郭剑波：对新型电力系统演进趋势的认识

6月1日，2023中国能源产业发展年会在京成功举办。中国工程院院士、国家电网有限公司一级顾问、中国电力科学研究院名誉院长郭剑波围绕“新型电力系统演进趋势”发表主旨演讲。

(资料图片仅供参考)

以下为发言内容整理

我国已成为全球新能源装机规模最大、发展速度最快的国家。据国网能源院预测，到2030年，新能源装机容量约为12-16亿千瓦，装机占比约为30%- 40%，发电量占比约为17%-25%，装机规模将超煤电成第一大电源。

新型电力系统发展面临多方面的挑战。新能源发电出力具有随机性、波动性，电力电量时空分布极度不均衡，丰饶与短缺交织，带来充裕性挑战；新能源发电设备具有低抗扰、弱支撑性，新能源发电大规模替代常规机组带来安全性挑战；新能源发电低边际运行成本、高系统成本，对系统灵活调节和安全稳定支撑能力都提出了更高要求，需要多技术、多行业、多系统协调实现，带来经济性和体制机制挑战。新型电力系统构建过程中将长期面临安全、经济、环境“矛盾三角形”的挑战。

负荷侧的演进趋势是增长空间大、峰谷差加大、反调节，具有可聚合、可塑性和可控性。考虑到其它行业减碳积极性，电力增量和增速都有可能高于预期。此外，随着交通、 建筑等行业电气化，加剧了负荷的波动性和温度敏感性。

电源侧的趋势是安全可靠、清洁低碳、灵活可控、经济高效。电源形态决定新型电力系统的演进路径和形态。目前常规电源（含光热和生物质）与负荷占比及其相应一次能源保障程度，决定了系统“兜底”程度，如果其发展低于预期，电力安全将面临更大挑战。

输电网发展趋势是以特高压交直流为骨干、配合500kV/750kV构成的输电网仍将持续加强。据预测，2060年跨区电力流将增长近一倍；通过电网互联，利用新能源时空尺度平滑和互济效应促进“保供应、保安全、促消纳”；为满足电源基地建设、直流输电以及跨省跨区电力交换的需求， 输电线路密集加剧了短路电流超标和通道压力；潮流变化大、故障演化复杂，安全性风险增加；输变电设备利用率下降。需优化电网结构，研发提高电网灵活性、可控性和韧性的技术与装备。

储能是最重要的技术之一。其发展趋势是需求大、增长快、种类杂、功用多。今后一段时间里抽水蓄能性价比仍具竞争力。值得关注的储能技术还有：锂离子电池储能、液流电池储能、钠离子电池储能、非补燃先进压缩空气储能，氢/氨化学储能等。

电力系统的演进趋势，从近十年之内来看，打击强度增加，承受力下降，安全风险增大。系统波动功率增幅大于灵活电源增幅，“十四五”期间约为2:1，扰动增加和抗扰能力下降，保供应、促消纳难度增大；由于新能源挤占常规电源空间及其弱支撑性，系统“空心化”加剧，故障冲击强度增加，支撑能力下降，保安全难度增大。

新型电力系统作为新型能源体系的主要组成部分，在其演进过程中，多能源、多行业以及能源“三难指数”的矛盾都将在新型电力系统中体现，呈现矛盾的多样性和复杂性，必须用大系统观，从能源体系和社会体系的视角认识新型电力系统演化趋势和发展规律。

能源低碳靠电力、电力安全靠能源。新型电力系统是源网荷储协同的系统，需要进一步凝聚共识、汇聚力量，提升电源和储能的支撑能力，夯实电网物质基础，挖掘需求侧响应能力，防范系统安全风险。

对于新型电力系统的发展，从以下两方面进行总结：

第一，电力是能源革命主战场。其演进过程中，将长期面临安全-经济-环境问题交织、“保供应、 保安全、促消纳”矛盾叠加的挑战；能源三难指数逐步由电力承担；安全、经济、环境都是政策和技术相关性指标，只有技术和政策双轮协同推进，新型电力系统才能行稳致远。

第二，扰动强度和抗扰能力失配风险持续加大。随着新能源占比提高，保供应、保安全、促消纳矛盾交织、难度越来越大。预计2030年前保供应和促消纳压力持续增大，2030年后系统安全面临严峻挑战。环境问题、能源危机和新能源成本的下降必将加速新能源的发展，新型电力系统面临的安全、经济、体制机制等挑战会来得更快、更猛烈、更复杂。必须加快科技创新和推广应用，加强社会-能源-电力系统的协同，用系统观和大安全观，重新审视电力的安全属性和商品属性，不断完善政策法规。

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