我國是能源消費(fèi)大國，也是碳排放大國，電力行業(yè)占能源行業(yè)二氧化碳排放總量的42%左右。加快推進(jìn)電力行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，破解日益增長的電力需求和環(huán)境約束之間的矛盾，關(guān)鍵之舉在于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)面臨多重挑戰(zhàn)

從源的方面看，靈活性發(fā)電資源調(diào)節(jié)能力不足。近年來，我國可再生能源發(fā)展迅猛，其中風(fēng)電、光伏增速最快。2010~2022年間，風(fēng)電裝機(jī)量年復(fù)合增長率達(dá)23.31%，光伏裝機(jī)量年復(fù)合增速達(dá)84.27%;風(fēng)電發(fā)電量年復(fù)合增速達(dá)25.5%，光伏發(fā)電量年復(fù)合增速達(dá)84.4%，發(fā)電量增速與裝機(jī)量增速基本保持同步。然而，風(fēng)光屬于波動性很大的不穩(wěn)定電源。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)面臨的首要問題就是解決靈活性電源不足。可再生能源亟需靈活電源作為輔助，而水電(含抽水蓄能)和天然氣是最佳靈活性調(diào)節(jié)資源，但受資源稟賦所限，發(fā)展規(guī)模均相對有限，目前只能依靠煤電靈活性改造。雖然煤電靈活性改造技術(shù)成熟，但存在機(jī)組靈活性改造后長期低負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的安全性和經(jīng)濟(jì)性問題。

從網(wǎng)的方面看，跨區(qū)域輸電通道不足及互濟(jì)能力不足。可再生能源裝機(jī)占比不斷提高，但受氣候影響大。伴隨著新能源大基地陸續(xù)開工建設(shè)，西北地區(qū)新能源裝機(jī)規(guī)模已超過煤電，反調(diào)峰特性突出，“夏豐冬枯、日盈夜虧”情況不斷加劇，負(fù)荷高峰時期電力供需緊張;西南地區(qū)雖是世界上規(guī)模最大的水電基地，但具有年調(diào)節(jié)及以上能力的水電站比重低，跨季調(diào)節(jié)能力差，電力供需豐枯、峰谷矛盾長期存在。當(dāng)前的跨區(qū)域輸電通道以單向外送功能為主，雙向互濟(jì)能力偏弱。其中，西部地區(qū)作為“西電東送”大基地，除重慶、西藏之外，外送電量占發(fā)電量的比重均在20%以上。其次，可再生能源送出通道重載，電網(wǎng)承接能力不足。由于新能源時間上出力的不確定性和空間上裝機(jī)分布的不均勻性，電網(wǎng)重要斷面日內(nèi)潮流變化劇烈、反轉(zhuǎn)頻繁，有可能導(dǎo)致一些通道重載、過載。

從荷的方面看，負(fù)荷側(cè)資源參與調(diào)節(jié)的市場機(jī)制及基礎(chǔ)設(shè)施不完善。一是輔助服務(wù)補(bǔ)償力度小。輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用偏低，現(xiàn)階段我國輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用僅占上網(wǎng)電費(fèi)總額的1.5%;成本向用戶側(cè)疏導(dǎo)不暢，輔助服務(wù)費(fèi)用主要由發(fā)電企業(yè)分?jǐn)偂６翘嵘到y(tǒng)調(diào)節(jié)能力的電價機(jī)制尚未形成。尚未形成促進(jìn)新型儲能發(fā)展的價格機(jī)制，電網(wǎng)側(cè)替代性儲能電價政策尚處于研究探索階段;負(fù)荷側(cè)資源主動參與調(diào)節(jié)積極性不高，通過價格信號調(diào)動需求側(cè)資源的機(jī)制還未形成。三是負(fù)荷側(cè)新能源微網(wǎng)和高可靠性數(shù)字配電系統(tǒng)發(fā)展緩慢，用戶側(cè)分布式電源與新型儲能資源智能高效配置與運(yùn)行優(yōu)化控制水平尚有待提高。

從儲的方面看，儲能經(jīng)濟(jì)性與安全性不足。新能源電力間歇性、隨機(jī)性、波動性的特征十分明顯，因此儲能成為新型電力系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。但儲能技術(shù)受制于經(jīng)濟(jì)性、安全性，商業(yè)化應(yīng)用有待進(jìn)一步開發(fā)。首先，當(dāng)前儲能成本較高，限制了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。其次，當(dāng)前儲能容量普遍較小，難以滿足大規(guī)模能源儲存需求。再次，儲能技術(shù)在能量轉(zhuǎn)化和存儲過程中存在一定的能量損失，限制了儲能系統(tǒng)的綜合效率。最后，部分儲能技術(shù)存在一定的安全隱患。

多措并舉推動新型電力系統(tǒng)建設(shè)

一要充分挖掘靈活性資源潛力。重點(diǎn)持續(xù)推進(jìn)煤電靈活性改造，制定合理的成本疏導(dǎo)機(jī)制，提高煤電靈活性改造的經(jīng)濟(jì)性。未來，抽水蓄能電站、天然氣發(fā)電、儲能、電網(wǎng)互濟(jì)需發(fā)揮更大的調(diào)節(jié)作用。加快抽水蓄能電站建設(shè)及改造，因地制宜發(fā)展天然氣調(diào)峰電站，引導(dǎo)分布式能源微網(wǎng)積極主動參與系統(tǒng)調(diào)節(jié);抓緊完善儲能產(chǎn)業(yè)政策體系、健全投資回報機(jī)制、研發(fā)關(guān)鍵核心技術(shù)等。豐富電力需求側(cè)產(chǎn)品種類，如鼓勵負(fù)荷集成商將需求側(cè)資源作為產(chǎn)品在容量市場、輔助服務(wù)市場、零售市場上參與競價交易;挖掘需求側(cè)響應(yīng)能力，引導(dǎo)電動汽車有序充放電，發(fā)展多元靈活性負(fù)荷。

二要加快推進(jìn)跨省跨區(qū)輸電通道建設(shè)，提升電網(wǎng)互濟(jì)能力。規(guī)劃建設(shè)跨省跨區(qū)輸電通道，提升資源大范圍優(yōu)化配置能力。充分利用鄰近省區(qū)調(diào)節(jié)能力，提升地區(qū)整體的新能源消納水平;建立送受端地區(qū)協(xié)作機(jī)制，最大程度發(fā)揮遠(yuǎn)距離大規(guī)模送電的效率效益。加快配電網(wǎng)改造和智能化升級。滿足分布式電源、電動汽車充電設(shè)施、新型儲能、數(shù)據(jù)中心等多元化負(fù)荷的靈活接入需求，推進(jìn)新能源就地開發(fā)、就近消納。優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行機(jī)制，共享儲能資源。構(gòu)建多層次智能電力系統(tǒng)調(diào)度體系，電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度“共享儲能”，實(shí)現(xiàn)儲能在不同場站間共享使用。

三要完善各類靈活調(diào)節(jié)資源相關(guān)市場機(jī)制。健全電力輔助服務(wù)市場機(jī)制，適當(dāng)增加爬坡類、系統(tǒng)慣性等交易品種，滿足系統(tǒng)不同時段的靈活需求;完善輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制，加大補(bǔ)償力度，有效引導(dǎo)企業(yè)提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。完善需求側(cè)電價政策，激發(fā)需求側(cè)資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的潛力;完善跨省跨區(qū)電能交易機(jī)制，促進(jìn)跨省區(qū)電力通道能源互濟(jì);出臺并完善面向新型儲能的電價政策及市場化機(jī)制。豐富輔助服務(wù)參與者，如儲能、配售電公司、微電網(wǎng)、虛擬電廠甚至獨(dú)立電力用戶。從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)多措并舉，充分調(diào)動挖掘各類靈活性資源潛力，以系統(tǒng)最優(yōu)的電力規(guī)劃理念引導(dǎo)源網(wǎng)荷儲靈活性資源協(xié)調(diào)發(fā)展。

四是突破支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重大技術(shù)。我國適應(yīng)新能源消納需要的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行新機(jī)制尚未建立，現(xiàn)有信息化手段不能充分滿足新能源功率預(yù)測與控制、可控負(fù)荷與新能源互動等需要，多能協(xié)調(diào)控制技術(shù)、新能源實(shí)時調(diào)度技術(shù)、送電功率靈活調(diào)節(jié)技術(shù)等新能源消納平衡技術(shù)亟待加強(qiáng)。建議進(jìn)一步加強(qiáng)先進(jìn)的發(fā)電預(yù)測及調(diào)度運(yùn)行技術(shù)，提高新能源接入系統(tǒng)運(yùn)行水平。積極研發(fā)高效率低成本可再生能源發(fā)電裝備、大功率柔性輸變電裝備、長時儲能、燃料電池、高溫材料、關(guān)鍵元器件等支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的技術(shù)、裝備、材料，提高構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的技術(shù)支撐能力。

(作者單位：國網(wǎng)【北京】綜合能源規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院)