新型電力系統未來發展空間 新型電力系統轉型發展路徑分析

• 黃江 2023年1月6日 來源：新浪 1219 79
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長期來看，消納問題會成為制約新能源發展的關鍵。當下，國內棄電率總體不高，棄風率維持在4%以內，棄光率維持在2%左右，整體新能源消納問題目前來看不算嚴重。但長期來看，我國新能源發展目標宏大，在“十四五”新能源發展目標的指引下，預計我國到2025年風光發電總裝

電網是新型電力系統的關鍵環節，能源電力在我國碳達峰碳中和戰略中具有舉足輕重的地位，“十四五”是碳達峰的關鍵期、窗口期，重點在于構建以新能源為主體的新型電力系統。

2022年，國家電網有限公司開工110(66)千伏至750千伏工程4.21萬千米、2.94億千伏安，完成年度計劃的100.7%;投產4.47萬千米、2.86億千伏安，完成年度計劃的103.3%，超額完成開工、投產計劃，圓滿完成年度電網建設任務。

雙碳背景下，我國能源結構正在向以新能源為主體的新型電力系統轉型，風光裝機量、發電量占比日趨提高，在能源結構中的占比不斷提升。

新型電力系統未來發展空間

碳中和”背景下，我國到2030年非化石能源在一次能源消費結構中占比要達到25%以上，到2060年要實現碳中和目標，未來能源結構將會形成以新能源為主體的新型電力系統。新能源包含風能、太陽能、地熱能、生物質等資源發電，現階段，風能、太陽能發展空間巨大，增速較快。根據國家能源局，2021年我國風光累計裝機占比達到26.7%，風光發電量占比11.7%，發展動能強勁。

風光發電未來的發展前景是確定的，更是同時具備時間和空間。《“十四五”可再生能源發展規劃》提出，在2030年非化石能源消費占比達到25%左右，2030年風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上的目標，現階段風光裝機總量大約7.23億千瓦，發展空間廣闊。

預計到2030年，我國風電、太陽能發電等新能源發電裝機規模將超過煤電成為第一大電源，2060年前新能源發電量占比有望超過50%。

根據中研普華研究院《2022-2027年中國新型電力系統行業市場調查分析及發展前景展望報告》顯示：

國際能源署在《2022年世界能源展望》報告中預計，光伏和風電的發電量占比將從2021的10%增加到2030年的40%，甚至在2050年達到70%。另外，預計到2030年，每年新增光伏裝機容量將翻四倍以上，達到650GW。

光伏和風電屬于不穩定出力電源，對電力系統帶來挑戰。電力系統需要時刻保持平衡穩定，大量新能源并網發電造成新能源裝機容量比例在電網中不斷增大，但光伏、風電等新能源具有波動性、間歇性和隨機性等特性，風電出力日波動幅度最高可達80%，出力高峰出現在凌晨前后，午后到最低點，“逆負荷”特征更明顯，光伏日內波動幅度最高可達到100%，峰谷特征鮮明，正午達到當日波峰，正午前后均呈均勻回落態勢，夜間出力為0，風電光伏均不能穩定出力，將會影響影響電網運行的穩定性;此外新能源發電并網時，產生沖擊電流，會造成電網電壓下降的現象，影響電網電能質量;因此為了應對新能源出力不穩定的現象，電網系統需要預留一定的容量當作備用，雖然可以增加新能源的接納能力，但會影響電網的經濟調度，增加經濟負擔。

長期來看，消納問題會成為制約新能源發展的關鍵。當下，國內棄電率總體不高，棄風率維持在4%以內，棄光率維持在2%左右，整體新能源消納問題目前來看不算嚴重。但長期來看，我國新能源發展目標宏大，在“十四五”新能源發展目標的指引下，預計我國到2025年風光發電總裝機容量達到12億千瓦以上，新能源裝機比例的快速提升將會對電網的消納能力構成挑戰。

新型電力系統轉型發展路徑

我國已提出“30·60”雙碳目標，雙碳目標下能源結構中化石能源占比80%以上，轉變為非化石能源占比超過80%以上。完成這個目標，生產側須大力發展清潔能源，推動清潔化轉型，構建新型電力手段實現能源傳輸的人性化，在能源消費層面通過數字賦能等措施實現能源消費的高效化。

電力系統在明年轉型中起決定性的作用，但電力系統在運行的安全性、容量的充裕性和系統韌性等傳統安全運行的基礎上面臨著大規模極端氣候帶來的新挑戰，對現有的系統安全帶來威脅。為此我們要把握好轉型的節奏，重新審視煤電、水電和天然氣各類發電資源定位和基礎支撐作用。

電力系統轉型發展路徑包括三個階段，在轉型期，新能源裝機規模占據主要地位，靈活性電源和需求穩步提升，在形成期，新能源電量占比躍居首位，成熟期風光發電量占比提升60%，新能源成為電力、電量、責任主體。

當前處于電力轉型的過渡期，與傳統電力系統發展模式不同，過去幾年新能源和電力負荷的增長加劇了供需矛盾，新能源機組無法替代傳統機組對電力系統的保障支撐作用。因此，這一階段會形成階段性的電力供需緊張，且呈愈演愈烈的趨勢。

儲能是構建新型電力系統的關鍵

新能源的良好發展需要靈活性資源的支撐和保障，電力系統各環節均可提供靈活性。新能源具有“靠天吃飯”的特性，大部分時間出力都遠低于其裝機容量。但要保障電力系統的穩定運行，不平衡時將導致高峰期拉閘限電。電力系統靈活性是指為了保持電力供需動態平衡，電力系統經濟地調用各類靈活性資源以應對電源、電網及負荷不穩定的能力。當電力系統中靈活性電源較多時，系統就可以容納較多的新能源發電空間;如果系統電源不夠靈活，就難以為新能源讓出足夠多的消納空間。電力系統各環節均可提供靈活性，形式多樣互為補充。

儲能是構建新型電力系統的關鍵環節和重要推手。構建新型電力系統需從“源網荷”轉向“源網荷儲”，儲能是不可或缺的關鍵環節。目前電力系統是發輸配用的單向平衡，通過發電端的調節達到與用戶端的負荷平衡，且通過電網的調度來實現該功能。在構建新型電力系統的過程中，儲能可以解決能量的供需不匹配問題，達到能源在生產與消費上的耦合，具有平衡實時功率、提高電力系統容量系數、轉移能量等功能。

儲能應用場景豐富，主要可分為電源側、電網側和用戶側三類。儲能是優質的靈活性資源，在電源側、電網側和用戶側均可發揮作用。電源側對儲能的需求場景類型較多，包括可再生能源并網、電力調峰、系統調頻等，可以改善新能源出力與負荷在時間和空間上的不平衡性，減少棄風棄光，提高新能源消納能力;電網側儲能主要發揮支撐電力保供、提升系統調節能力、支撐新能源高比例外送以及替代輸配電工程投資等作用，能夠減少對電網擴容的需求，降低電網建設成本，提高電網安全性與穩定性;用戶側儲能主要用于電力自發自用、峰谷價差套利、容量電費管理和提高供電可靠性等。

中國智能電網加快建設規劃

中國對智能電網的追求有助于解釋其在邊緣計算方面的進步。2016年，中國發布了《“十三五”國家科技創新規劃》，要求在包括智能電網在內的眾多戰略技術領域成為全球領導者。

能源基礎設施數字化智能化水平持續提升，智能電網加快建設，2021年配電自動化覆蓋率超過90%;智能化煤礦建設加速，已建成800余個智能化采掘工作面;建成多個5G+智慧火電廠，生產物聯網系統覆蓋眾多油氣田;新型儲能多元化快速發展，規模超過400萬千瓦。

“十四五”將重點推動大容量、高效率、低成本清潔能源開發，推 動特高壓技術、長距離大容量海底電纜技術、先進儲能技術等研發和 應用，加速大電網運行控制與信息技術耦合，提升電網信息化水平。 國家打造以新能源為主體的新型電力系統，推送電網發展提速。“以新 能源為主體”的特征在于新能源將占據主導地位，成為主要的能源形 式;“新型電力系統”的特征包含數字化、多能協同互補、源網荷儲互 動、用能需求智控等特點。

新型電力系統是在堅強智能電網的基礎上 通過廣泛互聯互通，推動電網向能源互聯網演進，通過現代數字技術 與傳統電力技術的深度融合，提高電力系統發輸變配等各領域、各環 節整體智能化、互動化水平。虛擬電廠、抽水蓄能電站、多種形式的 新型儲能、電力輔助服務等將讓電力調度和源網荷儲互動更加靈活智 能，安全智能可控的技術手段成為交流電網與直流電網、電網和電源 協調發展關鍵保障。

《2022-2027年中國新型電力系統行業市場調查分析及發展前景展望報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業的供需狀況、發展現狀、行業發展變化等進行了分析，重點分析了行業的發展現狀、如何面對行業的發展挑戰、行業的發展建議、行業競爭力，以及行業的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業的整體發展動態，對行業在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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