電力行業是我國碳排放最大的單一行業，大力發展以風能、太陽能為代表的新能源技術，構建以新能源為主的新型電力系統，促進電力領域脫碳，是推進能源清潔低碳轉型、實現碳達峰、碳中和目標的必由之路。

“構建新型電力系統的本質是實現新能源對傳統能源的逐步替代。”中國能源研究會與自然資源保護協會（NRDC）近日共同推出的“新型電力系統沙龍”系列活動上，中國能源研究會能源政策研究中心主任林衛斌表示，2030年前主要做增量上的替代，2030年后是存量的替代，預計2040年新能源發電量超過煤電，成為第一大主體電源，以新能源為主體的新型電力系統初步建成。


然而，新能源發電“靠天吃飯”的先天不足等眾多因素，注定構建以新能源為主體的新型電力系統面臨著諸多挑戰。新型電力系統如何突破“能源安全性、可持續性、經濟可承受性”的“能源不可能三角”？業內已經形成共識：電力系統源網荷儲的各個環節協調互動勢在必行。

新能源大規模高比例發展面臨多重新挑戰

電力規劃設計總院清潔能源研究院副院長饒建業介紹，新型能源體系的“新”可以體現在多個方面，包括新型的能源供給體系、消費體系、儲運體系、創新體系、產業體系和國際合作體系等方面。

近年來，以光伏、風能為主的新能源發電成本大幅下降，滲透率不斷提高，但由于其波動性大、出力不穩定，為配合新能源消納，電力系統運行成本有所上升。

水電水利規劃設計總院綜合能源部主任工程師李少彥分析，將新能源轉化為穩定電力供應的技術體系尚未形成，構建以新能源為主體的新型電力系統面臨著諸多挑戰，包括發展空間問題、經濟性問題、并網送出問題、安全運行問題、高效消納問題等。

“新能源已成為新增裝機主體，但新能源‘靠天吃飯’帶來的出力的不穩定增加了電力電量平衡以及安全供電的難度。受固有的隨機性和不可控性的影響，新能源發電出力在負荷高峰時段往往遠低于裝機容量，致使高峰時段的電力平衡難以保障。系統調度運行的復雜程度大幅提升。”國網能源研究院新能源研究所所長李瓊慧介紹。

饒建業表示，高比例新能源接入增加電力系統安全穩定運行難度，一是高比例新能源出力隨機性間歇性增加系統日內調節和跨季度調節困難，二是新能源出力和用電負荷特性不匹配，有可能增加系統保供難度，尤其在極端氣候條件下的保供要求，三是新能源的電力電子屬性，導致電力系統慣量下降，安全穩定運行風險增加。

成本也是不得不面臨的實際問題。“十四五”我國新能源裝機規模有望翻番，盡管新能源本體發電成本可實現平價，但新能源消納的系統成本將大幅升高。煤電靈活性改造投入也將持續增加，這些都將推高電力供應成本。

因此，李瓊慧提醒，新能源的大規模高比例發展不能一蹴而就，需要把握轉型節奏，統籌考慮“能源安全性、可持續性、經濟可承受性”三要素來構建更系統、更穩妥的發展路徑。

推動源網荷儲齊發力 提高電力系統綜合效率

有效破解新型電力系統靈活性供需矛盾、確保新型電力系統建設穩步推進成為近期一段時間亟待研究解決的課題。

業內專家建議，構建“源網荷儲”互動的新型電力系統，從網源協同規劃、創新電網發展方式、拓展需求側靈活響應、發展抽蓄儲能等方面，加快建設適應新能源快速發展的新型電力系統市場機制和政策體系。并通過先進的信息和控制技術，進一步加強電源側、負荷側、儲能的多向互動，有效解決清潔能源消納問題，提高電力系統綜合效率。

在“源”方面，相關部門多次強調大型風光基地是“十四五”新能源發展的重中之重。到2030年，在沙漠、戈壁、荒漠地區集中連片開發大型風光基地預計4.55億干瓦。

未來實現風光大基地目標最大的難題是外送和消納。國家能源局近日在回復《關于著力提高系統調節能力，科學推進新型電力系統建設的提案》時表示，下一步，國家能源局將圍繞以沙漠、戈壁、荒漠為重點的大型風電光伏基地開發建設，推動其周邊配套調峰煤電機組靈活性改造。同時大力支持在大型風電光伏基地等地區開展電源側抽水蓄能項目建設，優化電網側抽水蓄能布局，積極探索抽水蓄能項目為特定電源服務的機制和運行模式。

增強電源協調優化運行能力離不開統籌新能源與常規電源發展。李瓊慧建議，發揮好常規電源在轉型中的作用，推動煤炭清潔高效利用，推進煤炭有序替代。可考慮按照“增容控量”“控容減量”“減容減量”三個階段謀劃煤電轉型路徑。

在“網”這一環節，李瓊慧表示，應創新電網發展方式，進一步完善特高壓骨干網架的同時，推動微電網、有源配電網、局部直流電網等新形態電網與大電網協同發展，滿足新能源分布式發電、新型交互式用能設備大量接入，支撐中東部地區新能源分布式開發利用。

在“荷”環節，大力提升電力負荷彈性、通過新技術促進負荷響應新能源發電固有的波動性是行業探索的方向。在李少彥看來，可以通過價格機制、儲能技術應用等對用電側的需求進行整合和優化，使用電負荷盡可能地與光伏發電午間大發等規律性出力變化相吻合，更好地支持新能源利用。可提高用電側響應能力的措施和新技術包括電制熱儲熱、電制氫、電動汽車有序充電及智能充放電、智能家電、工業錯峰用電、虛擬電廠等。

在“儲”環節，新型儲能規模化布局正在加快。“未來高比例新能源電力系統中，儲能與需求側資源將逐步成為平衡備用的主力來源，傳統電源不具備比較優勢。”李瓊慧介紹。饒建業表示，未來10年是新型儲能發展的窗口期，應把新型儲能作為主攻方向加快布局，一方面，新型儲能的配置時長可以考慮逐步延長；另一方面，新型儲能將根據實際應用場景大規模的布局在電源側、電網側和負荷側，為電力系統穩定運行提供支撐。

作者：齊琛冏 來源：環球網 責任編輯：jianping