视野 | 新型电力系统构建“源网荷储”新生态

泉源：能源杂志

宣布时间：2021-08-13

实现“碳达峰、碳中和”目的是国家主要战略、全球主要经济体的一致行动。“双碳”目的的告竣是一个系统工程，要害路径是能源结构调解与节能降耗，能源是主战场，电力系统刷新是焦点。这是构建新型电力系统的时代配景和理论基础。

电力系统是由发输变配用各领域、源网荷储各环节、手艺体制各层面细密耦合形成的有机整体。在新型电力系统的构建历程中，古板电力结构、生长模式、利益名堂、手艺特征等均面临革命性转变。古板电力系统的手艺特征、运行机制、基础设施均将爆发革命性的转变。

随着新能源渗透率提高，电力系统将泛起“双高”特征——高比例新能源、高比例电力电子装备接入�；谛履茉捶⒌缇哂兴婊浴⒉�动性、疏散性等特点，电源侧着力波动加大，负荷侧不确定性增添，电力系统功率平衡压力增添，电网清静运行危害加大。

与此同时，在新型电力系统的构建历程中，将催生大宗新手艺、新业态，电力系统“源网荷”生态爆发重大转变。

体现为，能源生产端形成多元化清洁能源供应系统，以风电、光伏等新能源发电为供应主体，化石能源电源的功效变为兜底包管、调理与支持；电网侧泛起交直流混联大电网与多种形态电网并存的名堂，古板大电网与局域网互补共生；负荷侧电气化水平大幅提升，用能模式向多能互补、源荷互动生长。

一、发电侧：新能源为主体，煤电兜底包管

在新型电力系统的构建历程中，新能源与化石能源之间的博弈将从强烈对撞向共存共生转变。

“双碳”目的的实现将新能源推向快速生长的黄金赛道。风电、光伏发电是装机主体、电力与电量供应主体。从生长规�？�，新能源装机占比、发电量占比将大比例提升。

2020年底，我国新能源发电累计装机容量抵达5.35亿千瓦，同比增添29.4%，占天下总装机容量的比重抵达24.3%。2020年新能源发电新增装机容量首次突破1亿千瓦，抵达1.2亿千瓦，占天下电源新增总装机容量的63%；天下新能源发电量7276亿千瓦时，约占总发电量的10%，同比提高约1个百分点。

在“双碳”战略下，“十四五”“十五五”时代新能源将泛起跨越式生长，天下年均新增规�？赡芑嵩凇笆濉被∩媳对�，“十四五”时代每年新增景物装机规模在1亿千瓦以上，“十五五”期间每年新增景物规模1.5亿千瓦以上。预计2025年，我国新能源发电累计装机容量有望突破10亿千瓦，新能源装机占比将抵达40%左右，发电量占比将靠近20%左右。

中国科学院院士周孝信研究以为，2030年风电、太阳能总装机抵达16.1亿千瓦，2033年非水可再生能源发电装机占比凌驾50%，装机占比首次凌驾煤电；2060年非水可再生能源发电装机占比凌驾82%；2051年新能源发电量比重超50%。

全球能源互联网生长相助组织则提出更为乐观的生长情景。他们研究以为，2030年、2050年、2060年，中国清洁能源装机将分别增至25.7亿、68.7亿、76.8亿千瓦，划分占比67.5%、92%和96%，实现能源生产系统周全转型。关于煤电而言，我国煤电总量应控制在2025年抵达峰值，2050年电力系统要实现近零排放，2060年煤电完全退出。

在风电、光伏大规模生长同时，氢能等新兴能源受益于手艺进步、本钱下降双驱动，其应用市场规模将更普遍；水电、生物质能发电、光热发电等组成多元化的非化石能源生态。此时，新能源是电力系统安全稳固运行的责任主体，同时需要具备一定的自动支持、系统调理与故障穿越能力，分摊电力系统本钱上升的压力。

化石能源电源占比一直下降是时势所趋，将由基础电源成为调理电源转变，化石能源电源向兜底包管、调理与支持功效转变。但需要注重的是，煤电的战略职位仍禁止小觑，尤其在寒潮或高温等特殊情境下，风电、光伏着力镌汰，缺少煤电负荷兜底，电力系统的实时平衡将被突破。

2021年1月，湖南、浙江等省份拉闸限电，北京市重启燃煤供热机组，在此背后负荷大幅增添，新能源发电负荷锐减，不得不由煤电肩负迎峰度冬的重任。2020年8月，美国加州由于一连炎热造成电力欠缺；2021年2月，美国得克萨斯州因极寒天气爆发电力欠缺。面临突发状况的泛起，新能源无法自力支持电力系统，需要电力系统在更大规模内的互济来解围。景物与煤电是互补关系，绝非替换关系。

在能源生产方法上，电源生态大中小容量并存，集中式和漫衍式结构并存，在网离网运营并存。未来新能源高比例接入将泛起集中式与漫衍式并重的态势，包括西北、华北、东北地区的大规模景物基地、东部沿海地区的海优势电基地，以及数目可观、就近消纳的漫衍式电源。

二、电网侧：大电网与微网共荣共生

电网是电力系统的中枢，在电力系统的调理、控制、治理中施展主要作用。新型电力系统的运行模式下，电网企业的功效定位、商业模式、运行特征等也随之转变。

在全球电力工业180年的生长历程中，前150年以大电网模式为主。漫衍式电源、微电网、局域网等的泛起，推动了大电网与微电网之间的融合。大电网的公共属性将进一步增强，主要承�？缜颉⒃毒嗬�资源输配责任，配网侧资产设置以响应用户负荷转变为原则，肩负区域电力清静平稳运行的保底责任。

在新型电力系统下，电网运行生态特点体现为：（1）特高压外送通道投资规模提高，以支持大规模新能源并网消纳；（2）微电网、局域网、大规模柔直等新型组网手艺快速生长，大电网与微电网融合生长，交流大电网与交直流配网并存；（3）配网向智能柔性的自动配电网转变，具有无邪控制和运行能力，可以支持漫衍式新能源、电动汽车、储能等用能设施和漫衍式发电装备海量接入，知足功率双向流动和多元负荷用电需要；（4）电网与管网、通讯网、电视网、交通网等融合共治，配合加入智慧都会、智慧生涯建设，数字智能电力生态系统形成。

从投资视角看，为包管电网安全、稳固运行，海内特高压、柔性直流投资预计加速，电化学储能、抽水蓄能、氢能、充电桩、燃煤机组无邪性刷新等具备无邪性调理能力的资产收益将大幅提高，配网侧一二次融合装备、智能电表、智能开关等智能终端的投资需求将大幅增添。

从智能电网的手艺特征看，电网使用小微传感、边沿盘算、电力物联网、大数据挖掘等手艺手段，构建具备云-边协同、海量数据处置惩罚、数据驱动剖析、高度智能化决议等能力的电网平台，实现电网运营、营业治理和工业融合周全数字化。

三、负荷侧：由源随荷动”转向“源网荷互动”

古板电力系统是一个超大规模的非线性时变能量平衡系统，生产组织模式是“源随荷动”，用精准可控的发电系统，去匹配基本可测的用电系统。新型电力系统下，随着风光渗透率的提高，以及储能、漫衍式电源、UPS电源、制冷制热装备、充电桩等多元化可调理负荷的大规模接入，发电侧、负荷侧展望难度加大。

从负荷侧的特点看：（1）工业、交通、修建等负荷侧电能替换水平大幅提升；（2）能源产品和效劳需求多样化，水、热、冷、电、气等多重能源深度耦合，能源梯级使用、能效诊断与能效提升等综合效劳需求成为常态；（3）负荷侧通过储能、漫衍式发电等多种装备的接入，配网侧从简单、被动、通用化的能源消耗模式向融合多种需求、自动加入、定制化的双向交互模式转变，用能模式由“源随荷动”将向“源网荷互动”转变；（4）负荷侧数据普遍交互、价值共享，通过数字化手段可以实现终端用能状态周全感知和智慧互动；

别的，在未来都会能源治理系统中，虚拟电厂控制平台将在都会配网中将普遍应用。都会虚拟电厂通过物联网实时汇总终端用电装备的状态和需求信息，实现对漫衍式发电机组、可控负荷、储能设施实时调控治理，通过与输电网的信息实时交互实现电力供需平衡�；箍梢�将相关信息实时传输至电碳市场中心和电网调理控制中心，构建分时、梯度的虚拟电厂群，自动响应电网调理信号，加入电力市场生意和电网运行。

易彩堂官网能源作为一家售电和综合能源效劳企业，通过接入华北电网源网荷储多元协调调理控制平台并以资源聚合商的身份加入华北调峰市场，把自身的手艺优势充分验展出来，给电力用户提供购售电及用能优化效劳的同时，也能组织电力用户加入调峰，署理数十家蓄热电采暖、电储能、充电桩以及工业用户加入调峰市场，实现日调峰响应电量约莫35万千瓦时，每月增进清洁能源消纳约莫1000万千瓦时。

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