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新型电力系统主要特征和核心指标
2021-11-25 13:43:51
为应对全球气候变化、生态环境保护、经济社会高质量发展带来的挑战，我国始终坚持能源转型战略。2014年6月召开的中央财经领导小组第六次会议上，习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略，引领我国能源行业发展进入新时代；站在新的历史方位，面对日益复杂的国际形势和日益严峻的气候变化挑战，2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”；2020年12月12日，在气候雄心峰会上讲话中进一步提出“到2030年中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右”“风电、太阳能发电总装机将达到12亿千瓦以上”的关键指标；2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议上明确了“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，需要落实的第一项重点工作就是“要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”。
在这一系列国家战略规划指导下，我国未来能源电力系统的发展蓝图和关键技术途径有了明确的导向性，即以“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”为战略目标，以落实“构建清洁低碳安全高效的能源体系、构建以新能源为主体的新型电力系统”为实施路径。本文提出新型电力系统主要特征和核心指标，构建“双碳”目标下我国能源电力系统发展情景，提出并阐述综合能源生产单元设想，以期为能源转型路径规划及战略制定提供一定的参考。
新型电力系统作为未来我国能源体系的核心组成部分，具有5个主要特征：
一是高比例可再生能源广泛接入。一次能源消费中非化石能源主要来自一次电力（水电、风电、太阳能发电等可再生能源电力以及核电等），大幅提高以风、光等新能源为主的可再生能源电力占比，是电力系统升级换代的重要标志，也是实现能源转型的主要支撑；
二是高比例电力电子装备大规模应用。与传统电磁变换装备相比，电力电子装备在物理结构、控制方式、动态行为、设备交互等方面都存在显著差异，伴随超大规模交直流输电及大量新能源机组接入系统，电力电子装备应用数量不断提升、范围不断扩大，将深刻影响电力系统运行特征；
三是多能互补综合能源利用。随着多行业多类型技术高度融合，电力系统的内涵和范畴将不断外延，充分发挥多元资源配置的平台作用，促进风、光、水、煤等协同互补，电、热、冷、气综合利用，实现能源资源的按需、合理、高效开发利用；
四是数字化智能化智慧能源发展。先进数字化、智能化技术将广泛渗透在未来能源电力系统各环节设计规划及调度控制中，形成高效运行、用户友好的智慧能源系统；
五是清洁高效低碳零碳转型。构建新型电力系统作为支撑实现“双碳”目标的核心手段，应以清洁、高效、低碳为根本发展导向，提升新能源开发利用水平、提高系统总体能源利用效率、降低二氧化碳排放，为整体能源转型奠定坚实基础。
“双碳”目标下，我国能源电力系统清洁低碳转型任务艰巨，如何科学推进传统煤电升级改造及有序退出、同时促进新能源消纳成为能源转型路径规划和相关战略制定的重要议题。一方面，由于资源禀赋及行业发展历史等原因，我国仍保有大量燃煤火电机组，且当前大量在役火电厂发电效率已基本达到瓶颈，单纯大规模推广碳捕集及封存技术代价昂贵，若采用简单关停处理方式，又不利于一定时期内能源平稳供应过渡，同时涉及国有资产保值增值、就业等多方面问题，迫切需要有效手段，有序推进存量煤电机组的升级改造，充分发挥其基础性保障和调节作用；另一方面，由于以风光发电为主的可再生能源具有波动性和间歇性，机组出力不确定性强，抗扰动能力和动态调节能力弱，新能源高比例接入将对电力系统安全稳定运行带来巨大挑战，系统灵活调节资源的需求显著提升。
——摘自北极星电力网
《周孝信院士：“双碳”目标下
我国能源电力系统发展前景和关键技术》
在这一系列国家战略规划指导下，我国未来能源电力系统的发展蓝图和关键技术途径有了明确的导向性，即以“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”为战略目标，以落实“构建清洁低碳安全高效的能源体系、构建以新能源为主体的新型电力系统”为实施路径。本文提出新型电力系统主要特征和核心指标，构建“双碳”目标下我国能源电力系统发展情景，提出并阐述综合能源生产单元设想，以期为能源转型路径规划及战略制定提供一定的参考。
新型电力系统作为未来我国能源体系的核心组成部分，具有5个主要特征：
一是高比例可再生能源广泛接入。一次能源消费中非化石能源主要来自一次电力（水电、风电、太阳能发电等可再生能源电力以及核电等），大幅提高以风、光等新能源为主的可再生能源电力占比，是电力系统升级换代的重要标志，也是实现能源转型的主要支撑；
二是高比例电力电子装备大规模应用。与传统电磁变换装备相比，电力电子装备在物理结构、控制方式、动态行为、设备交互等方面都存在显著差异，伴随超大规模交直流输电及大量新能源机组接入系统，电力电子装备应用数量不断提升、范围不断扩大，将深刻影响电力系统运行特征；
三是多能互补综合能源利用。随着多行业多类型技术高度融合，电力系统的内涵和范畴将不断外延，充分发挥多元资源配置的平台作用，促进风、光、水、煤等协同互补，电、热、冷、气综合利用，实现能源资源的按需、合理、高效开发利用；
四是数字化智能化智慧能源发展。先进数字化、智能化技术将广泛渗透在未来能源电力系统各环节设计规划及调度控制中，形成高效运行、用户友好的智慧能源系统；
五是清洁高效低碳零碳转型。构建新型电力系统作为支撑实现“双碳”目标的核心手段，应以清洁、高效、低碳为根本发展导向，提升新能源开发利用水平、提高系统总体能源利用效率、降低二氧化碳排放，为整体能源转型奠定坚实基础。
“双碳”目标下，我国能源电力系统清洁低碳转型任务艰巨，如何科学推进传统煤电升级改造及有序退出、同时促进新能源消纳成为能源转型路径规划和相关战略制定的重要议题。一方面，由于资源禀赋及行业发展历史等原因，我国仍保有大量燃煤火电机组，且当前大量在役火电厂发电效率已基本达到瓶颈，单纯大规模推广碳捕集及封存技术代价昂贵，若采用简单关停处理方式，又不利于一定时期内能源平稳供应过渡，同时涉及国有资产保值增值、就业等多方面问题，迫切需要有效手段，有序推进存量煤电机组的升级改造，充分发挥其基础性保障和调节作用；另一方面，由于以风光发电为主的可再生能源具有波动性和间歇性，机组出力不确定性强，抗扰动能力和动态调节能力弱，新能源高比例接入将对电力系统安全稳定运行带来巨大挑战，系统灵活调节资源的需求显著提升。
——摘自北极星电力网
《周孝信院士：“双碳”目标下
我国能源电力系统发展前景和关键技术》