构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究丨中国工程科学本文选自中国工程院院刊《中

本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2021年第6期
作者：舒印彪，陈国平，贺静波，张放
来源：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):61-69.
编者按
建设以新能源为主体的新型电力系统，既是能源电力转型的必然要求，也是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径。以新能源为主体的新型电力系统的构建是一项复杂的系统性工程，应超前研判、全面分析电力生产结构改变为电力系统带来的变化与挑战，深入研究电力低碳转型路径及转型过程中的重大问题，力争就技术形态、技术方向等关键问题形成广泛共识。
中国工程院舒印彪院士科研团队在中国工程院院刊《中国工程科学》2021年第6期发表《构建以新能源为主体的新型电力系统框架研究》，分析了电力系统转型带来的变化、问题及挑战，阐述了新型电力系统的内涵、构建原则与思路；根据电力系统发展的技术特征、新能源接入规模，合理划分新型电力系统的发展阶段并针对性提出各阶段的发展建议。文章认为，新型电力系统以新能源为电能供给主体，可满足不断增长的清洁用电需求，兼具高度的安全性、开放性、适应性；相关系统构建是一项系统性工程，应遵循电力系统的技术演进规律与特征，充分利用成熟技术、存量系统并深入挖掘潜力，同步着力研发新兴技术，积极稳妥并循序渐进实施重大转型。

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一、前言
碳达峰、碳中和目标的提出是国家重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。在能源消费清洁低碳化的进程中，电力占据着能源体系的主导地位，同时电力系统发展面临着艰巨任务。考虑我国各类非化石能源资源禀赋以及开发利用的技术经济性，大力发展新能源是必然选择。建设以新能源为主体的新型电力系统，既是能源电力转型的必然要求，也是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径。
能源电力行业技术资金密集，存在高度的路径依赖，技术路线试错成本极高。构建以新能源为主体的新型电力系统是一项复杂的系统性工程，应超前研判、全面分析电力生产结构改变为电力系统带来的变化与挑战，深入研究电力低碳转型路径及转型过程中的重大问题，力争就技术形态、技术方向等关键问题形成广泛共识。
针对于此，本文从一次能源、电源、网络、负荷、平衡模式等方面着手，研究电力系统物质基础、技术基础将要发生的深刻变化，从电力可靠供应、新能源消纳、电网安全运行等方面探讨未来电力系统发展面临的直接挑战；阐述新型电力系统的内涵、构建原则和思路，划分新型电力系统的发展阶段，提出策略性发展建议，以期为电力行业中长期发展提供基础参考。
二、电力系统转型带来的变化
电力系统实现碳达峰、碳中和目标的过程，伴随着传统电力系统向以新能源为主体的新型电力系统转型升级，相关物质基础和技术基础持续深刻变化。
一是一次能源特性变化。电力系统的一次能源主体由可存储和可运输的化石能源转向不可存储或运输、与气象环境相关的风能和太阳能资源，一次能源供应面临高度不确定性。
二是电源布局与功能变化。根据我国风能、太阳能资源分布，新能源开发将以集中式与分散式并举，电源总体接入位置愈加偏远、愈加深入低电压等级。未来新能源作为主体电源，不仅是电力电量的主要提供者，还将具备相当程度的主动支撑、调节与故障穿越等“构网”能力；常规电源功能则逐步转向调节与支撑。