因地制宜 加速新型电力系统建设实践—— 新型电力系统建设案例

因地制宜，把握规律，对于所有参与方来说，都需要对新型电力系统的多目标优化和多途径选择加以思考，并通过规划设计、技术升级、过程管理等工作进行细化落实。本文对2024新型电力系统发展（崇礼）论坛上所分享的创新实践，以案例形式进行梳理，供业界读者借鉴。

国网冀北电力：探索省级电网向新型电力系统跨越全域方案

冀北地区并网新能源装机容量占统调装机容量的76.7%，占全口径装机容量的68.1%，在全国省级电网中排在前两位。2023年，国网冀北电力服务区域新能源发电量占比超过50%，是全国首家占比过半的省级电网企业，全年绿电交易额约占全国规模的近三成。

国网冀北电力在实践中着重抓好以下四方面工作。

第一，抓认知的强化，新型电力系统的特征内涵和运行条件要求等不断具象化、具体化。围绕“源、网、荷、储、数”五个环节，将新型电力系统特征内涵具象化地概括为“低碳随机耦合电源+坚强灵活智能电网+多元协同互动负荷+规模多样共享储能+全过程数智化”。

第二，抓顶层设计，即以系统思维推进电力系统各环节各领域创新发展，协同演进。面向冀北全域制定实施新型电力系统全域综合示范行动，行动方案部署了十大工程，每项工程中都统筹安排了科技攻关和示范应用两类项目，同时还配套实施了科技创新、数字化转型、风光储输示范工程再提升等三个登高行动。

第三，抓重点突破，重点破解张承地区新能源大规模开发、并网和消纳难题。启动实施了张承新型电力系统科技创新示范工程。这7个子工程囊括了源网荷储各个环节，也包括全自主可控，以及整个系统的运行运营控制。

第四，抓迭代升级，即构建闭环机制对新型电力系统进行定期评估、滚动优化，协同攻关，动态提升。新型电力系统没有成熟的先例，必须通过过程管理，汇聚各方合力，持续迭代升级，不断向预期目标逼近。

近年来，国网冀北电力先后建成投运当时世界上规模最大的，集风电、光伏发电、储能系统、智能输电为一体的张北国家风光储输示范工程，建成了创造12项世界第一的张北±500千伏柔性直流电网示范工程，建成了我国首个实现商业化运营的冀北虚拟电厂示范工程。去年以来，国网冀北电力安排了365个科技研发和工程实践项目，目前已经阶段性完成了55个，取得了初步成效。

国能新能源院：引领煤基CCUS技术创新

据预测，我国需要对总装机容量约355吉瓦的煤电进行碳捕集利用与封存（CCUS）改造，2030～2060年期间通过CCUS将实现累计减排190亿吨二氧化碳。

国家能源集团新能源技术研究院周密布局了CCUS技术研发，开发了规模化碳捕集技术，捕集到的二氧化碳与新能源制备的绿氢结合，可支持解决低碳甲醇合成气问题，为船运和化工行业提供低碳动力燃料和原料。

国能新能源院通过在矿区地表利用微藻固碳修复地表土壤，中浅层利用二氧化碳矿化固化生产重叠和灭火材料，深部地下用于煤层气和封存，结合产业特点进行了系统化全方面布局，助力推动集团煤电化运产业的低碳转型发展。

国能新能源院研发团队自主开发形成了多种规模量级的碳捕集工艺包，从万吨级、十万吨级到百万吨级，适用于低、中、高浓度碳源场景，服务于火力发电、煤化工、水泥、钢铁等行业。

研发团队攻克了高性能催化剂制备和两段法工艺技术，实现了二氧化碳单程转化效率40%，甲醇选择性达96%。目前已开发出了万吨级二氧化碳制绿色甲醇示范核心工艺包，正在开展10万吨级项目可研。

国能新能源院开展了二氧化碳电催化制合成气技术研究，突破了高性能电极制备与规范化技术，实现中试规模化孵化与验证，为碳排放企业提供低碳清洁发展前沿技术；原创性提出了微藻生物固碳协同矿山水处理和生态修复技术，目前已经掌握高寒、高盐、高海拔地区属地化、适应性微藻的选育核心技术，开发了微藻生物固碳协同矿山水处理和矿区生态修复技术。2024年在内蒙古呼伦贝尔雁宝地区也开展了全国首个低成本规模化微藻固碳生态修复协同土壤重构的示范项目。

2023年6月，在泰州电厂自主投产了亚洲最大、世界第三大的煤电CCUS示范项目（50万吨）。中国计量科学研究院测试显示，项目关键设备国产化率100%，脱碳总成本为208元/吨。整体达到了国际领先水平，至今已经连续稳定运行近500天，是现阶段碳捕集规模最大、综合指标最优、消纳利用最全、连续运转时间最长的煤电碳捕集工程。

中国绿发：跑出大基地建设“加速度”

中国绿发投资集团有限公司（以下简称“中国绿发”）成立以来，积极履行央企责任，推进央地合作。2023年，中国绿发在新疆获得了总容量达1300万千瓦的“沙戈荒”大型风电光伏基地项目（以下简称“大基地”），目前600万千瓦项目已并网运营，创造了国内单体容量最大的光伏项目并网纪录。

立足产业协同，中国绿发系统制定援疆兴疆的工作方案，组建了江苏、内蒙古、陕西、河北、青海五支建设美丽新疆先锋队，以产业协同打造新能源融合发展示范基地。在新疆开展自同步新能源友好并网光伏、锂电池电容器现场实证应用。

2023年8月29日，中国绿发新疆1300万千瓦新能源项目开工建设，创下新能源建设史上同时开工规模的世界纪录。一期项目投资超过400亿元，集电线路总长5337千米。该项目建设克服了地质结构复杂、沙漠缺水断电、冬季施工难度大、设备定制交货工期短、运输路途远路况差、土建工程安装立体交叉作业等重重困难。项目参与方创新设计施工方案，精心策划施工组织，保障了工程建设的有序推进。

今年5月，中国绿发在新疆的尼勒克、米东达坂城共有600万千瓦项目实现并网。

中国绿发在新疆进行新能源大基地建设的经验包括以下三点：

第一，产业协同发展是大基地项目建设的重要路径。新疆的旅游、风光资源优势得天独厚，在新疆开展基于新能源资源和文旅资源的共同开发，能够实现产业协同、优势互补。

第二，科技创新驱动是大基地项目建设的强大动力。中国绿发应用了“自同步电压源逆变器+静止同步机”替代传统的调相机技术，为电网薄弱的地区新能源接入提供了“绿发”样本。项目建设过程中积极采用先进技术，提升发电转换效率，通过选用异质结、N型和P型光伏组件展开现场实证，为后续的大基地科学高效运营夯实了基础。

第三，精诚团结奋斗是大基地项目建设的精神内核。中国绿发将继续弘扬敢为人先的精神，发扬团结协作、踏实勤奋、努力克难的干劲，在新疆大地上书写新的动人篇章。

国网浙江电力员工利用“双碳大脑”数字驾驶舱监测分析碳排放数据。

国网浙江电力：以“3+1”框架破解“大受端、高负荷”难题

浙江是经济大省、能源小省，全省国内生产总值和最高用电负荷分列国内第四、第三位。浙江新型电力系统建设需要破解如下四大难题。

一是高比例外来电下大受端电网构建问题。

二是高负荷增长下的保供和稳价问题。近三年来，浙江全社会最高用电负荷最大缺口达到1000万千瓦。

三是高互动需求下电网数字化智能化转型问题。浙江的分布式光伏发电装机占比超80%，对配电网接纳、感知、调控的能力要求越来越高。

四是新型电力系统体制配套问题。浙江电力市场注册成员有13万家，位居国家电网公司经营区首位，市场活跃，交易需求高。

结合浙江省情网情，国网浙江电力提出“三网一改”解决方案，即“3+1”框架。

一是构建资源配置型坚强主网。以大受端坚强骨干网架为核心，增强“电能资源配置”和“调节能力配置”两大功能，以创纪录的速度投建了金塘，开工了甘浙两大特高压直流及配套送出工程，系统性优化了全省500千伏、220千伏骨干网架。

二是构建高效互动新型配网。以建设现代智慧配电网为目标，实现从单一供配电服务主体，向源网荷储资源高效配置平台转变，在宁波建成了国家电网数字化配电网示范区，光储充等新元素同图纳管准确率达100%；在嘉兴建成了全国首个源网荷储一体化示范区，实现就地就近平衡消纳。

三是构建全域服务型数字电网，对内基本建成了数字浙电底座，营配等数据准确率在99%以上；对外建成了浙江省能源大数据中心，推出“双碳”智治平台等产品，接入用能企业数据。

四是推动政策、市场、管理等体制机制改革。建成全国唯一的国家绿色技术交易中心，共交易技术成果1562项、合同金额37.5亿元，实现了绿色政策、经济发展和公司成长的融合共进。

实践证明，“3+1”框架很好地突出了电网在新型电力系统建设过程中的引领作用，对于省域新型电力系统建设具有推广意义。

国网新疆电力：打造南疆新型电力系统示范区

新疆是“一带一路”丝绸之路经济核心区和国家确定的“三基地一通道”。新疆一盘棋，南疆是棋眼，推动南疆新型电力系统示范区建设是能源电力行业落实援疆工作的重要内容，国家电网公司对此高度重视。

南疆地处天山以南、昆仑山以北，总面积108万平方千米，大约相当于全国总面积的十分之一。全疆的光伏资源约42亿千瓦，南疆的光伏资源约占全疆一半，接近21亿千瓦。

南疆地广人稀，异常天气频繁，容易引发电网连锁故障，造成大面积停电，主网架目前的支撑能力不足，空心化问题非常突出，保障电力供应和外送能力均面临严峻形势。为此，国网新疆电力采取了如下举措。

一是建设坚强骨干网架，构建清洁能源发展新高速。按照建设交流电网保内供、加强联络互济强外送的思路，支撑南疆四个千万千瓦级“沙戈荒”风电光伏大基地的送出。

二是发挥清洁能源富集优势，借助可再生能源促发展。创新探索巴州开都河流域百分之百大型清洁能源基地开发，通过“新能源多能互补”，为大型风光基地开发提供可借鉴的经验模式。结合南疆光伏治沙战略，在若羌地区研究示范低压柔直新能源汇集送出方案。

三是用足用好新技术装备，推进源网友好协同助发展。发挥与国家能源集团协同合作的优势，在巴州开都河流域创新试点常规老水电机组改调相机提高电压支撑，在南疆南缘“沙戈荒”大基地，综合采用“新能源+分布式调相机+储能”、“光伏+光热+抽蓄+储能多能互补一体化”、和斜坡式重力储能技术，推进新能源与电网协同友好发展。

四是强化源网荷协调互动，助力用能清洁低碳转型。示范建设智能微电网，以构网型储能作为微电网运行支撑调节，光伏、小水电作为微电网的电源，打造智能微电网工程示范。

五是加速氢能利用。按照“电-氢-电”调峰、绿氢与化工耦合、氢能外送三大方向，规划多能互补、绿电制氢。

六是建设智慧调度系统，构建南疆电网智能驾驶舱。建设智慧调度控制系统，为系统中各要素可观测可预测提供技术，支撑系统运行稳定，全面支撑南疆新型电力系统建设。

深圳电网：建设“六高”城市新型电力系统示范样板

深圳电网在推进新型电力系统建设过程中需要解决以下六个难题：如何满足高绿电需求？如何突破超高负荷密度电网发展难题？如何更好实现电能经济供应？如何保障高品质供电？如何加快实现电碳转型？如何高效协同新型负荷资源？

南方电网深圳供电局重点从六个方面发力，努力建成具有“六高”（高比例清洁电力供给、高可靠电网、高效率运营、高品质用电、高效电碳资源配置、源网荷储高度灵活互动）特征的现代化城市新型电力系统示范样板。

一是推动清洁能源低碳能源供给，积极引入区外清洁电力，同时做好本地清洁能源的建设和消纳。

二是构建柔性灵活的物理电网，持续优化加强主网架，依托柔性直流技术重构城市电网，夯实电力系统稳定的物理基础。

三是打造数字电网关键载体。上线生产运行指挥智慧系统，设备巡视效率提升90%，应急处置时间缩短1小时以上，现阶段人工操作数量下降15%，人工现场巡视数量下降27%。

配电网自动化有效覆盖率及自愈覆盖率达到双百分之百，故障平均停电时间缩短至110秒，相较于人工复电平均用时减少98%。

四是打造高品质供电保障示范。率先建成10个高品质供电引领区，推动该区域配电网自愈线路、低压快速服电接入方式、智能配电房、电能质量监测、不停电作业技术，以及新一代智能量测体系的全面应用。大部分区域的客户平均停电时间已缩短至0分钟。

五是打造电碳资源配置平台，打造电碳运营服务平台。建成电碳运营服务平台，打造碳普惠应用。以企业用电数据为核心开发电碳查应用，为企业提供碳排总量分析、配额预警、碳排强度计划与对标、电价分析计算与对标等服务。

六是深化网荷互动平台应用。政企合作成立国内首家政府授牌的虚拟电厂管理中心，实现实体化、市场化，常态化“三化”运作。投运车网双向互动九项示范工程，实施大规模车网互动应用。