新型电力系统的顶层设计和底层逻辑-北极星储能网

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随着“双碳”目标提上日程，新型电力系统被不断提及，新型电力系统到底是什么？全国电网运行与控制标准化技术委员会对新型电力系统做了定义——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。

为什么要构建新型电力系统？

回答这个问题，要先回顾一下2021年。2021年对于大部分企业来说，是艰难的一年，第三季度受能耗双控及电煤供应紧张、价格飙升等因素影响，全国超过20个省份执行了限电措施，大部分企业都受到了停产、削减产能、错峰生产、分时段限电等不同程度影响，造成极大的经济损失。为了实现控制碳排放的目标，如果还停留在拉闸、挖煤、进口等方向上，本质上都是治标不治本的短期权益之计，我们更应该从重构电力系统入手，抽丝剥茧地从根源解决能耗问题。

2021年某商户接到限电通知后，转发到行业群内截图

电力行业作为我国碳排放最大的单一行业，采用新能源发电是电网脱碳的唯一手段。然而，新能源发电先天不足必须“靠天吃饭”，如果仅仅通过加装电力电子装置来完成新能源发电并网，会产生两个后果，一是并网成本激增，新能源发电不具备经济型；二是系统转动惯量减少，无法为系统在小扰动情况下提供必要的电压和频率支撑，电力系统极易受到功率波动和系统故障的影响。如果想突破“供给安全、环境友好、价格低廉”的难题，我国当前电力系统的各个环节一定要重塑，构建新型电力系统是我国实现双碳目标最重要的举措。

不仅如此，纵观我国电力系统的百年历史，电力系统从未停止过更新换代，目前正在进行第三代电力系统的建设和完善，第一代电力系统的关键词是小机组、低电压、小电网、小规模；第二代系统转变为大机组、超高压、大电网；第三代系统就是集合可再生能源、清洁能源，主干电网和区域配网及微电网的新型电力系统。

不断细化的新型电力系统顶层设计

“构建新型电力系统”从提出到现在虽然只有短短一年多，却已经多次出现在重要会议及政策里，重要性不言而喻。

2021年3月15日召开的中央财经委员会第九次会议提出，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。这是我国首次提出要构建以新能源为主体的新型电力系统。同年10月24日，国务院发布了《2030年前碳达峰行动方案》，《方案》再次提到要加快建设新型电力系统。构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，推动清洁电力资源大范围优化配置。11月24日，中央全面深化改革委员会审议通过《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》，明确了能源电力领域发展方向、发展目标和发展路径。

2022年2月10日，国家发改委、国家能源局联合下发了《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》，《意见》通过“完善新型电力系统建设和运行机制”这一细化章节，首次以官方角度对如何构建新型电力系统指明了具体方向，通过自上而下政策制定、自下而上反馈参与，调动一切资源，共同走出一条最佳路径。

国家发改委、国家能源局联合下发了《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》

《意见》中明确提出：“加强新型电力系统的顶层设计、制定新型电力系统发展战略和总体规划、研究制定新型电力系统相关标准。”也就是说通过优良的顶层设计，自上而下地为底层逻辑提供政策支撑。

自下而上是指《意见》提到“鼓励各类企业等主体积极参与新型电力系统建设、支持行业龙头企业联合高等院校、科研院所和行业上下游企业共建国家能源领域研发创新平台。”即集合全社会力量，共建新型电力系统。至此，我国构建新型电力系统有了具体化操作政策，将极大地推动新型电力系统构建的进程。

大规模、高比例、市场化与高质量并举的底层逻辑

新型电力系统包含了电源、电网、负荷、储能、战略备用几个部分，与传统的电力系统比，不仅是增加了“储能”和“战略备用”，而是所有要素都要发生质变。要实现这个质变，需要从以下几个逻辑入手：

1、大规模开发，多元化发展。为保证我国“双碳”目标的实现，新能源装机发展速度仍需要进一步加快，并需要优化布局、多元发展。

2013年-2021年中国光伏装机量逐年增长

2、高比例发展推动电力系统迈上新高度。高比例可再生能源是能源系统转型的核心方向。国家能源局会同有关部门发布的《“十四五”可再生能源发展规划》提出“‘十四五‘期间可再生能源在一次能源消费量增量中占比要超过50%，提高电网消纳可再生能源能力”。这将使我国能源系统，特别是电力系统消纳可再生能源的能力迈上新高度。①

3、市场化发展推动规模建设。随着风电和光伏发电逐步平价化，可再生能源可以实现由政策驱动转为市场驱动，通过绿色能源市场机制助力“双碳”目标的实现。

4、高质量发展提供技术和产业保障。“双碳”目标对可再生能源技术和产业提出了更高要求。只有加大创新力度，培育新模式新业态，才能有效支持可再生能源及相关支撑领域技术的进步和产业发展，为高效安全稳定的新型电力系统奠定基础。

除了广义底层逻辑推进，要实现构建新型电力系统的目标，还有一些细节需要注意。

以“西电东送”为例，随着经济发展，西北及西南等送端电源区对电力的需求与日俱增，将电力输送至外地并不利于本地发展，于是这些地区都更倾向本地消纳，促进当地产业发展。

不仅如此，随着各地均积极发展新能源的情况下，送受两端均对调峰能力产生较大需求，受端希望在用电高峰期接收更多电力，送端则希望保留高峰期电力作为备用电源，拉扯之下两方利益均受到伤害。

宁夏就是一个典型例子，2021年跨向2022年之际，宁夏首条直流外送工程——银东直流作为直流特高压“点对点”交易的试点，实际成交电量远不及原定电量额度。按照校核之后的曲线，最终银东直流的外送2022年1季度竞价交易只成交5亿度电，落地山东之后，预估宁夏省内售电公司亏损1亿元。②

对于山东省用电企业而言，他们也不满意银东直流的外送电，主要原因是山东省新能源装机比例超过30%，调度负荷曲线形成了早晨、傍晚两个用电高峰，中午、夜晚两个用电谷段。而银东直流的送电负荷曲线附带调峰，在真正用电高峰并没有为山东用电企业带来实际上的优惠。

出现这种情况的最主要原因是西北地区新能源装机比例较高，电网对于调峰的需求迫切，为了保证了西北地区一旦遭遇晚高峰电力紧缺的情况，有足够的备用电源，西北调度直接“截留”整个晚间时段的负荷，最终形成了一场双方都怨声载道的交易。

所以构建新型电力系统的时候，还要注意缓解送受两端矛盾，将“计划电”逐步转为“市场电”，充分考虑电力送受两端经济发展的不均衡性，以及送电端经济发展的迫切性。

随着新能源装机的增加，对调峰需求也越来越强烈，构建新型电力系统需要更加重视新型储能技术的发展，逐步实现多种时间尺度的储能技术的创新，既可满足分钟级、小时级，也能满足更长时间的储能需求，在面对极端天气时，储能将成为电力系统安全稳定运行的最终保障。

2060年的零碳未来，新型电力系统将成为全社会的血脉，让所有地区、行业、个人都充分加入进来，考虑到“大”的需求，也兼顾“小”的需要；平衡发达地区的要求，也重视发展中区域的意向；既要从“上”设计政策，也要向“下”发展逻辑，让所有绿色力量都成为电力系统的“血液末梢”，才能为我们的社会和产业发展注入无限活力。

①清华三峡气候与低碳中心主任张希良教授《解读“十四五”可再生能源发展规划》

②武魏楠《尴尬的省间电力交易》

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