把握特性機理 推動轉型發(fā)展 ——《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》解讀之五
來源：中國電力報 時間：2023-06-15 10:08
王菲 孟健
實現“雙碳”目標，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍。推動新型電力系統(tǒng)建設，必須立足我國國情、遵循電力系統(tǒng)技術特性和發(fā)展規(guī)律，統(tǒng)籌能源安全和低碳轉型，為實現中國式現代化提供綠色、可靠的電力保障。
系統(tǒng)運行機理及特性變化
《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》（以下簡稱《藍皮書》）指出，隨著高比例可再生能源和高比例電力電子設備“雙高”特性日益凸顯，電力系統(tǒng)形態(tài)將由“源網荷”三要素向“源網荷儲”四要素轉變，調控運行模式將由“源隨荷動”向“源網荷儲多元智能互動”轉變。物質基礎與運行模式等方面的改變，使得電力系統(tǒng)平衡、穩(wěn)定機理與特性發(fā)生變化。
在電力平衡方面，新型電力系統(tǒng)中源荷雙側不確定性顯著增強，系統(tǒng)平衡由傳統(tǒng)的“確定性發(fā)電跟蹤不確定負荷”轉變?yōu)椤安淮_定發(fā)電與不確定負荷雙向匹配”，電力可靠供應和新能源高效利用難度大幅增加。為了實現電力系統(tǒng)功率實時平衡，需要深度挖掘源網荷儲各環(huán)節(jié)調節(jié)潛力，通過資源協(xié)同互動實現系統(tǒng)功率平衡、保障電力可靠供應。
在系統(tǒng)穩(wěn)定方面，新型電力系統(tǒng)低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等特征明顯，造成功角、電壓、頻率等系統(tǒng)穩(wěn)定問題突出，同時交直流、送受端、高低壓電網的緊密耦合也進一步增加了系統(tǒng)連鎖故障風險。此外，由于海量電力電子裝置的響應特性差異顯著，其接入交流系統(tǒng)使得以寬頻振蕩為代表的新型穩(wěn)定問題不斷出現。因此，電力系統(tǒng)將由“同步發(fā)電機為主導的機械電磁系統(tǒng)”向由“電力電子設備和同步機共同主導的混合系統(tǒng)”轉變，系統(tǒng)的穩(wěn)定特性將由“機電主導”逐步向“機電—電力電子裝置協(xié)同主導”轉變。
柔性靈活是構建新型電力系統(tǒng)的重要支撐
《藍皮書》提出柔性靈活是構建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。具體而言，就是要科學統(tǒng)籌源網荷儲協(xié)調發(fā)展、共同發(fā)力，保障電力可靠供應和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
合理優(yōu)化電源裝機結構。傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠替代的基礎上，其中煤電要在保障全社會電力可靠供應的前提下，逐步向基礎保障性和系統(tǒng)調節(jié)性并重電源轉型，要持續(xù)推進煤電機組靈活性改造、鼓勵退役火電機組實施調相功能改造、優(yōu)化新建煤電機組選型，提高煤電機組的平衡調節(jié)能力。水電要由傳統(tǒng)的“電量供應為主”向“電量供應與靈活調節(jié)并重”轉變，要適當超前布局調峰氣電，安全有序發(fā)展核電。新能源要提升主動支撐能力，逐步實現在電力供應和穩(wěn)定支撐方面的可靠替代。
打造堅強柔性電網平臺。構建“大電網”和“分布式”兼容并舉的電網格局，形成分層分區(qū)、結構清晰、安全可控、靈活高效的電網網架，主動適應大規(guī)模集中式新能源和量大面廣的分布式能源發(fā)展，助力能源系統(tǒng)綠色低碳轉型。進一步擴大以西電東送為代表的跨省跨區(qū)通道規(guī)模，充分發(fā)揮電網資源優(yōu)化配置平臺作用，支撐沙漠、戈壁、荒漠大型風電光伏基地開發(fā)和電力送出。加快各區(qū)域電網骨干網架建設，科學推動電網分層分區(qū)，促進各級電網協(xié)調發(fā)展。推動建設分布式智能電網，實現與大電網的兼容互補和友好互動。
提升負荷靈活響應能力。系統(tǒng)整合分散的需求側響應資源，引導用戶優(yōu)化儲、用電模式，高比例釋放居民、一般工商業(yè)用電負荷的彈性，挖掘負荷側調節(jié)能力。推動微電網、虛擬電廠、電動汽車充電設施等參與系統(tǒng)調控，充分發(fā)揮可中斷負荷、可控負荷等資源的平衡調節(jié)和穩(wěn)定支撐作用。
加快儲能系統(tǒng)布局應用?？茖W推動各類型儲能發(fā)展，形成多時間尺度的電能存儲和電力調節(jié)能力，確保系統(tǒng)調節(jié)能力與新能源發(fā)展相協(xié)調。加快抽水蓄能建設，積極探索常規(guī)水電改抽水蓄能和混合式抽水蓄能電站的技術應用，充分發(fā)揮電力系統(tǒng)的調節(jié)器和穩(wěn)定器作用，有效應對新能源系統(tǒng)功率大幅波動。推動新型儲能多元化發(fā)展，加快在源網荷各側的建設應用，充分發(fā)揮其快速功率調節(jié)支撐能力，有效支撐新型電力系統(tǒng)電力電量平衡與安全穩(wěn)定運行。
此外，以“雙高”為典型特征的新型電力系統(tǒng)控制對象較傳統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)生了深刻變化，要求構建適應新能源發(fā)展的調度運行體系，通過一次設備、二次系統(tǒng)共同發(fā)力，保障經濟社會用電需求和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
堅持系統(tǒng)規(guī)劃推動電力系統(tǒng)轉型發(fā)展
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，占據主導地位的常規(guī)電源出力穩(wěn)定可控，且天然具備提供短路容量、慣量和一次調頻的能力。因此，長期以來電力系統(tǒng)規(guī)劃采用了“以荷定源、源荷定網”的思路。新型電力系統(tǒng)中源網荷儲各側電力電子化水平不斷提高，電力電量平衡更加復雜、安全穩(wěn)定問題呈現新特征，電力保供難度前所未有，要求堅持系統(tǒng)觀念，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌推動源網荷儲協(xié)調發(fā)展。
一是加強源網荷儲協(xié)同規(guī)劃保障電力可靠供應。常態(tài)化開展中長期電力電量平衡分析，準確把握電力電量平衡面臨的形勢任務，科學研判源網荷儲發(fā)展需求。加強源網荷儲統(tǒng)一規(guī)劃，促進電力生產、傳輸、消費、儲能各環(huán)節(jié)協(xié)同聯動、有效銜接，充分發(fā)揮源網荷儲各側優(yōu)勢特點和調節(jié)能力，共同維持電力電量平衡，在新能源全面實現安全可靠替代常規(guī)電源之前，需要合理規(guī)劃新建常規(guī)電源、維護好存量機組。統(tǒng)籌好各類電源、儲能與電網建設周期的差異，力爭實現源網荷儲一體規(guī)劃、同步建設、同步投運。
二是加強各環(huán)節(jié)支撐能力建設提升系統(tǒng)穩(wěn)定水平。發(fā)揮好常規(guī)電源的基礎性穩(wěn)定支撐作用，根據不同地區(qū)、不同發(fā)展階段的系統(tǒng)穩(wěn)定支撐需求，因地制宜提出常規(guī)電源的發(fā)展路徑規(guī)劃。新能源要通過技術創(chuàng)新不斷提升自身的主動支撐能力，推動系統(tǒng)友好型電站建設，逐步具備與常規(guī)電源相近的涉網性能，承擔起作為主力電源的穩(wěn)定支撐責任。發(fā)揮好儲能系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的支撐性作用，推動可調節(jié)負荷、非生產負荷參與事故緊急調節(jié)。
三是強化調度運行體系建設保障系統(tǒng)安全運行。新型電力系統(tǒng)運行方式復雜多變，控制變量成倍增加，新能源發(fā)電、儲能、可調節(jié)負荷、非生產負荷均需要納入調度范疇。要構建適應新能源發(fā)展的調度運行體系，精準掌握電力系統(tǒng)特性變化，不斷提高新能源功率預測精度，統(tǒng)籌全系統(tǒng)調節(jié)資源，支撐源網荷儲協(xié)同控制。此外，對二次系統(tǒng)的高度依賴是新型電力系統(tǒng)的重要特征，需要統(tǒng)籌開展源網荷儲各側二次系統(tǒng)規(guī)劃，通過一次設備、二次系統(tǒng)共同發(fā)力，實現新型電力系統(tǒng)廣域可觀、可測、可控，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定和高效運行。（作者單位：國網經濟技術研究院有限公司）
責任編輯：吳蘇靈
