构建新型电力系统服务美丽中国建设实施路径研究

中国式现代化和美丽中国在保障能源电力安全-经济-低碳供应、培育新质生产力打造现代能源产业体系等方面对能源电力行业提出了更高要求。面向“十五五”和中长期，源侧生产力结构性变化和荷侧形态多元化对电力系统的影响逐步从量变向质变过渡，电网发展环境面临重大改变，面对当前新能源大发展、电力保供大挑战、经济产业大竞争、环境治理大合作的新形势，需要重新审视当前电网发展模式，坚持系统思维分析电网高质量发展的基本逻辑，回答好电网如何在服务新型电力系统建设过程中发挥独特关键作用这一时代命题。针对未来新型电力系统转型路径及源网荷发展形态不明晰、新时代背景下不同阶段电网高质量发展战略和路径不清晰、新型电网技术路线和建设任务不明确等电网高质量发展的关键挑战，本课题遵循“理论构建-定位研判-策略研究”的基本路线开展研究，拟解决“怎么认识”建设新型电力系统的新要求、新型电力系统与新型电网转型路径“如何研判”、关键矛盾及新型电网高质量发展战略“是什么”、新型电网技术方向“怎么走”等关键难题。

（文章来源 微信公众号：中国电力）

一、新型电力系统电网形态、源荷形态、技术方向互动关系理论认识框架

从宏观层面分析中国式现代化与美丽中国等国家重大战略演进态势，提出经济社会发展变革对能源-电力-电网发展的新要求和重大变化，建立源荷形态、电网形态、技术方向互动关系理论认识框架。构建“新型电力系统转型路径-源荷形态-电网形态互动及与技术方向布局关系”理论认识框架，为研判新型电力系统转型路径、电网功能定位与结构形态演化提供理论支撑。

新型电力系统转型路径、源荷形态、电网形态、技术创新方向四者协同互动，根本目标是实现安全-经济-清洁、共享的多目标动态平衡，需要一体化布局。新型电力系统转型路径影响源荷形态，进而决定电网形态，电网形态和发展重心也反过来引导源荷形态和发展模式；面向转型全局，供给侧生产力结构性变化和需求侧形态多元化引发的系统安全和平衡特征重大变化与战略性、瓶颈性矛盾，是电网功能定位和结构形态演化根本驱动力；电网功能定位和结构形态演化具有渐进过渡和因地制宜差异化特征；科技创新与技术方向布局是协同新型电力系统转型路径-源荷形态-电网形态的核心抓手，电网科技创新与源荷储科技创新彼此引导与协同。

二、新型电力系统转型路径研判

分析能源-经济-环境耦合影响下新型电力系统转型路径新内涵及要素功能，研判能源-经济-环境耦合影响下新型电力系统转型路径以及电力流格局，分析关键技术突破对转型路径和电网发展可能产生的重大影响。量化研判科技创新一体化布局下新型电力系统转型路径，分析了关键技术突破不确定性对转型路径及电网发展影响，为电网发展战略研究提供宏观路径与中观场景。

电力生产结构的重大变化是新型电力系统转型的最本质特征，总的来看可分为关键起步期、融合演化期、全面建成期三大阶段。预计2030年、2060年，我国全社会用电量分别达到13.3万亿、21.8万亿千瓦时，2045-2050年进入饱和阶段；2020-2030年为关键起步期，装机增量以非化石能源发电为主，能源安全保障体系和能力大幅提升；2030-2050年为融合演化期，新增电力需求绝大部分通过非化石能源发电满足；2060年为全面建成期，电力系统实现净零排放，非化石能源发电比重90%以上。CCUS、新型储能、氢能等技术深刻影响各类电源功能定位转变，但技术突破、商业化运营、成本降低等都面临强不确定性，若不能取得预期突破可能对源网荷各个环节发展形态产生重大影响。

三、面向新型电力系统转型需求的电网功能定位与结构形态

面向远期新型电力系统建设目标，研判未来全国和各区域电网发展面临的战略性、瓶颈性矛盾，进一步结合新型电网发展战略，提出未来电网功能定位及相适应的结构形态，并分析电网转型升级的关键问题。识别未来电网发展面临的五大矛盾和六个区域电网发展面临的主要挑战，针对主要矛盾提出未来电网的六大功能定位及电网结构形态演化趋势。

未来电网将承担资源配置、电源汇集、资源调控、资源聚合、能源互联、支撑经济发展等六大功能，呈现组网、稳定、调控、数智、空间、价值六大形态。电网功能定位既要在传统功能基础上进一步扩展和丰富，又要针对新形势新问题新矛盾提出新的功能定位，未来电网将呈现资源广域配置平台、电源汇集并网平台、异构资源柔性调控平台、新型资源聚合平台、能源互联互通平台、引领产业发展平台六大功能定位；未来电网将呈现大电网和分布式智能电网融合发展、机电-电磁耦合主导的功角、频率、电压、谐振稳定形态交织显现、源网荷储海量异构资源协同控制、物理电网和数字电网相融合的新形态，要打造与区域协调发展相适应的电网布局，形成与组网形态、稳定形态、调控形态、数智形态、空间形态相适应的价值形态。

四、电网科技创新方向设想与高质量发展关键问题

分析电网科技创新新形势、新特点，建立电网技术方向研判的主要原则和方法，梳理并提出电网潜在技术创新方向，从理论、技术、装备、软技术、工程一体化角度，提出电网技术布局、示范工程建议及配套保障机制。提出“三性两化”电网科技创新战略布局思路，筛选五大典型场景，梳理比选并提出了近期、远期的电网技术创新方向，形成理论、技术、装备、软技术一体化集成与验证的四大示范工程，提出以产业链链长带动电网关键技术工业化规模应用的发展思路。

电网科技创新方向研判应坚持“三性两化”原则，聚焦五大典型场景凝练关键技术需求，遵循“技术培育-工程示范-工业级应用-产业带动”高质量发展组织模式。电网科技创新应关注外特性，重视系统性，关注技术攻关阶段动态性，锚定具象场景，并着眼国际化。近中期应面向交流主导系统，充分挖掘源网荷储全环节对同步交流系统的支撑能力，提升系统安全稳定水平，充分利用柔性互联技术，提升各区域各层级各片区灵活互济协同平衡能力；中远期应探索交直流独立成网，释放交直流系统互补优势，推动电氢碳热等跨能源品种全过程融合互动以及“大云物移智链边”深度融合应用，显著提升系统的广域综合平衡能力与安全稳定水平。以重大工程为牵引，推动理论、技术、装备、软技术一体化集成与验证，依托“技术培育+工业级应用+产业发展”实现点位发展模式转变，引领形成系统化的电网发展技术路径方案及配套产业体系。

五、相关建议

一是立足电网功能定位和结构形态转变，谋划能源电力发展“十五五”规划。推动“发电装机容量”向“发电有效容量”概念转换，确保“有效容量”兜底保障能力；电力行业碳达峰时序将关乎全局，建议从全社会层面统筹谋划，考虑以电力行业晚达峰推动全社会积极稳妥达峰；新能源利用率管控从“整齐划一”模式向“结构差异”模式过渡阶段，需要发输配用全环节协同发力提升系统调节能力，中远期须引入跨能源品种调节资源，并从规划层面优化调整新能源结构和布局；着力推动“西电西用，产业西移”，在规划层面加强电力与产业的协同对接；充分发挥以电价机制为主的市场机制作用，促进供需协同。

二是贯彻落实中央新型电网指示精神，全面优化电网发展战略，优化调整电网规划运行方式，支撑电网高质量发展。着力优化加强电网主网架、提升新型主体涉网性能、推进构网型技术应用、持续提升电能质量；持续发力补强配电网，编制配网改造实施方案，健全配电网全过程管理，提升用户供电可靠性和配网对新型主体大规模并网的承载能力；推动智能化调度体系建设，要加强设计和建设智能化调度体系，升级电网调控技术手段和智能化水平；研究适应未来电网稳定形态的安全稳定导则，引导源网荷储各主体准确理解，并在规划、建设、运行各阶段全面严格遵循。