新型電力系統構建“源網荷儲”新生態相關探討屈曼中國能源建設集團陜西省電力設計院有限公司陜西西安710054摘要：原有傳統經濟發展格局已被打破，新能源在電力系統中的作用日益凸顯并逐步占據主體地位，從一體化層面對源網荷儲系統展開全面深入研究已迫在眉睫。在此種發展背景下，基于滿足源網荷儲一體化系統整體框架設計需要和搭建要求，應從關鍵技術研發入手以期實現深層次的互動與交流。本研究系統剖析“源網荷儲”新生態的建設路徑，豐富和充實構建新型電力系統的設計思路。關鍵詞：新型電力系統；“源網荷儲”；新生態；構建；研究我國已把碳達峰和碳中和納入國家戰略體系，全球各國對此目標高度認可，相關行動出發點相同、步調一致。“雙碳”目標的實現路徑復雜艱巨，電力系統技術創新和可行性應用探索應居于核心地位，是其持續發展的理論依據。電力系統是在積極整合發輸變配用、技術體制及源網荷儲各方資源過程中，密切各領域聯系，加強各環節溝通，提升各層面交流而逐步打造的不可分割的有機整體。電力系統應從電力構成、發展格局、利益模式及技術要素等方面入手，并經歷革新陣痛與構建創新，才能打破原有系統在技術特點、運行體系及基礎設施等方面的傳統束縛，并迎來具有劃時代意義的革命變化。隨著新能源應用的普及和推廣，新能源發電隨機性和分散性特征顯著，電源側出力的波動也較為突出和明顯，電力系統功率要有效應對維穩挑戰、降低電網運行風險。此外，在新技術不斷升級與更新、新業態逐步形成的過程中“源網荷”生態環境將迎來重大轉變。具體表現如下：處于能源生產端的能源供應體系具有多元化及清潔化特征，以風電及光伏為代表的新能源逐步成為新的發電供應主體，而化石能源退出供應主體隊伍后把其功能調整為保障，并發揮著支撐與調節作用。一、發電側：新能源為主體，煤電兜底保障在電力系統新格局形成階段，新能源和化石能源在力量對比轉換過程中逐漸探索出共贏路徑。“雙碳”戰略目標極大提升了新能源普及的全面性和推廣的快速性。站在發展規模的角度進行分析，新能源隨著應用規模的持續擴大，裝機及發電量比例也會隨之大幅度增長。2020年末與上年度同期相比，在5.35億千瓦的新能源發電累計裝機容量拉動下增長比例提升近30%；新能源發電量以累計7200億千瓦時的驕人業績占據一成比例，同比上升幅度為1%。新能源牢牢把握住“十四五”及“十五五”這難得的十年發展良機，使其發展實現質的飛躍，全國年均規模以“十三五”作為對比參照，新增規模實現翻番，“十四五”和“十五五”把年度風光裝機規模增加下限標準分別定為1億千瓦和1.5億千瓦。展望2025年，新能源裝機和發電量把預期目標初步確定為四成和一成占比。中國清潔能源裝機以2030年、2050年和2060年作為關鍵統計節點，對應的千瓦數及比例分別約為267億和68%、69億和92%、77億千瓦和96%。以煤電為例進行詳細說明，2025年、2050和2060年分別是我國煤電總量、電力系統及煤電的關鍵時間節點，分別要達到峰值、近零排放和全面退出的宏偉目標。風電和光伏已進入全面發展的快車道，以氫能為代表的新興能源因技術的持續更新與進步、成本不斷降低，為其成功開拓更大發展空間和更多應用市場；非化石能源生態隨著發電主體的擴大而逐步形成多元化特點，水電、生物質能和光熱均成為新的發電主體。另外，新能源作為電力系統的責任主體，要充分發揮關鍵支撐、系統整合和故障處理能力以履行安全性和穩定性職責，并有效緩解電力系統成本壓力。化石能源電源比例持續降低已成為歷史必然，其功能也從傳統的基礎支撐逐步演變為今后的調節和保障。但應格外注意煤電仍具有一定的戰略意義，此種意義在寒潮或高溫等特殊環境下更加明顯和突出，電力系統不可避免將打破實際應用中的平衡狀態。電源生態對容量規模具有較大的包容性，體系中兼具集中式和分布式特點。新能源在未來發展中的接入比例必定會持續大幅度提升，各地要充分發揮地域風光和風電優勢積極打造內陸及海上基地，電源分布應突出規模性，并本著就近原則及時消納。二、電網側：大電網與微網共榮共生電網在電力系統中的核心地位不容質疑，具有調度、管理和控制之職。電網企業在新型電力系統運行體系中，功能、運用模式及特征也隨之動態調整。全世界電力工業發展進程已近200年，大電網發展模式占據了3/4左右的時間。大電網在發展后期受到微電網、分布式電源和局域網等的沖擊，并在此過程中加快了微電網的融合發展。新型電力系統發展模式下的電網運行特征具體如下：一是不斷提升投資力度，積極暢通特高壓外送渠道，為新能源規模性并網提供可能；二是以微電網和局域網為代表的新型組網技術不斷縮短更新與升級周期，積極尋求大電網與微電網最大發展合力；三是提高控制和運行的機動性和靈活性，以滿足用能設施和發電設備接入的海量規模要求，為新能源、儲能和電動汽車等設施提供最大保障，同時兼顧功率流動的雙向性及負荷用電的多元化需求；四是把電網提升至與管網、交通網、通信網和電視網等同等高度，并在融合發展中提升共治質量，發揮最大效能為城市和生活的智慧化建設及電力生態系統的數字化智能化推進提供有力支撐。從投資層面進行分析，基于電網運行安全性及穩定性的全面考慮，要加大國內特高壓的投資力度，縮短柔性直流投資周期，結合具體實際靈活對氫能及充電樁等進行可行性應用探索與創新，大幅度擴大這部分資產的收益空間，并依托電力物聯網和大數據的先進性搭建電網平臺，最大限度發揮云-邊協同效應、提升數據處理和分析能力，提高決策智能化水平，把數字化廣泛應用于電網運營、產業發展及業務管理各個領域。三、負荷側：由“源隨荷動”轉向“源網荷互動”傳統電力系統具有平衡性和規模性特點，生產組織以“荷”為核心動態對“源”進行針對性調整，用電系統可測條件基本具備。現如今風光等能源占比逐步提高，諸如儲能等負荷已成功開拓多種接入渠道，并具備一定的調節能力，無形中提升了發電側和負荷側的預測難度。高度概括和系統總結負荷側特征：一是負荷側電替代能力在工業、建筑和交通等領域均呈顯著上升趨勢；二是能源產品和服務為兼顧需求的差異化實際，各種能源（水、熱、冷、電、氣等）加深耦合的深度及廣度，能源利用呈梯級式特點，能效診斷與提升已成為日常服務的必然要求；三是負荷側把儲能和分布式發電等列入接入設備名單，配網側以需求多元化和應用定制化為目標積極進行交互模式的創新探索，突破單一、被動思維束縛，打破傳統能源消費通用化模式的應用框架，“源隨荷動”用能模式已嚴重落伍，“源網荷互動”模式已初步建立；四是負荷側數據夯實共享基礎，擴大共享途徑，提升共享價值，依托數字化技術及手段的先進性系統掌握終端用能現狀，提升互動的智慧化成分；綜上所述，能源問題并不是孤立存在的，與環境保護和節能減排等關聯性極強，已上升至戰略高度，并成為加快中國經濟轉型的重要力量，是提升整體實力的有效路徑。尤其現階段中美在戰略層面上的博弈與對抗已成為發展主旋律，秉持清潔低碳理念加快源網荷儲一體化建設現實意義重大，不但能大幅度提升清潔能源開發力度，還能縮短能源供應體系建設周期，同時還能徹底解決中國在能源發展中的瓶頸難題。參考文獻：[1]廖