2020年9月，习在第七十五届联合国大会一般性争辩上初次提出“双碳”方针，并在我国与世界政党领导人峰会提出，我国将为实行“双碳”方针许诺支付极端艰巨的尽力。2021年3月，习在中央财经委员会第九次会议上，初次提出构建新式电力体系。党的二十大清晰“安身我国动力资源禀赋，坚持先立后破，有计划分进程施行碳达峰举动”“加强动力产供储销体系建造，保证动力安全”，提出“加速规划建造新式动力体系”。

　　建造新式电力体系是电力行业履行“双碳”方针的重要任务。未来，新式电力体系发输配用各环节的功用定位和特性将发生严重调整，体系的开展也将面对许多应战和需求研讨处理的问题。

　　2021年中央财经委员会第九次会议提出构建新式电力体系以来，社会各界从不同视角对新式电力体系进行了很多研讨和论说，构成了丰厚的研讨成果，但议论纷纷，没有构成一致认识。关于新式电力体系的典型特征，我了解有必要从（电力）电网物理形状和（商场）价值形状两个维度去界说。也便是说，新式电力体系在物理形状上是新的，在商场（体系机制）上应有相应的配套，也是新的。

　　在物理形状方面，新式电力体系将呈现出多能协同互补、源网荷储互动、多元负荷交融等典型特征。

　　“双碳”方针下，风电、光伏等新动力开展前景宽广，煤电、气电等化石动力开展约束要素增多。此消彼长之下，新式电力体系中的新动力占比将大幅进步。例如，习在气候大志峰会上宣告到2030年我国风电、太阳能发电装机将到达12亿千瓦以上，这一方针已超越2020年我国煤电装机规划，并且未来新动力发电装机规划很可能大大超越该数值。

　　新动力占比的极大进步，将彻底改变各类电源在电力体系中的功用定位和效果。风景等新动力发电将从供给电量补偿逐渐向供给电量支撑的首要电源改变；水电和核电根底性电源的性质不变；煤电逐渐改变为供给容量为主、电量为辅的电力安全安稳支撑和备用保证电源；气电承当更多的调理性和保证性职责；抽水蓄能除了承当削峰填谷、应急调理效果外，将添加更多储能才能，保证新动力接连多日出力下降的电力供应；电化学储能将逐渐成为重要“电源”。

　　一起，风、光等新动力资源“天热无风”“云来无光”，靠天吃饭特征显着，具有随机性、间歇性、动摇性等固有特性。新动力占比进步将极大添加电源侧的不可控性，传统电力体系多种电源简略叠加的形状将不再习惯新式电力体系的要求，风景互补、新动力+水电、新动力+储能、新动力+氢能、风景水火储一体化等多元协同开发形式不断涌现，充沛发挥水、火、核、风、光、储等元素的协同互补效果，完结多时间尺度优化装备。

　　散布式电源、用户侧储能、电动汽车反向放电、虚拟电厂等逐渐使用推行，进一步解放用户，部分负荷由“纯用户”改变为“电力产消者”。一起，用户用能自主挑选权将得到充沛开释，从单一供用电形式向电、热（冷）、气（氢）等多元化动力消费和多样化服务需求开展。产销一体、多元互动的全新需求模型，推动电力体系与多种根底设施网络高度交融开展，施行“绿色代替”“电能代替”，树立以电能为中心的归纳动力服务体系，节能减排效益大幅添加，动力使用功率继续进步。

　　电力是可再生动力最为快捷高效的使用办法，“云大物移智链”、智能一体化调控、大容量直流输电、柔性互联与操控、新材料等技能将在电网中广泛使用，电网作为清洁动力资源优化装备渠道的中心位置将不断增强，推动“源随荷动”向“源荷互动”改变。

　　与之配套，电网结构将向“骨干电网+中小型电网及微型电网”柔性互联形状开展，输电网网架向“合理分区、柔性互联、安全可控、敞开互济”的形状改变，配电网具有更高的灵敏性和自动性，习惯储能、负荷敞开接入和双向互动，微电网和用户需求呼应技能广泛使用，灵敏可调资源参加电网互动增强，储能发挥不一起间尺度的体系平衡调理效果。

　　与此一起，电网作为承载新式电力体系的重要渠道，将充沛发挥数字电网强壮的“电力+算力”，使电网具有超强感知才能、智能决议计划才能和快速履行才能，传统电网调度选用的“会集式发电调整”也逐渐晋级为“源网荷储一体调控”，支撑新式电力体系安全高效运转。

　　新式电力体系将包含新动力、储能、调理性电源、微电网和“电力产消者”等丰厚的商场主体，各商场主体的特性各不相同，推动源网荷储各环节发生深入改变，相应的商场机制和价值机制也需求更新迭代，逐渐树立高度发达的电力买卖商场和和谐一致的价格构成机制，为构建新式电力体系供给坚实的机制保证。

　　需求构建敞开一致的电力商场，逐渐完善买卖机制，丰厚买卖种类，打破买卖区域壁垒，为抽水蓄能、储能、虚拟电厂等不同类型，以及区表里等不同地域商场主体供给公正准入、平等竞赛、自主挑选的买卖时机，充沛发挥商场无形的手的根底性调理效果，推动在更大范围内优化资源装备。此外，除了电力商场自身的中长期商场、现货电能量商场、辅佐服务商场等买卖机制不断老练完善外，绿色电力买卖与绿证买卖、碳排放权买卖等也将愈加有用联接和协同开展。

　　一是动力电力上下流各环节价格构成和本钱引导机制继续健全，煤电电量商场化买卖电价和应急保供容量补偿机制逐渐树立，储能容量本钱收回电价有用保证，输配电价格机制灵敏性进步。二是新动力发电本钱、配套保证电源添加本钱和额定添加的电网出资等本钱得到合理引导。三是调理电价体系愈加完善，电量电价、容量电价、应急备用电价、丰枯电价、峰谷电价、尖峰电价等协同协作、标准一致，公映电量、容量、调理才能等不同类型资源的真实价值，充沛调动商场主体的积极性，满意电力体系安全安稳运转对调理资源等的需求。四是各地电力商场价格规矩一致标准，有用保证送受端省区电力供需平衡，区域表里各商场主体间的利益平衡经过电价机制有用和谐，进步全社会经济效益。

　　构建新式电力体系有必要从我国国情的实践动身，与资源禀赋相习惯。南边区域动力资源呈现“富煤、贫油、少气”，水力资源相对丰厚等特征，决议了煤电和水电的根底性位置。与此一起，为完结“双碳”方针，新动力占比需求不断进步，但新动力随机性、间歇性、动摇性等缺点又使其需求依托传统动力的调理性支撑。因而，归纳动力转型开展趋势和南边区域的资源禀赋特征，咱们以为新式电力体系将呈现“煤电和水电为首要根底支撑，核电和气电为重要补偿，风能太阳能等新动力发电为增量主体”的典型特征。现阶段，咱们以南边电网辖区举例，介绍三个新式电力体系的典型场景。

　　阳江市地处珠江口西岸都市圈，布置有广东省重要动力电力基地、国家新动力基地、世界风电城、千亿级合金材料产业基地等，正逐渐成为粤港澳大湾区西侧动力中心。阳江市有丰厚的海优势电资源及滨海核电和煤电厂厂址资源，具有建造大型风电基地、大型核电基地、大型火电基地的潜质。但与此一起，阳江新动力开展也面对较大应战，一是已核准的海优势电1000万千瓦，正在请求添加的深海区海优势电1000万千瓦，估计国管海域还有可开发的海优势电2000万千瓦以上，大规划海优势电会集开发存在较大的并网运送压力；二是阳西、阳春区域因为光照条件好、地价有优势，各方光伏出资志愿激烈，近两年收到业主的并网意向咨询较多，估计至2025年还有潜在光伏接入需求200万千瓦，远超当地消纳才能，当地激增的中小规划新动力消纳与送出问题较杰出。

　　基于此，2021年8月4日，南边电网公司年中作业座谈会提出将阳江市开始遴选为“海优势电+储能”新式电力体系示范区。2021年11月11日，广东省政府和南边电网公司联合印发《广东省构建新式电力体系 推动电力高质量开展举动计划（2021—2025年）》，清晰提出打造阳江清洁动力基地新式市域电力体系示范区。2021年12月阳江市第八次代表大会提出建造“广东（阳江）世界风电城”“国家新动力基地”。

　　依据《阳江供电局加速推动全域新式电力体系示范区建造举动计划》，到2025年，阳江电网全面建成新式电力体系示范区。到时，将建成沙扒、青洲、帆石等海优势电基地1000万千瓦，阳江核电652万千瓦，阳西电厂等大型火电500万千瓦，阳江抽蓄120万千瓦，以及陆优势电112万千瓦，光伏300万千瓦，构成“煤电+核电+海风+储能”的新式电力体系典型形状，非化石动力电量占比到达80%。

　　金沙江流域水电资源、风景新动力资源丰厚。水电方面，金沙江中下流（云南段）自上而下依次为龙盘、两家人、梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉、观音岩、乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝等12座电站，算计装机容量4356万千瓦（省界界河电站均仅算一半）。除龙盘、两家人处于前期勘察设计阶段外，其他电站均已投产发电，其间乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝等电站均为具有季调理才能的巨型水电站，已构成梯级水电调理格式。风景发电方面，金沙江中游流域水电基地周边风、光开发潜力约3170万千瓦，首要散布在迪庆、丽江、大理、怒江等市州，下流流域水电基地周边风、光开发潜力约725万千瓦，首要散布在昆明、昭通、曲靖、楚雄等市州。依据云南风景水储一体化开展规划，“十四五”期间将沿金沙江流域市（县）开发风电470万千瓦、光伏1000万千瓦，一起，或将推动装备电化学储能250万千瓦，建成风景水储灵敏调理一体化体系，构成“水电+光伏+风电+储能”的新式电力体系典型形状。

　　依照国家电力规划，“十四五”期间，将建成藏东南至大湾区的输电线路，建成后将成为“水电+风电+光伏+储能+远距离高份额可再生动力特高压（多端）柔性直流输电”的新式电力体系典型形状。

　　跟着可再生动力接入电力体系的份额不断进步，并网对电网安全安稳将发生较大影响。

　　一是风机等新动力设备转动惯量等效差，耐受过流、过压、低压等扰动才能，难以对体系供给与同步机适当的自动支撑才能，导致体系毛病后频率、电压改变方针恶化，乃至引发连锁毛病。新动力接入容量和出力份额到达必定规划后，体系频率和电压安稳问题将超越传统的功角安稳、动态安稳问题，成为体系主导安稳问题。迫切需求新动力设备为体系供给必要的频率、电压自动支撑才能。2019年8月9日英国大停电事端便是发生在典型的新动力高浸透率场景中，因惯例机组开机削减、体系转动惯量下降，然后导致毛病后体系频率改变率超越限值，然后引发海优势电机组很多连锁脱网。2021年，贵州某区域对外联络的线路跳闸后，构成的孤网体系中全部是新动力机组，因无法树立安稳的频率，孤网终究全停。

　　二是不同类型的风机其操控结构与操控算法杂乱多样，设备并网功用各异，缺少有用的源网和谐优化。风电及送出直流中的很多电力电子设备在体系毛病期间表现出低电压穿越、换相失利等强非线性行为，动态改变途径杂乱，和谐操控困难。很多海优势电接入负荷中心的外围电网，加重输电通道堵塞，或经过直流接入负荷中心，导致负荷中心无功电压支撑才能下降；风电动摇导致的潮流大范围活动进一步加重安稳问题，亟需对风电场施行有用的源网和谐优化操控。以广东粤西海优势电送出场景为例，若风机依照经过体系优化的参数整定，粤西送出断面极限可进步300—500MW。但是，设备厂家出于技能保密的原因，不肯揭露具体参数，或表明因设备才能无法按电网要求整定，参数优化整定作业推动困难。

　　三是很多电力电子设备并网带来的谐波与宽频安稳问题日益凸显，尚缺少有用的剖析与办理办法。电力电子设备微秒级的开关进程与传统同步机毫秒、秒级的机电过渡进程相互影响，带来全新的安稳问题。IEEE专门为电力电子设备很多并网引发的宽频安稳问题修改了电力体系安稳性的分类标准。在运体系也频频露出电力电子设备宽频振动问题，严重威胁体系运转安全。美国、欧洲电网中新动力电力电子设备宽频振动问题时有发生。2022年5月，广东某海风场因高次滤波电路设计不完善，引发34飓风机因谐波重量过高接连脱网，丢失功率551MW。

　　对电力体系而言，安全安稳运转是条件、是根底，为保证高份额新动力接入后的体系安全，产业链各方应一起协作、加大联合攻关力度，推动完结“电网调控级—场站集控级—发电机控级”三级操控的和谐互动，以满意新式电力体系需求，更好地服务“双碳”方针完结。

　　首先是调控，也便是电网调度体系级的操控，调度体系是坚持体系安全安稳运转的“中枢大脑”。关于调度体系，一是要完结电力体系大局功率的合理分配，以潮流散布最优促进多能互补（调理）优化调整。比方，海优势电场多选用风电场群聚集送出办法，在劲风气候条件下易呈现输电堵塞现象，此刻，依托上层调度体系进行大局分配，经过和谐不同场站间出力、调理负荷及储能站的操控，在缓解输出线路堵塞、保证电力体系安全的一起，尽可能地削减“弃风”现象；再比方，金沙江水风景发电互补调理调度，就可以使用水库调理库容（调峰）调理互补水能风能光伏发电特性。二是要“三补”。榜首补仍然是“一次不行，二次补”。曩昔的电网结构不行“刚强”，缺乏以应对日益杰出的电力体系安全安稳问题，凭借网源荷电气二次（设备）协同技能办法来补强，然后积累了特征丰厚的电力体系安全安稳操控的体系办法和老练的（我国）经历。现在的情况是电网刚强了，却愈加杂乱了，既要安全安稳，还要精准牢靠，更要求电气二次体系的智能化协同和“刚强”支撑。第二补是电源多能发电结构差异，依托“调控调理”办理和技能办法来补偿，处理短板效应，完结源网荷储互动。第三补是物理特性差异依托商场价格机制补，充沛凭借电价机制推动处理“存量挖潜与多主体共责同享”“增量协同与体系性有序推动”等深层次的问题。要据守体系安全安稳操控的“三道防地”：一是继电维护的灵敏性、挑选性、速动性、牢靠性，“四性”还要愈加充沛满意很多涣散式发电和碎片式微网的接入，方显榜首道防地越发重要。二是功率平衡安稳，以远方切机切负荷为代表的安稳办法和AGC/AVC多层级协同效应等，要保证电力体系动态安稳。三是应对体系失控，坚持暂态安稳，要充沛调动发动机转动惯量和调速器频率操控效应、发电机励磁（变流）电力电子操控特性和功角操控效应。三是大局和谐操控技能（指令）的生成与下达。依托调度云端的自动发电操控、自动电压操控（AGC/AVC）、在线监测等体系，实时或定时向子站下达操控方针并更新装备定值，如体系调峰调频容量缺乏时，面向下级子站体系，经过更新操控方针，和谐选定范围内的风电场站投入系一致次调频、惯量操控等“压板”（“阈值”），当体系频率到达动作条件时，选定范围内的风电场将自动为电力体系供给功率自动支撑。

　　其次是集控，也便是场站级的操控，海优势电场站级功率操控体系起到了“承上启下”的要害纽带效果。场站级功率操控体系首要发挥以下效果：一是解读调度体系的操控指令并完本钱地机组间功率的合理分配。场站功率操控体系在接纳到调度体系下发的操控方针及操控定值后，结合本地机组运转状况、实时气候条件、功率猜测信息、集电线路拓扑结构、并网点功率电压频率数据等，精准研判全场的功率可调理裕度，合理分化上级调度体系下发的指令并实时分配至风电机组、SVG、主变压器等功率调理资源；二是依托场站边际算力，完结功率自动支撑功用。“双碳”及新式电力体系布景下，风电场站除满意现有AGC/AVC操控功用外，还需要点进步电力体系自动支撑功用，比方经过实时监测并网点频率，判别到达动作阈值时，快速核算全场功率改变量，与AGC操控指令相和谐，并完结对机组操控指令的下发。现在，南网数研院所研发的“智控Plus”产品，具有一次调频、惯量操控、AGC/AVC操控等边际操控功用，可明显进步海优势电场功率自动支撑才能。

　　终究是机控，即发电机组级的操控，发电机组是源网和谐操控指令终究的履行单位。机组级操控一要精准快速履行上级体系下发的操控指令。机组在接纳到站控级下发的功率操控指令后，经过和谐风机主控设备、变流操控器等操控单元，完结风机的变桨、偏航、调速等操控，精确且快速地履行上级下发的功率操控要求，并完结机有功和无功的解耦；二要在履行上级下达指令的一起，保证机组的安全牢靠运转并充沛挖掘潜力，最大极限向电网供给安全支撑。以海优势电为例，运转环境杂乱多变，风电机组除了精确呼应站控级的功率操控指令外，还需求归纳考虑机组的抗飓风、抗浪涌和设备健康情况、发电（出力）质量等约束条件，实践上是一套多方针和谐操控的进程。现在，南网数研院牵头的广东省重项目“10MW及以上海优势力发电机组主控设备研发”，所研发的10MW级风机主控设备协作变流器操控器可完结含智能抗飓风、发电猜测、功率盯梢、安稳（平衡）操控在内的多方针协同操控功用；多主体参加、分工协作，多层级多体系（设备）协同、和谐运用等。

　　新式电力体系建造负重致远。跟着新动力场站规划和接入电网占比不断进步，“场站多机型、地域多结构”的特征将愈加凸显，给电力体系的安全安稳运转带来许多应战。电网调控级、场站集控级、发电机控级作为电力体系安全安稳操控的首要层级，与体系安全联络严密，电机安全、场站安全直接影响电网安全。在此呼吁各方，以建造高效可继续良性循环产业链和生态圈为己任，科学维护，有序竞赛，充沛协作，同享资源，树立愈加敞开、兼容的操控体系，拟定标准次序，完结体系参数、场站参数、电机参数有用交互，到达操控功率效益最大化的方针。

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