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内容提要：
本文节选自“现代化新征程丛书”（第二辑）中的《绿动未来：电力行业绿色低碳转型发展》一书。该书从全球电力行业绿色低碳转型趋势入手，在分析研判中国绿色低碳转型发展形势的基础上，聚焦关键环节，系统梳理总结了推进绿色低碳转型发展的中国智慧、央企行动、典型示范，并对未来转型趋势进行了展望。本文新型电力系统是新型能源体系重要组成部分，本文重点介绍了新型电力系统的内涵与特征并提出了推动新型电力系统建设的七大关键举措。
2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议指出， “十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，要构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系， 深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。2023年7月，习近平总书记主持召开中央全面深化改革委员会第二次会议。会议强调，要科学合理设计新型电力系统建设路径，在新能源安全可靠替代的基础上，有计划分步骤逐步降低传统能源比重。这为我国新型电力系统的建设指明了方向。能源电力行业不断推动新型电力系统建设，在多个方面均取得了一定的进展，不断助推我国绿色低碳转型。
新型电力系统是新型能源体系重要组成部分
党的二十大报告强调，要积极稳妥推进碳达峰碳中和， 深入推进能源革命，加快规划建设新型能源体系，这对新时代我国能源电力行业的发展提出了更高要求。目前，在我国碳排放中，能源消费碳排放约占90%，减排任务艰巨。在能源行业中，发电行业碳排放占能源行业碳排放的40%以上。高比例的电气化和高比例的新能源占比，是我国建设新型能源体系的主要特征。新型能源体系将大幅度改变电力系统。建设新型电力系统成为我国实现碳达峰碳中和的重要途径， 以及我国建设新型能源体系的主要工作和重要内容。
关于新型电力系统的定义，国家能源局在《新型电力系统发展蓝皮书》一书中明确，新型电力系统是以确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会高质量发展的电力需求为首要目标，以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务，以源网荷储多向协同、灵活互动为有力支撑，以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台，以技术创新和体制机制创新为基础保障的新时代电力系统，是新型能源体系的重要组成部分和实现“双碳”目标的关键载体。
（一）新型能源体系将向化石能源消耗降低方向发展
随着石油和煤炭在全球能源消费中份额的持续下降，从趋势上来看，全球的能源消费结构已经开始从以石油为主向多种能源共同发挥作用的结构转换。据国际能源署（IEA） 报告，在2050年实现全球零净排放的条件情况下，全球石油需求将在2025年前后达到历史峰值，并将在2050年下降至77 万桶/天左右，其主要用途是用于生产石化产品。同时，煤炭需求也将面临结构性下降， 假设全球维持现有政策不变的情况下，全球煤炭需求将于2030年开始缓慢下降。
（二）新能源占比提高推动电力系统转变
随着我国用电量的逐步提升和新能源比例的增加，我国的电力系统面临尖峰负荷特征明显、部分支撑性电源建设滞后、部分跨省区输电通道能力没有充分发挥、大容量特高压直流密集馈入与送出稳定问题未完全解决、部分跨区电网存在薄弱环节、负荷中心地区短路电流超标、区域网架结构有待优化完善、电力就近平衡与外来电关系需进一步理顺等问题。新型电力系统的建设不仅要解决以上电力系统存在的问题，更要适应未来新能源将逐步占据电量主体、出力主体和责任主体的地位。
（三）电力系统转变将推动电力系统多个子系统变化
实现绿色低碳是电力系统转型发展和新型电力系统建设的基础目标。新型电力系统的建设和发展是能源系统的历史性变革，随着新能源占比越来越高，风电、光伏等随机性、波动性电源替代火电等确定性可控电源，给电网调节调度、灵活运行带来挑战。而新能源为主、高比例电力电子设备的大面积应用将带来电力系统运行特性、安全控制和生产模式的根本性改变。“两化”（电气化和清洁能源化）成为新型电力系统的典型特征和长期主题。这些均能够加快电力行业向清洁低碳转型，能够充分发挥负荷端电气化进程中的减排成果的作用，助力全社会整体实现碳中和。
新型电力系统的内涵与特征逐步清晰
与传统的电力系统相比， 新型电力系统具备清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能五大重要特征。其中，清洁低碳是核心目标， 安全充裕是基本前提，经济高效是关键原则，供需协同是重要方向，灵活智能是必然要求。五大特征共同构成了新型电力系统“五位一体”的框架体系（见图1）。
图1 新型电力系统五大基本特征
清洁低碳是构建新型电力系统的核心目标。在新型电力系统中，非化石能源发电将逐步转变为装机主体和电量主体，核、水、风、光、储等多种清洁能源协同互补发展。在新型低碳零碳负碳技术的引领下，化石能源发电装机及发电量占比下降，电力系统碳排放总量逐步达到“双碳”目标要求。各行业先进电气化技术及装备发展水平取得突破，电能替代在工业、交通、建筑等领域得到较为充分的发展。电能逐步成为终端能源消费的主体，助力终端能源消费的低碳化转型。绿电消费激励约束机制逐步完善，绿电、绿证交易规模持续扩大，以市场化方式发现绿色电力的环境价值。
安全充裕是构建新型电力系统的基本前提。保障国家能源安全、电力安全是首要任务，必须坚持先立后破原则， 在保障电力供应的同时保持发电装机有合理裕度。在新型电力系统中，新能源通过提升可靠支撑能力逐步向系统主体电源转变。煤电仍是电力安全保障的“压舱石”，发挥基础保障作用。多时间尺度储能协同运行，支撑电力系统实现动态平衡。“大电源、大电网”与分布式兼容并举，多种电网形态并存，共同支撑系统安全稳定和高效运行。
经济高效是构建新型电力系统的关键原则。新型电力系统建设必须遵循市场规则， 效益上要追求经济，运行上要追求高效。要完善市场机制， 建立体现新型价值体系的新型电力市场，发挥市场对资源配置的决定性作用。健全监管治理能力，消除市场障碍。适应高比例新能源的电力市场与碳市场、能源市场，高度耦合共同促进能源电力体系的高效运转。
供需协同是构建新型电力系统的重要方向。新型电力系统必须统筹考虑供需双方， 实现供需协同互动，从电力单向流动向双向互动转变。随着分布式电源、多元负荷、用户侧综合智慧能源和储能等的广泛应用，大量用户侧主体兼具发电和用电双重属性，终端负荷特性由传统的刚性、纯消费型，向柔性、生产与消费兼具型转变，源网荷储灵活互动和需求侧响应能力不断提升，支撑新型电力系统安全稳定运行。辅助服务市场、现货市场、容量市场等多类型市场持续完善和有效衔接融合。
灵活智能是构建新型电力系统的必然要求。新型电力系统以数字信息技术为重要驱动，呈现数字、物理和社会系统深度融合的特点。为适应新型电力系统海量异构资源的广泛接入、密集交互和统筹调度，“云大物移智链边”等先进数字信息技术在电力系统各环节广泛应用，助力电力系统实现高度数字化、智慧化和网络化，支撑源网荷储海量分散对象协同运行，以及多种市场机制下系统复杂运行状态的精准感知和调节，推动以电力为核心的能源体系实现多种能源的高效转化和利用。在空间上， 新型电力系统既要适应千万千瓦级“沙戈荒”基地式新能源发电发展需要，也要适应城市乡村的小容量分布式发电和电动汽车等新型用电需求。
2024 年7 月6 日，安徽芜湖，“西电东送”特高压通道电力铁塔与雾霭、山峦等相映成景。 图/ 中新社
七大关键举措推动新型电力系统建设
新型电力系统建设的基本目标是助力新型能源体系建设。按照国家要求，新型电力系统建设可以分为四大体系和三个基础支撑，即加强电力供应保障性支撑体系、新能源高效开发利用体系、储能规模化布局应用体系、电力系统智慧化运行体系建设，以及强化适应新型电力系统的标准规范、核心技术与重大装备、相关政策与体制机制创新的基础支撑作用。
（一）电力供应保障性支撑体系
主要任务是推动保障性支撑电源的建设，不断提升新能源的替代能力，构建多元电源体系。关键是做到以下几点。
一是充分利用各类电源互补互济特性，构建多元绿色低碳电源供应结构。科学有序安排新增电源装机规模、结构和布局，充分发挥水、核、风、光、煤、气等多能互补优势。
二是稳住煤电电力供应基本盘，推动煤电灵活低碳发展。统筹资源、严格管理、科学确定并优化调整煤电项目布局，推动煤电灵活性改造和抽汽蓄热改造，加大煤电超低排放改造、节能改造和供热改造力度，推广机组新型节能降碳技术。
三是打造“新能源+”模式，加快提升新能源安全可靠替代能力。推进新能源与调节性电源的多能互补，提升高精度功率预测等技术，加大储能建设力度，提升新能源协调能力。
四是统筹不同电力供应方式，实现远距离输电与就地平衡兼容并蓄。坚持“就地平衡、就近平衡，跨区平衡互济”，不断优化跨省跨区输电通道送端配套电源结构，保障输电通道合理利用率。
（二）新能源高效开发利用体系
规划建设以大型风电光伏基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。并在此基础上，协调好新能源集中与分布、陆上与海上、就地利用与远距离外送的关系，构建新能源多元化开发利用新格局。
一是推动新能源集约化开发。重点围绕沙漠、戈壁、荒漠、采矿沦陷区等地区，推动大型风电、光伏基地建设，稳妥推动西南地区主要流域可再生能源一体化基地建设，不断推进海上风电向深远海拓展。
二是推动电网支撑高比例新能源高效开发利用。加强跨省跨区输电通道建设，提升电力资源优化配置能力，原则上以输送清洁能源电量为主。
三是推动分布式新能源就地开发利用。推动中东部和南方地区分散式风电、分布式光伏发电开发，探索建设各地各种源网荷储一体化的电力项目。
四是推动分布式智能电网示范应用。围绕分布式新能源的并网消纳、边远地区的供电保障、工商业园区个性化定制用电需求等典型场景，积极推动分布式智能电网示范建设。
五是推动多领域清洁能源电能替代。在各领域推动先进电气化技术及装备发展进步， 并推动相应技术在各行业实现高比例渗透率。交通领域大力推动新能源、氢燃料电池汽车全面替代传统能源汽车，建筑领域积极推广建筑光伏一体化清洁替代，工业领域加快电炉钢、电锅炉、电窑炉、电加热等技术应用，扩大电气化终端用能设备使用比例。
（三）储能规模化布局应用体系
积极推动多时间尺度储能规模化应用、多种类型储能协同运行，缓解新能源发电特性与负荷特性不匹配导致的短时、长时平衡调节压力，提升系统调节能力，支撑电力系统实现动态平衡。
一是推动抽水蓄能多元化发展和应用。创新抽水蓄能发展模式与场景应用，因地制宜开展中小型抽水蓄能电站建设，在部分条件合适的区域探索水电梯级改造。
二是统筹推进源网荷各侧新型储能快速发展。积极拓展新型储能的应用场景，推动新型储能朝规模化发展。重点依托“新能源+储能”电站、基地化新能源等模式大规模布局电源侧新型储能。
三是推动新型储能与电力系统协同运行。建立健全电网调度运行机制，充分发挥接入电网的新型储能电力、电量双调节功能。加大可再生能源制氢技术投入，研发先进固态储氢材料，着力突破大容量、低成本、高效率电氢转换技术装备，开展大规模氢能制备和综合示范利用。同步推动电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能等新型储能技术应用。
（四）电力系统智慧化运行体系
利用电力系统运行控制等各类技术以及“云大物移智链边”等数字技术的创新升级，推动建设适应新能源发展的新型智慧化调度运行体系， 推动电网向能源互联网升级， 打造安全可靠的电力数字基础设施，构建能源数字化平台， 助力构建高质量的新型电力系统。
一是建设适应新能源发展的新型调度运行体系。提高新能源感知与网络通信能力， 提高新能源功率与发电能力预测精度，推广长时间尺度新能源功率预测技术。建设新一代调度运行技术支持系统，建设以多时间尺度、平台化、智能化为特征的大电网仿真分析平台，加强跨区域、跨流域风光水火储联合运行，支撑分布式智能电网快速发展。
二是推动电网智能升级。实现源网荷储协调发展，推动各类能源互联互通、互济互动，支撑新能源发电、新型储能、多元化负荷大规模友好接入。强化新型电力系统网络安全保障能力，推进电力行业区域应急力量建设，不断提升网络安全应急处置能力。
三是打造新型数字基础设施。推进电力系统和网络、计算、存储等数字基础设施融合升级，实现电力系统生产、经营管理等核心业务数字化转型。提升分布式能源、电动汽车和微电网接入互动能力，推动源网荷储协同互动、柔性控制。
四是构建能源电力数字经济平台。推动各级各类能源云平台建设，强化完善新能源资源优化、碳中和支撑服务、新能源工业互联网、新型电力系统科技创新等功能，接入各类能源数据，汇聚能源全产业链信息，推进数字流与能源电力流深度融合，全方位支撑经济社会发展。加强能源电力数据网络设施建设，推动能源电力数据统一汇聚与共享应用，为能源电力产业链上下游企业提供“上云用数赋智”服务，打造电力市场服务生态体系。
（五）新型电力系统规范及标准创新
统筹谋划新型电力系统标准规范顶层设计，形成覆盖源网荷储各环节，涵盖规划设计、工程建设、物资采购和生产运行、维护延寿、退役全过程全生命周期的国家、行业、团体多层次协调统一的新型电力系统标准与规范，促进新型电力系统各环节和产业链整体协调发展。
一是完善源网荷储各环节相关标准，统筹协调推动新型电力系统标准化工作。从电力安全、节能降碳、新技术新业态等方面，推进发电、输变电、配电、电力需求侧和电能替代、储能、节能、碳排放等领域相关标准制修订。
二是加强电力安全领域标准研究，切实保障电力系统安全稳定运行和电力可靠供应。推进电力应急技术和管理领域的标准研制，提升系统应对极端事件的预防、抵御、响应能力以及快速恢复供电能力。
三是推动电力市场相关标准出台，助力电力市场机制建设。构建覆盖电力中长期、现货、辅助服务市场等电力市场基本交易规则，制定统一的交易技术标准和数据接口标准。
四是提前谋划新技术新业态领域标准，发挥行业引领作用。开展氢电耦合、电力人工智能、电力集成电路、电力区块链、电力智能传感、电力数字平台、电力数据要素等新兴领域标准化制定工作。
（六）核心技术与重大装备应用创新
随着能源电力转型不断深入，源网荷储各环节的功能定位和特性将发生重大调整， 系统发展将面临安全性、可靠性、经济性、灵活性等诸多挑战，技术创新将是破题的关键。重点从源网荷储各环节挖掘技术发展潜力，大力推广应用一批关键技术与重大装备， 支撑新能源快速发展，推动新型电力系统逐步建成。
一是清洁安全高效发电技术装备领域。以提升新能源发电效率与质量、提高并网友好性与可靠替代能力为核心，推进深远海域海上风电开发及超大型海上风机、高效低成本晶体硅电池、长时间尺度新能源资源评估与功率预测、新能源发电并网及主动支撑、分布式新能源聚合等技术研究，加快发展煤基超临界二氧化碳发电。整体煤气化燃料电池发电（IGFC），碳捕集、利用与封存（CCUS），煤与氢/氨发电系统集成等技术，支持氢（氨）燃气轮机技术、燃气轮机机组大比例掺氢燃烧技术研发。在电力电子变流器虚拟同步控制技术、新型高功率高耐压电力半导体开关器件研发等领域取得重要突破。
二是先进灵活高效输配电技术装备领域。以充分适应未来高比例新能源并网为核心， 推动高电压大容量柔性直流和柔性交流输电技术应用研究，重点研发适应大规模新能源输送的特高压柔性直流技术、多端特高压柔性直流技术、柔性直流电网组网技术、可控电网换相换流技术等；推进大容量深远海风电友好送出技术装备研究，突破大容量海缆装备及海上平台轻型化设计关键技术。
三是规模化、高安全性储能技术装备领域。研究大型可变速抽水蓄能机组关键技术， 统筹规划抽水蓄能重大装备产业布局和技术发展路线，提高抽水蓄能机组等设备效能、产能。重点开展长寿命、低成本及高安全的电化学储能关键核心技术、装备集成优化研究， 开发新型储能材料，提升锂电池安全性、降低成本，发展钠离子电池、液流电池等多元化技术路线。
四是电力系统安全稳定运行技术领域。研发电力系统仿真分析及安全高效运行技术、含有大规模新能源接入电力系统的动态过程仿真技术等，提升以仿真为核心的新型电力系统分析认知能力。开展宽频振荡分析与抑制技术、直流电网系统运行关键技术、高比例新能源和高比例电力电子装备接入电网稳定运行控制等技术研究，提升电力系统安全稳定运行水平。
（七）政策与体制机制创新
配套政策与体制机制是构建新型电力系统的制度保障，是充分发挥市场在资源配置中的决定性作用、推动有效市场和有为政府相结合的关键支撑。
一是建立适应新型电力系统的电力市场体系。建立统一开放、竞争有序、安全高效、治理完善的全国统一电力市场体系，推进各类可再生能源参与绿色电力交易，加强绿证市场、碳市场、电力市场的有序衔接。
二是发挥价格政策的关键引导作用。持续深化电价改革，有序放开发电上网电价，完善电网企业代理购电制度，深化输配电价改革，推动输电价格和配电价格分开核定，优化跨省跨区输电通道价格机制，打破区域间能源输送消费壁垒，形成以市场为导向的价格体系。
三是完善新型电力系统建设的投融资和财税政策体系。加大财政支持力度，实施税收优惠政策，加快推进绿色金融等融资制度创新。
四是打造自主创新的技术研发体系。高质量建设国家重点实验室、工程技术研究中心、国家能源研发创新平台等，充分发挥大型国有企业技术创新龙头作用，推进新型电力系统与其他领域“跨界融合”发展。
五是完善先进高效的电力行业治理体系。强化电力规划引领作用，充分发挥市场机制引导作用。
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