柔性化是重构电力系统的必然趋势

“配网侧和用户侧涌现的大量新型主体将在新型电力系统中发挥重要作用”，“海量小型、分散的分布式电源接入电力系统，正在改变传统电力系统‘电从远方来’的既有格局”，“目前新能源尚未成为可靠替代电源”，“在能源转型背景下，电力安全保供面临巨大压力”。这是记者在近日召开的“中国电力低碳转型高峰论坛”上听到的声音。

与会专家普遍认为，在我国电力低碳转型过程中，新能源行业不宜单边冒进，同时，传统的电力调度运行体系亟需升级，以提升电力调度灵活性。

新能源发展

不能只强调装机

在业内专家看来，电力低碳转型要合理把握节奏，协同推进能源系统电气化和电力系统低碳化。

中国能源研究会能源政策研究中心主任林卫斌表示，从能源结构看，能源体系重构的本质是“两化”，即能源系统电气化和电力系统低碳化。欧美主要国家和地区的路径是先推进电力系统低碳化、零碳化。我国一次能源的消费结构特点要求我们协同推进能源系统电气化和电力系统低碳化。“在协同推进过程中，新能源不能单边冒进，要与能源系统形态变革双轮驱动。”

国家电力投资集团战略规划部主任李鹏直言，根据各方预测，我国要实现降碳目标，发电侧需新增超50亿千瓦的新能源装机。如果现有路径不变，伴随着大量煤电机组的退出，50亿千瓦的新能源要在电网系统稳定运行，将面临技术上的重大挑战。不管是发电侧还是用户侧，二者的波动性都将变得越来越大，传统的源随荷动模式将难以为继。“如果将来的电力系统变成用户侧和发电侧都大幅度波动，且这两个波动不能有效匹配，那么，整个电力系统将因此无法安全稳定运行。”

“所以，发展新能源不能只强调装机。”李鹏坦言，随着风电、光伏等新能源和电动车等新型负荷的快速增长，预计2030年我国新能源出力日内最大波动将达5亿千瓦，负荷最大峰谷差将达4.4亿千瓦。此外，电动汽车、清洁取暖等电能替代业态逐步拓展，受极端气候影响的负荷尖峰特征将更加突出。如果发电侧和用户侧不能匹配，电力系统日内的最大波动或会升至9.4亿千瓦。

对此，林卫斌认为，未来构建新型电力系统需要分三步走：2020—2030年间，努力推进技术变革、体制机制创新，实现增量替代；2030—2040年间，初步形成以新能源为主体的新型电力系统，煤电逐渐退出主导地位，非化石能源发电逐渐成为主体能源；2040—2060年为第三阶段，在此期间，新型电力系统逐步成熟，新能源主体地位不断增强，煤电加快退出。

传统调度运行体系

难以适应智慧能源系统

在业内专家看来，随着新能源、储能等分布式新技术的发展，电源逐渐分散化，大量电源会出现在用户侧和配电网侧，届时电力系统的调节压力会越来越大。要确保电力系统稳定运行，用户侧必须深度参与系统平衡。

“电动汽车的迅猛发展极大地改变了未来的电网模式和电力系统模式，无数电动汽车和储能设施以及充配电网络会构成巨大的能量海绵。”三峡科技有限责任公司董事长江冰表示，“海绵”可吸收当日所有的新能源电量，电动汽车已成为一个能源单元，必须面对和解决其巨大的用电量问题。

“电动汽车既是交通终端也是能源终端，智慧灯杆既是信息平台也是能源平台，这是未来物联网时代的典型特征。不管是能源网还是信息网，单个网络没有边际效应，必须推动多网融合的全新物联网生态体系并重塑商业模式。”李鹏表示，未来能源网将以能源的分布式生产和利用为突出特征，在数字化技术驱动下，进化成自平衡、自运行、自处理的源网荷储一体化的智慧能源系统。

电力规划设计总院高级顾问徐小东认为，近年来，新能源快速发展，装机占比显著提升，但电量占比仍然偏低。“十二五”期间解决了新能源的并网送出问题，“十三五”期间初步解决了新能源消纳问题，“十四五”期间将重点解决新能源的可靠替代问题。随着大量新能源发电和分布式发电系统的接入，现有的调控技术、信息安全防护手段无法做到全面可观、可测、可控。现有的配电网调度模式无法适应源网荷储多向互动的运行需求。“计划性较强、不够灵活的调度方式难以适应充分市场化的、频繁变化的电力系统运行方式，传统的电力调度运行体系亟待升级。”

柔性化是重构

电力系统的必然趋势

李鹏进一步介绍，随着电力资源配置规模的逐步扩大，预计2030年西电东送规模将达到5亿千瓦左右。由此带来的直流多落点和密集通道等问题，将进一步增加电力系统安全稳定的难度和复杂度，电力系统安全稳定运行能力接近极限。“新型电力系统需要对物理架构和运行逻辑进行重构。”

在中国工程院院士汤广福看来，目前解决电力系统震荡难题的方法，多是头痛医头，脚痛医脚，尚无法掌握电力系统运行规律。解决新能源波动的关键是从源头上考量问题，改变过去100多年的电力系统理论，把传统刚性电力系统变得更柔性一些，充分挖掘多种资源的灵活性，包括发电侧的灵活性运行、电网侧的时空互补、需求侧动态负荷的灵活性，以支撑风光的高比例发展，最终支持电力系统实现2025年碳达峰、2050年近零排放的目标。

汤广福表示，电力电源清洁化是推动能源转型的内在动力，柔性化是重构电力系统的必然趋势，数字化是升级电力系统的必要手段，电子化是重塑电力系统运行控制理论的必然要求。

在业内专家看来，为适应新能源大规模发展，必须借助人工智能实现智能调度，未来的能源系统将是多种能源耦合、协同运行的数字化系统。“未来的电力系统将向全环节数字化和调控体系智能化转变，先进的通信技术、大数据、物联网技术等将全面覆盖电力系统的发输配用各个环节，并通过人工智能、调控运行技术，打造新一代电力系统的中枢大脑。”徐小东表示。

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