新型电力系统探讨分析

新型电力系统探讨分析

徐浪

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摘要：在全球气候变暖日益加剧的背景下，低碳环保已成为全球普遍认同的理念，并成为促进气候变暖、促进健康发展的重要举措。因此，在“双碳目标”中，我国将尽量在2030年前实现CO2排放总量的最大限度减少，并以2060年为碳中和的时限。在“双碳”的背景下，在当前的时代，电网的可持续发展和可靠性已经变成了最重要的事情，所以，为了能够达到两方面的要求，我们必须对新型的电力系统进行持续的研究和改进。

关键词：新型；电力系统；特点；发展

引言

“双碳目标”的发布，对于国家各行各业都有很大的促进作用，比如推进电网的可持续发展，利用新能源技术，建设新的、绿色的、绿色的电网等等。我国电网作为一项重大的民生产业，其能源消费总量也很大，制定“双碳目标”，将有助于提升电网的运营品质与安全水平，同时降低电网的能耗与碳排放，促进可持续发展。

1.新型电力系统的特征和运行特点

电网是一个由发、输、变、用各个领域，源网、荷储各个环节，以及技术体系各个层次密切结合而成的一个有机整体。在建立新的电力体系的同时，传统的电力结构、发展方式和利益格局都将发生深刻的变革。电网表现出新能源比例高、电力电子装置比例高的“双高”特征，电网的材料与技术都在发生着深远的变革。

新能源渗透率的提高，使其从补充型电源转变为主要电源，并逐渐占据了电能供给的主要地位；加快煤炭电力从基础和主力向支撑性和调节性能源转型的步伐；在此基础上，对电力系统的调度方式、运行方式和业务模式进行了相应的调整；源网荷储交互作用将会是一种主流。

从“源网荷”在新一代电网中的基本特点来分析：在能源供给侧，以风电和光伏等新能源作为供给的主力，将逐步实现以新能源为主的多样化的洁净能源供给；在电网侧，出现了交直流混联的大型电力系统和各种形式的电力系统共存，传统大型电力系统和局部地区电力系统的互补性和共生性；在电力系统中，利用电力系统的电能替代，实现了源网、荷储的深度融合，从而提高了用电效率。

在能源技术创新和体制改革上，要建设新型电力系统，就必须要进行装备技术和体制机制创新，促进多种能源方式的互联互济，以实现清洁低碳、安全可靠、智慧灵活、经济高效等目的。

2.新型电力系统发展方向设想

建设以新能源为主的新型电网是推动我国电网在2030年之前实现“碳达峰”、2060年之前“碳中和”的重大课题。在未来，新一代电网中，发电、配电、供电等环节的功能定位及特点将会有较大的变化，其发展也会有许多亟待解决的问题和挑战。

(1)以新能源为主、分散化和集中化并存的发电侧

在新能源发电为主的电网结构中，新能源发电装机容量和发电量所占比例将会大大提高。风电和光伏发电既是装机的主体，又是电力和电量的供给主体，同时也是整个系统的安全和稳定的主要负责人，因此，风电和光伏发电必须具有一定的主动支撑、调节和故障穿越的能力。与此同时，氢能等新的能量工业也在不断地发展，生物质能、光热发电等新的能量工业也在不断地发展，形成了多种多样的非矿物能量。

在能源生产模式方面，主要表现为：电力的大小、集中、分散的布局、在网离网运行。在新能源大规模接入中，西北地区、华北地区和东北地区将形成大规模的风光发电基地，东部沿海地区将形成大规模的风力发电基地，同时还会形成大量的可就近消纳的分布式发电基地。

(2)电网侧，大电网与微网共荣共生

电网作为能源的核心，是能源的重要组成部分。随着新一代电力系统的全面变革，电网作为“平台”的地位日益突出，其物理形式与技术特性也面临着全新的需求，以满足新的能源需求。

在电力系统的运作上，大型电力系统和微型电力系统将会共同繁荣，大型电力系统和 AC/DC电力系统将会共存；有线电力系统与小规模、短距离无线电力系统共存；电网有可能与管网、通信网、电视网、交通网等多网进行融合共治，能量互联网将推动智慧家庭、智慧社区、智慧城镇、智慧社会治理的发展，从而使电网生态链的价值增值成为可能。

(3)需求侧，由源随荷动转向源荷互动

在电力负载端，新的电力系统呈现出了热、冷、气等能源的深度耦合，以及工业、交通、建筑等领域的能源消耗的高效电气化。从“源随荷动”到“源荷互动”，多需求方相互联系，多环节多过程耦合，多能流并存。

3.新型电力系统面临的关键技术问题与机制

以新能源为主的新能源电网是一个复杂的大型信息物理融合的智能能源体系，其所面对的问题与挑战更为广泛与复杂。新能源电力系统“三高双峰”（新能源比例高、电力电子设备比例高、用电自由度高、夏、冬两季）的特点给其安全性和可控性提出了空前的要求。在技术方面，在安全理念方面，在市场机制方面，都存在着这样的挑战。

4.新能源企业在新型电力系统下的发展设想

4.1多能互补

《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》（发展改革委、能源局）在“多能互补”的具体实现途径中提出，要充分发挥传统电源的优势，对各类电源进行规划、设计、建设、运营等方面的协调，以新能源为优先，积极开展存量“风能、水能、火能、储能”的升级，稳步推动“风能发电（储能）融合，探索新的“风能储能”融合，严格控制新的“水能储能融合”。“推动多能互补，提高新能源的利用效率。”

(1)风光储能一体化

该策略可以在一定程度上帮助电源端消纳更多的风能和太阳能，协调燃煤电厂的出力与用电量之间的冲突，实现快速响应和精确控制，提升整个电厂的整体效能。同时，本项目还可以实现风电接入电网后的调峰、调频、调频等多项控制，从而降低风电接入电网带来的随机波动，提高电网的稳定性、可靠性和接纳分布式能源的能力。

(2)风光水火（储）一体化以及风光火（储）一体化

“风能水火储一体化”将重点放在了电源基地的开发上，并与当地的资源条件和能源特征相结合，根据实际情况，采取风能、太阳能、水能、煤炭等多能源种类的发电相互补充。主要使用的是储能装置来为发电厂电力负载移峰填谷，从而提高发电机的效率，对过剩电能进行高效地利用，并转化所需的冷热能源。

4.2微网建设

(1)园区微电网：将光伏、地热能、电能和工业废热（工业园区）等多个能量进行协调和补充，为各种类型的楼宇提供分散的、中央调控的、可调节的、可再生的、可持续的制冷和供暖系统。

(2)整县微网：利用居民区屋顶、办公楼、商城、医院等建筑屋顶，将太阳能屋顶太阳能电池板进行合理布局，并引进公共交通工具充电、蓄电等设备，使其在发电高峰时段消纳电力，使上、下两级电力均衡，使城区居民区、办公楼、商城、医院等建筑的发电、耗电、时间点达到相对均衡，降低新能源发电对地区电力网络的影响与依赖性，提升能量利用率

结语

以源网荷储一体化和多能互补为特征的新型电力系统，它的发展既是电力行业始终保持系统思维的内在要求，也是实现电力系统高质量发展的客观需求，也是提高可再生能源的开发消纳水平和提高非石化能源消费比例的必然选择，这对推动我国能源转型和经济社会发展有着十分重大的影响。

参考文献：

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[2]倪文斌,李启宏,余平等.新型电力系统实施路径调研分析[J].电力勘测设计,2023(04):14-17+23.

[3]康重庆,杜尔顺,郭鸿业等.新型电力系统的六要素分析[J].电网技术,2023,47(05):1741-1750.