公司新聞
習近平總書記指出，實現碳達峰、碳中和是我國向世界作出的莊嚴承諾，也是一場廣泛而深刻的經濟社會變革，絕不是輕輕松松就能實現。3月15日，中央財經委員會第九次會議指出，“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期。 要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統。為推動電力系統規劃工作積極轉型適應新型電力系統構建要求，本文深入分析了新型電力系統特點，由此提出了電力系統規劃各環節研究的轉型思考。
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一、新型電力系統的特點
對于構建新型電力系統，南方電網公司4月發布《數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書》,5月發布《南方電網公司建設新型電力系統行動方案（2021—2030）白皮書》，提出了新型電力系統建設的總體目標以及8大領域24項重點舉措，并提出新型電力系統以新能源占據主導地位為顯著特征，呈現綠色高效、柔性開放和數字賦能的特點。在此基礎上，筆者分析認為，新型電力系統是以數字化推動的，高比例新能源、高比例電力電子、低轉動慣量、強隨機性的電力系統，系統中源網荷儲之間通過電力流和信息流形成有機整體，并與其他能源系統進行能量和數字交互。從源網荷儲四個環節看，均出現了新的變化——
電源側：電源裝機規模倍增于負荷需求增長，電源結構以新能源為主體。電源出力特性間歇性、波動性加劇。電源布局更為多元，電力電子裝置高比例滲透。
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電網側：電網規模仍需持續擴大。結構上，主電網進一步加強省區互聯；配電網將逐步演化為有源供電網絡，向交直流混合柔性電網﹢智能微電網等多種形式協同發展；主配網界限進一步模糊。電網穩定問題復雜化、潮流概率化、電網利用率下降。電網由單純的電力輸送通道向能源綜合利用的平臺轉型。電網發展以數字技術為驅動，依托強大的“電力﹢算力”，使電網具備超強感知能力、智能決策能力和快速執行能力。
負荷側：能源消費雙控將為高載能行業的用電增長帶來不確定性，但新電氣化進程將帶來電量增量。微網、虛擬電廠、電動汽車等多元負荷形態比例提升。在儲能單元加入負荷側后，部分負荷將具備主動參加系統調節的能力，負荷特性不確定性增大。三產及居民用電比重持續提升，峰谷差和尖峰負荷規模將進一步擴大，對電力供應安全要求更高。用戶互動性增強，積極參與市場交易及系統調節。
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儲能側：儲能規模與新能源、核電的發展同頻增長。中短期內以抽水蓄能和化學儲能并重，長期隨著其他新儲能技術不斷涌現，儲能技術形式進一步多元化。
二、電力規劃工作轉型建議
電力規劃工作是基于對未來一段時期內負荷增長的預判，開展電源供應充裕度的分析并提出電源規劃的方案，隨后對負荷和電源的新需求開展網架方案的設計，最后對規劃網架開展電氣校驗以及經濟技術的評價。在新型電力系統下，電力規劃的規劃對象除了傳統的源網荷之外，還需進行儲能規劃；規劃邊界進一步擴展，傳統規劃以電力系統內部數據為主，輔以對社會經濟發展數據的研究，在新型電力系統下仍需進一步掌握能耗、碳排放等專業數據；規劃流程基本上與傳統電力系統規劃一致，但各階段均將引入新的技術手段應對新型電力系統的新特征；規劃評價方面，評價指標進一步多元，亟需形成新的評價體系客觀衡量新型電力系統的規劃效果。以下，將從負荷、電源（含儲能）、電網3個規劃對象角度，對新型電力系統規劃工作需重視的問題進行探討。
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負荷預測方面，更重視能耗、排放對負荷發展的限制，預測出來的最大負荷需經過尖峰削減后才能作為后續規劃的依據，確定性的負荷預測將逐步向概率化的預測方法轉變。結合地區能耗、排放指標開展大用戶用電需求預測，特別是在傳統高載能行業比重較大的地區，更要特別重視甄別電解鋁、鋼鐵、化工等大用戶投產的可行性，更加慎重對待打著大數據中心名義建立的虛擬貨幣挖礦項目。緊密關注工業、建筑、交通等部門碳達峰路徑設計，摸清電能替代資源發展潛力，開展電能占終端能源消費占比測算，并研究其對電力需求增長的拉動作用。傳統預測的最大負荷含有一定比例的尖峰負荷，尖峰負荷持續時間短、頻次低、電量少，在新型電力系統下，電源、電網的備用率將顯著提升，為了更經濟高效地開展電力建設，建議開展彈性負荷、虛擬電廠等靈活調節資源摸底，提出合理確定削峰比例，將最大負荷進行尖峰削減后，再參與后續的電源需求、電網需求方案設計。以一個最大負荷5000萬千瓦負荷體量的省份為例，若實現5%的尖峰負荷削減，將減少250萬千瓦的煤電機組裝機需求。同時高比例可再生能源分布式接入用戶側將帶來多時空強不確定性，定量的負荷預測需逐步轉變為對含分布式電源、儲能和主動負荷的廣義負荷的用電需求、負荷特性和互動機理的研究。現階段對概率化負荷預測的研究和應用程度不足，尚未形成通用可行的方法，這也將成為規劃領域亟需開展的研究之一。
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電源規劃方面，需開展多時間尺度的平衡計算，電源配置上需考慮各類電源定位根本性的改變，含儲能在內的調節性電源規劃將成為更重要的一項內容。不同電源的調節性能不同，火電受限于其自身運行機理、水電站受限于其水能資源、不同儲能技術也對應不同的調節能力，特別是以新能源為主體的新型電力系統下，新能源出力波動的隨機性強，對各類電源的配置除了典型斷面下的電力電量平衡外，還要進行計及爬坡能力等不同時間尺度下的平衡計算，這也是亟待進行技術突破的關鍵技術領域。而從電源定位上看，新能源從提供電量補充逐步成為提供電量支撐的主體電源；煤電將轉為以提供電力為主、電量為輔的備用保障電源；氣電主要作為調節性和保安電源；抽水蓄能將保持削峰填谷、緊急事故備用作用。在新型電力系統中，電源調節能力必須與新能源的接網規模同頻增加，抽水蓄能規劃、儲能電站規劃等調節電源規劃將成為規劃工作中的重要內容。
電網規劃方面，當前亟待解決的是加強網架建設，加強網源荷儲一體化協同規劃，減少新能源送出卡脖子，先把被動消納的問題解決好；中長期將提高電網柔性，逐漸加強電網友好主動接納能力；在電網校驗中著重解決潮流隨機、穩定機理研究等問題。主電網進一步強化，特別加強新能源富集區域的送出網絡建設，適時進一步增加省間互聯，減少大規模新能源送出受阻及帶來的穩定問題。加大新能源整合送出研究，優選新能源匯流站站址以及技術方案，開展網源荷儲一體化協同規劃研究。同時對電網規模增大、潮流隨機性增加帶來的設備利用率下降問題要提出更多解決方法，比如利用柔性交流輸電系統等技術，實現電網潮流控制，減少不必要的網架建設。隨著分布式電源和互動用戶的大量接入，配電網將逐步引入更多的柔性互聯設備，實現分布式電源、微網、儲能裝置即插即用、友好主動接納的能力。規劃工作中要對新能源接入電網安全標準、消納考核標準等提出合理建議，推動新能源機組進一步完善涉網技術標準，推動新能源在提高系統調節能力方面承擔主體作用。在電氣計算方面，潮流分布的不確定性提升，典型方式數量較傳統電力系統顯著加大，常規的潮流計算工具處理隨機潮流的效率較低，需逐漸建立高適應性、高靈活性分析的不確定性潮流算法；風光發電大規模替代常規機組將使系統總體有效慣量減小，抗擾動能力降低，電網承受較大潮流波動壓力，頻率控制難度加大。風光發電機組容易大規模脫網，引發嚴重的連鎖故障，電力電子裝置大量應用增加次同步振蕩風險。因此在常規的靜態、暫態和動態穩定計算之外，仍需開展新能源場站接入系統強度評估等穩定評估。
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三、結語
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