双碳目标下新型电力系统发展路径探析

双碳目标下新型电力系统发展路径探析

张曜辉 ,周晓宇

国网十堰供电公司变电运检分公司  湖北省十堰市 442000

摘要：在双碳目标下，电力企业需要承担的社会责任较为艰巨。基于我国传统电网系统特征进行分析，探寻新型电力系统的发展路径，是全方位改善资源综合利用率的核心途径。随着整个社会电气化水平的不断提高，越来越多的碳排放从终端行业转变为电力行业，电力行业的节能减排压力也在不断地提升。因此，要在不断地探索和研究过程中，加快新型电力系统的建设速度，是电力行业辅助社会达成“双碳”目标，推动自身节能减排的必经之路，也是保障整个电力行业高质量发展的核心途径。

关键词：双碳目标；新型电力系统；发展路径

引言

实现碳达峰、碳中和目标，任重而道远，构建新型电力系统是必然要求，这是一项复杂的大型系统工程，需要发、输、配、用、储全产业链条的大力投入。我国电力系统在未来会有历史性改变，能源行业的高质量发展终会实现。本文通过对双碳目标下新型电力系统发展路径进行分析，以期能为“双碳”目标的早日实现提供理论基础。

1新型电力系统的内涵

关于新型电力系统有两种最新表述，一是《国家发展改革委、国家能源局关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》（发改体改〔2022〕118号）中指出要“推动形成适合中国国情、有更强新能源消纳能力的新型电力系统”。二是《“十四五”现代能源体系规划》在分析全球能源体系深刻变革时，提出“构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统蓄势待发”；在展望2035年发展目标时，指出“可再生能源发电成为主体电源，新型电力系统建设取得实质性成效”。从开始提出时的“以新能源为主体”到“适合中国国情、有更强新能源消纳能力”再到“新能源占比逐渐提高和可再生能源发电成为主体”，是新型电力系统构建过程中结合实际对目标的不断修正和完善。总体来看，最终实现碳达峰碳中和的远景目标不变，科学规划新型电力系统的构建路径是“双碳”目标实现的基础，也是新型电力系统中各主体发展的边界和指南。

2新型电力系统的特点

新型电力系统是以承载实现碳达峰碳中和，贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求为前提，确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标、以最大化消纳新能源为主要任务，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。新型电力系统的概念中已经明确了新能源得重要性，可以从发电侧、电网侧、负荷侧三个角度来描述新型电力系统的技术特点。

（1）发电侧：新能源发电已经从原先的补充性发电，转变为主体性发电，呈现出高占比、高质量、市场化的特点，但是新能源发电大规模接入后导致的稳定性问题，称为制约其进一步发展的重要原因；火力发电机组在充分利用低碳技术的同时，将更多发挥调节等辅助性功能。

（2）电网侧：新能源发电的大规模接入以及柔性输电技术的广泛应用使得电力系统电力电子化的属性越发显著，电力系统的动态特性发生显著变化；由于系能源发电以分布式方式接入电力系统，原有的集中式电力系统已经不适用了，电力系统逐步向分布式、扁平化的方向发展，电力系统的架构发生了革命性的变化。

（3）负荷侧：新型电力系统具备接纳多种新型负荷和多元化储能单元的能力，能够对接入的负荷进行分类化的高效管理，负荷也参与到电力系统的管理中，实现资源的优化配置、高效利用，保证接入到新型电力系统中的各个单元能够充分发挥自身的作用。

3在双碳目标下新型电力系统的发展路径

3.1新能源为主体的电力供应

需要持续保障现有太阳能发电、风力发电的高速发展步伐，秉承集中式、分布式发电之间的协同并进，全方位扩大我国风力发电和光伏发电的发展规模，推动光伏发电技术和风力发电技术得到全面进步，降低成本成本投入。对新能源发电服务体系进行不断调整和优化，全方位优化新能源发电在整个电力市场中的核心竞争力，持续提高水电、核电、气电的开发水平，将我国的西南地区和新流域作为重点，发挥流域调节在水力发电过程中的作用及价值。

3.2建设高弹性、智能化电力系统

首先，为进一步满足高比例新能源电力电子设备的发展需求，创造出更为丰富多样的高弹性电网，需推动整个电力供应系统的各环节走向数字化、智能化的发展之路。构建出全电力供应网络系统协同、以数字化技术作为驱动、可实现电力供应智能决策的新一代电力系统调控体系，强化电网系统的多向互动，保障储能系统之间的互联互通，以确保能源和电网得以优化，全方位提高电力设施的综合利用效率，提高电力系统供应过程中的弹性水平。其次，需要持续开展煤电机组的灵活性改造升级，煤电功能定位需要从传统的主体电源通过改造和升级之后，转变为调节电源，同时进行大规模的煤电机组环境改造，优化机组的灵活性,提高系统调节水平。强化规划引导工作，对改造项目进行科学合理的有序安排，并建立健全辅助服务补偿机制，确保煤电机组获得合理收益。最后，需要进一步强化储能体系的建设，尤其是需要针对具备一定条件和资质的水电站，展开进一步的抽水蓄能改造升级，并建立健全电动汽车参与系统调节相关激励机制，不断优化电动汽车与电力系统之间的协调性、沟通互动性，积极鼓励倡导化学储能、物理储能的系统开发和研究工作。

3.3构建新型电力市场体系和机制

为进一步解决新型电力系统建设过程中存在的问题和挑战，需要展现出电网在推动其能源发展过程中的基础作用和平台价值。将其目标设定为保障分布式新能源的全额消纳、确保传统电网和新能源电网之间的稳定运转、促进电力市场监管机制得到改革和创新，以建立更为完善、更为健康有序的电力市场。首先，需要建立健全与储能相关的市场机制和相关配套机制，构建新能源增长、消纳和储能三位一体协同发展的监管机制，并对配套政策进行不断完善，提高储能技术的开发水平。通过建设大型能源基地，开展针对性的储能创新成果示范，并确定储能市场交易补偿机制，以推动储能实现规模化使用。其次，建立健全新能源消纳许可审批制度，明确可再生能源的发展目标，逐步放宽新能源消纳许可，加速简化传统电网和新能源电网系统并网的审批流程，加快项目的开发进度。最后，积极鼓励企业加强对分布式自发自用项目的研发，通过动态跟踪，了解企业技术发展现状，明确国际发展技术前沿。在电源侧上，加强对光伏风电等模式的有效运用，以改善新能源发电的消纳水平，保障电网友好性。

结束语

我国在持续推进节能减排的发展过程中，电力是对“碳达峰”“碳中和”目标落实进程带来直接影响的重要内容。因此，想要达成“双碳”发展目标，需构建出将新能源作为核心的新型电力体系，走上绿色低碳发展之路。

参考文献

[1]周孝信，陈树勇，鲁宗相，黄彦浩，马士聪，赵强.能源转型中我国新一代电力系统的技术特征[J].中国电机工程学报，2018，38（7）：1893-1904+2205.

[2]舒印彪，陈国平，贺静波，等.构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究[J].中国工程科学，2021，23（6）：9.

[3]郭剑波.新型电力系统面临的挑战以及有关机制思考[J].中国电力企业管理，2021（25）：8-11.

[4]张智刚，康重庆.碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望[J].中国电机工程学报，2022，42（8）：2806-2819.

[5]舒印彪，张丽英，张运洲，王耀华，鲁刚，元博，夏鹏.我国电力碳达峰、碳中和路径研究[J].中国工程科学，2021，23（6）：1-14