(kong)(kong)制措施配(pei)置和實施難(nan)度(du)增大。

需突破大規模新能源高效消納、先進儲能、氫能等關鍵核心技術

作為保障(zhang)國家能源(yuan)安全的“國家隊”、黨和(he)人民信(xin)賴(lai)依靠的“大國重(zhong)器”，電網企(qi)業需發揮“引領(ling)者”作用，堅持不懈推(tui)進科技進步與(yu)創新，在新型電力系統構建(jian)的關鍵核(he)心技術(shu)領(ling)域取得領(ling)先(xian)突破。

大規(gui)模新能(neng)(neng)(neng)源高效(xiao)消納(na)技(ji)術是新型電(dian)(dian)力(li)系統建設的關(guan)鍵，需集(ji)中突破新能(neng)(neng)(neng)源發(fa)電(dian)(dian)場(chang)站和(he)集(ji)群精(jing)確(que)建模技(ji)術、新能(neng)(neng)(neng)源發(fa)電(dian)(dian)監測(ce)與(yu)(yu)預(yu)測(ce)技(ji)術。在新能(neng)(neng)(neng)源消納(na)方面(mian)，需突破源網荷(he)儲(chu)協調規(gui)劃技(ji)術、概率化電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)量(liang)平衡與(yu)(yu)全景運行模擬技(ji)術，以提升電(dian)(dian)網大規(gui)模新能(neng)(neng)(neng)源承載能(neng)(neng)(neng)力(li)。

電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)子裝備接(jie)(jie)入電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)穩(wen)定(ding)運行控(kong)(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)。系(xi)統(tong)運行控(kong)(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)亟需(xu)(xu)變(bian)革創新，需(xu)(xu)研究(jiu)和(he)突破高比例電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)子化設(she)備接(jie)(jie)入系(xi)統(tong)后的(de)穩(wen)定(ding)性難題、特大(da)型交直流(liu)串并聯復雜(za)大(da)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)數(shu)字化調控(kong)(kong)技(ji)術(shu)、新型電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)安(an)全穩(wen)定(ding)防(fang)控(kong)(kong)體系(xi)重構(gou)技(ji)術(shu)，以及(ji)針對極端天氣和(he)外(wai)部攻擊(ji)的(de)主(zhu)動防(fang)御與快速(su)恢復技(ji)術(shu)。

先進(jin)儲(chu)能(neng)及應(ying)用(yong)技術。儲(chu)能(neng)是未來(lai)新型(xing)能(neng)源系統(tong)的(de)重要應(ying)用(yong)技術，其(qi)中，推(tui)進(jin)電動汽車規(gui)模化應(ying)用(yong)，有利(li)于節能(neng)減(jian)排，實(shi)現用(yong)戶側調節電力(li)需求(qiu)；進(jin)一(yi)步(bu)推(tui)動抽水蓄(xu)能(neng)電站、壓縮空氣儲(chu)能(neng)、超(chao)導(dao)磁儲(chu)能(neng)系統(tong)等技術應(ying)用(yong)，研究和應(ying)用(yong)系統(tong)集成與調控技術，將(jiang)滿足新型(xing)電力(li)系統(tong)安(an)全(quan)穩定(ding)運行需求(qiu)。

氫(qing)能(neng)相關技術。氫(qing)能(neng)是一種理(li)想的(de)零碳(tan)能(neng)源。通過風(feng)光(guang)等新能(neng)源電(dian)(dian)力制氫(qing)，將氫(qing)與燃料電(dian)(dian)池結合(he)發(fa)電(dian)(dian)，以此形成氫(qing)能(neng)產業生態(tai)圈，有助(zhu)于加快構建低碳(tan)化的(de)氫(qing)能(neng)供應體系。同時，發(fa)展電(dian)(dian)解(jie)水制氫(qing)技術，利用棄風(feng)、棄光(guang)、棄水資源制取“綠氫(qing)”，在碳(tan)中和(he)進程中與可再(zai)生能(neng)源無(wu)法發(fa)揮作用的(de)領域實現互補。

下一步，南方(fang)電網公司將(jiang)加快推動新型電力(li)系統(tong)發展，以科技創新支撐新型電力(li)系統(tong)構(gou)建，助力(li)實現碳達峰(feng)、碳中和(he)。

注：本文作者系南方電網深圳數字電網研究院有限公司董事長、黨委書記段衛國。