2021年3月15日，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議指出努辛，“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期鳖敷、窗口期疲飘，要構(gòu)建清潔、低碳、安全称勋、高效的能源體系，控制化石能源總量涯竟，著力提高利用效能赡鲜，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革庐船，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)银酬。
我國能源的碳排放量占總排放量的近90%，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年我國碳排放大約是103億噸揩瞪，其中赋朦，煤炭、石油慕怀、天然氣的合計(jì)碳排放為95億噸线盔。電力行業(yè)碳排放占全國碳排放總量的40%，中國“雙碳”目標(biāo)的提出阐祭，為能源轉(zhuǎn)型提出了更為緊迫明晰的時(shí)間表柄童。電力行業(yè)是減碳的主力軍，任務(wù)重搬挡、責(zé)任大免趋。經(jīng)濟(jì)增長和終端用能結(jié)構(gòu)變化將繼續(xù)拉升中國的用電量，要確保電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)供應(yīng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)深度減排坠袄，發(fā)展可再生能源是根本索廊，提高能源效率是關(guān)鍵，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是核心技術(shù)支撐耻债。
新型電力系統(tǒng)概念情景
以2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的背景設(shè)定來設(shè)想以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的概念情景政辕。基于實(shí)現(xiàn)碳中和的要求吩猴，能源供給側(cè)應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫碳淹遵，清潔能源成為主力能源，化石能源逐步退出负溪，尤其是光伏透揣、風(fēng)電將成為新增能源主力軍；終端電能消費(fèi)大幅度提升川抡，到2060年辐真，電能占終端能源消費(fèi)比例將達(dá)到70%左右。除了以電能作為直接能源外崖堤，目前尚未使用或者大規(guī)模使用電力的工業(yè)等領(lǐng)域?qū)V泛使用電能侍咱，如鐵路電氣化水平大幅提高，電動(dòng)汽車更加普及密幔，通過電爐煉鋼等等楔脯。電能除了直接使用，還可間接制造能源胯甩，即電能的多元化轉(zhuǎn)換（Electric power-to-X）昧廷，例如通過電解水制氫，用于交通偎箫、工業(yè)姚熊，用能呈現(xiàn)泛電氣化趨勢(shì)猖沈。在泛電氣化背景下，電能在能源消費(fèi)中占比將達(dá)90%（直接利用+間接利用）左右买鹊。
2060年實(shí)現(xiàn)碳中和情景下的新型電力系統(tǒng)中捍彼，從電源形態(tài)來看，裝機(jī)和發(fā)電量以可再生能源為主筑卑。相比現(xiàn)在，火電將大幅減少肄酬，風(fēng)電陈售、光伏大幅增加，核電显憾、生物質(zhì)發(fā)電也明顯上升伦颠，發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘考s100億千瓦，其中風(fēng)光裝機(jī)總?cè)萘考s為90億千瓦件塌，火電裝機(jī)約為5億千瓦侮杆，水電裝機(jī)約為4.5億千瓦，核電裝機(jī)約為3億千瓦漱凝，其他能源裝機(jī)約為2億千瓦疮蹦。風(fēng)光發(fā)電量約為15萬億千瓦時(shí)。
從電網(wǎng)形態(tài)來看茸炒，高滲透率接入新能源將深刻改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)愕乎、特性和機(jī)理。配電網(wǎng)將與分布式電源協(xié)同發(fā)展壁公，新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)將以“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”的形態(tài)呈現(xiàn)感论，電力系統(tǒng)柔性可控，透明是新型電力系統(tǒng)的主要特征紊册。系統(tǒng)可以“無條件”地接受新能源比肄，由于系統(tǒng)裝機(jī)容量、發(fā)電量顯著增加囊陡，因此擁有“無限大”的功率芳绩、“無限多”的能量，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定依靠功率的動(dòng)態(tài)平衡和能量的動(dòng)態(tài)平衡关斜。
新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的特征差異
動(dòng)態(tài)特征
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的動(dòng)作時(shí)間常數(shù)大（秒-分鐘級(jí)）示括，“慢速”的系統(tǒng)機(jī)電特性，穩(wěn)定性高痢畜。新型電力系統(tǒng)中叛始，由于電力電子具有弱慣性特點(diǎn)，其動(dòng)作時(shí)間常數(shù)兄峒啊（微秒級(jí)）绣坛，頻域分布廣约落，波動(dòng)性和隨機(jī)性強(qiáng)。
安全穩(wěn)定理論
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由機(jī)電同步過程表征巢的，模型等效确铛，是基于機(jī)電轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的穩(wěn)定理論。新型電力系統(tǒng)則是數(shù)據(jù)同步過程嘴符，由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)巨揪，基于數(shù)字化的信息與物理系統(tǒng)融合，其電力系統(tǒng)安全理論是基于“電力+算力”的系統(tǒng)平衡理論蒿荤。
系統(tǒng)規(guī)模特征
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是集中式的涂嫡，電源單體規(guī)模大，數(shù)量較少禾绊；新型電力系統(tǒng)是分布式的抬泛，電源單體規(guī)模小，數(shù)量龐大焕数。
系統(tǒng)形態(tài)和生態(tài)
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)面向功能纱昧、界限分明，以模型和預(yù)測(cè)為核心的仿真系統(tǒng)面向集中式架構(gòu)堡赔，存在功能割裂识脆、信息封閉、技術(shù)受限的問題加匈。新型電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”融合變換存璃，“能量和信息”交織互動(dòng)，基于全局的數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)研究的紐帶和基礎(chǔ)雕拼。
負(fù)荷側(cè)格局和用戶
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)負(fù)荷可預(yù)測(cè)纵东、可計(jì)劃，相對(duì)穩(wěn)定啥寇，用戶是電力消費(fèi)者偎球。新型電力系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)包括新能源和儲(chǔ)能，負(fù)荷側(cè)從單純的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;生產(chǎn)者+消費(fèi)者”辑甜，負(fù)荷不確定性強(qiáng)衰絮，用戶全方位融入電力系統(tǒng)。
系統(tǒng)安全
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)確定性強(qiáng)蝎业，功能單一增珠，易控制。新型電力系統(tǒng)不確定因素多捣卵，功能復(fù)雜弓并，需要構(gòu)建系統(tǒng)和元件的新型網(wǎng)絡(luò)安全體系。
電力系統(tǒng)架構(gòu)
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是大電網(wǎng)借陕、同步電網(wǎng)远丸，新型電力系統(tǒng)下能源電力趨于一體化和泛電氣化沛愕，電網(wǎng)形態(tài)為“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”。
新型電力系統(tǒng)的技術(shù)要素
新型電力系統(tǒng)是信息技術(shù)喜毅、計(jì)算技術(shù)姑享、通信技術(shù)、傳感技術(shù)苇皂、控制理論和控制技術(shù)罪褒、運(yùn)籌學(xué)、人工智能拳喘、互聯(lián)網(wǎng)等與電力系統(tǒng)的深度融合苫昌。
系統(tǒng)的信息化、數(shù)字化幸海、智能化
新型電力系統(tǒng)中配置的小微智能傳感器及其傳感網(wǎng)絡(luò)無處不在，這是構(gòu)建含泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施奥务；先進(jìn)通信技術(shù)物独、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)氯葬、人工智能技術(shù)等在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用挡篓，將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自由（無限、海量）數(shù)據(jù)采集帚称、自由數(shù)據(jù)獲取官研、自由智能分析。設(shè)備的智能化特征明顯闯睹，并擁有強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)戏羽。因此，新型電力系統(tǒng)可以不完全依賴電網(wǎng)模型楼吃，而是在海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上始花，通過大數(shù)據(jù)和計(jì)算技術(shù)，透過數(shù)據(jù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律路统，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能運(yùn)行茴辈。
透明是新型電力系統(tǒng)的主要特征，系統(tǒng)可見可知可控乞审∫镓基于透明電網(wǎng)，社會(huì)各方能夠廣泛深入?yún)⑴c電力生產(chǎn)鸠丸、傳輸缨诱、消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)，協(xié)同促進(jìn)能源電力的安全高效待插、綠色低碳發(fā)展竭撇。透明電網(wǎng)基于廣泛應(yīng)用小微智能傳感器掠袒、智能設(shè)備、智能二次系統(tǒng)你义，并構(gòu)建強(qiáng)大的軟件平臺(tái)夹勾、大數(shù)據(jù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)可采集况既、狀態(tài)可監(jiān)控这溅、程序可優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)透明棒仍、運(yùn)行狀態(tài)透明悲靴、市場(chǎng)信息透明。
首先莫其，打造透明電網(wǎng)的關(guān)鍵在于信息癞尚，而信息需要通過小微智能傳感器來捕集。目前電網(wǎng)中使用的傳感器存在尺寸大乱陡、安裝不便浇揩、校準(zhǔn)困難、價(jià)格高等問題憨颠，難以滿足新型電力系統(tǒng)智能化胳徽、透明化、市場(chǎng)化爽彤、物聯(lián)化的發(fā)展需求养盗。而小微智能傳感器的體積大幅減小，具有高度集成化特點(diǎn)适篙，可實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)自取能必痢，功率可低至微瓦級(jí)，具有無線傳輸?shù)碾p向通信功能师莫，且便于安裝桂喂，一貼即用，價(jià)格低廉狮消，可滿足按需配置的要求成揍。在電網(wǎng)中廣泛安裝小微智能傳感器，可讓電力系統(tǒng)的電源搪古、網(wǎng)絡(luò)冻款、儲(chǔ)能等各個(gè)環(huán)節(jié)充分展示出來，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)赁霉、環(huán)境狀態(tài)筝赶、安全狀態(tài)等信息全面深度透明。
其次谬碱，要應(yīng)用智能設(shè)備舰桑，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化早假。智能電氣設(shè)備是傳統(tǒng)電氣設(shè)備與智能元素、電力電子器件等的融合-協(xié)同增效的組合弧岳，它不僅僅是功能性的凳忙，而是設(shè)備功能與智能信息的結(jié)合體，具有可見可知禽炬、靈活可控的特點(diǎn)涧卵。其設(shè)備要素包含狀態(tài)可感知可預(yù)測(cè)、智能材料腹尖、嵌入智能元件柳恐、參數(shù)可調(diào)可控、行為智能化等热幔。
第三乐设，要打造強(qiáng)大的軟件平臺(tái)。這一軟件平臺(tái)可體現(xiàn)數(shù)字之間的關(guān)系绎巨，將海量的小微傳感器數(shù)據(jù)伤提、智能設(shè)備的數(shù)據(jù)等組織起來，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式有分布式和集中制认烁，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟件分析柿癞、計(jì)算等来鸟。
鏡像/數(shù)字孿生電網(wǎng)的算力、算法哩讶、基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用
打造軟件平臺(tái)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是構(gòu)建鏡像/數(shù)字孿生電網(wǎng)甲祖。隨著新能源大規(guī)模接入，電力系統(tǒng)將越來越復(fù)雜誊配。為了更好地進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測(cè)和系統(tǒng)規(guī)劃鞍伟，我們?cè)O(shè)想通過數(shù)字孿生技術(shù)，基于傳感器建立起物理電網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)字空間的鏡像请状。鏡像系統(tǒng)和真實(shí)物理系統(tǒng)基本信息完全相同秀吧，并隨著物理電網(wǎng)的變化持續(xù)更新；基于數(shù)字孿生電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理電網(wǎng)的全面感知和預(yù)測(cè)铝儒，為電網(wǎng)提高調(diào)度運(yùn)行決策的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性提供關(guān)鍵技術(shù)支撐醒腹。
建設(shè)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展需求的算力規(guī)模，包括通用算力抬邑、專用算力漆暑、超級(jí)算力；建設(shè)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的通用算法个扰，包含機(jī)器視覺瓷炮、語音語義葱色、大數(shù)據(jù)處理等；建設(shè)專用算法娘香，包含新型電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理苍狰、認(rèn)知技術(shù)、協(xié)同技術(shù)茅主、控制技術(shù)等舞痰，以滿足新型電力系統(tǒng)的新能源預(yù)測(cè)/監(jiān)控、電網(wǎng)規(guī)劃诀姚、電力電量平衡响牛、頻率控制，以及“雙碳”目標(biāo)下各場(chǎng)景的應(yīng)用需求赫段。
建設(shè)電網(wǎng)透明化所需要的基礎(chǔ)設(shè)施呀打，包括基于全域傳感的實(shí)時(shí)測(cè)量體系，建設(shè)云平臺(tái)糯笙、物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施贬丛，全面支撐新型電力系統(tǒng)“可觀、可測(cè)夯铡、可控”坊秉。
在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的情景設(shè)置下，新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)作闷墅，開展數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)和服務(wù)孵化前忿，如可實(shí)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行自動(dòng)導(dǎo)航與決策、智能分析與決策熙屁、數(shù)據(jù)信息的智能搜索與智能推送扁奢、調(diào)度任務(wù)的智能提醒、調(diào)度操作任務(wù)的自動(dòng)生成匹憎、智能安全防誤等在內(nèi)的調(diào)度全過程智能運(yùn)行逻袭。以車用導(dǎo)航系統(tǒng)來類比，車用導(dǎo)航系統(tǒng)可以全方位展示道路交通情況狀態(tài)业满，并伴隨智能語音提示肢俄。當(dāng)然，電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度是一個(gè)復(fù)雜得多的系統(tǒng)哭振，但在數(shù)字和信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下彻秆，未來電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行導(dǎo)航?jīng)Q策，完成智能調(diào)度決策结闸、電網(wǎng)安全域辨識(shí)與控制唇兑、直流故障辨識(shí)與決策、多道防線協(xié)調(diào)控制與多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)等，同時(shí)扎附，還可以通過數(shù)字孿生系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)和透明的發(fā)電預(yù)測(cè)蔫耽、負(fù)荷預(yù)測(cè)與辨識(shí)。
綜上留夜，新型電力系統(tǒng)是將現(xiàn)代傳感技術(shù)匙铡、信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)碍粥、智能技術(shù)等融入電網(wǎng)所構(gòu)建的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鳖眼，具有“電磁態(tài)+數(shù)字態(tài)”的新型形態(tài)，“電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”的新型網(wǎng)絡(luò)嚼摩，“電力+算力”的新型能力钦讳。以軟件定義電網(wǎng)、電力系統(tǒng)枕面，以輕資產(chǎn)應(yīng)對(duì)重資產(chǎn)投入栖挣，以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航?jīng)Q策。新型電力系統(tǒng)將有效承載新能源大規(guī)模安全贮祥、可靠夫次、高效接入，打破傳統(tǒng)電網(wǎng)物理和產(chǎn)業(yè)邊界程昨，向社會(huì)各領(lǐng)域全面滲透搔冈。
當(dāng)前，能源電力發(fā)展正處于落實(shí)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵期和窗口期咖亏，堅(jiān)定不移地大力發(fā)展可再生能源是能源脫碳的前提躯括，也是實(shí)現(xiàn)碳中和的必然路徑。減碳必須要有政策性安排和支持杏恍，其中一個(gè)關(guān)鍵問題在于用地問題。由于風(fēng)電雷倦、光伏等可再生能源有效容量低胆狐，要滿足未來用電需求增長，需要占用大量土地資源肺灭，如果不能有效協(xié)調(diào)可再生能源的發(fā)展與生態(tài)環(huán)保虱而、國土空間規(guī)劃等方面的銜接，將成為制約能源轉(zhuǎn)型的瓶頸之一开泽。
要持續(xù)增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性和調(diào)節(jié)能力牡拇。抽水蓄能是儲(chǔ)能市場(chǎng)中最成熟的技術(shù)，在儲(chǔ)能市場(chǎng)中的占比最大穆律，但目前抽水蓄能的響應(yīng)時(shí)間是分鐘級(jí)的惠呼，不能適應(yīng)新型電力系統(tǒng)對(duì)于時(shí)間響應(yīng)的要求，可變速抽水蓄能機(jī)組的響應(yīng)時(shí)間才能和新型電力系統(tǒng)相適應(yīng)，未來需要在這一方面加大研發(fā)力度剔蹋；應(yīng)重點(diǎn)建設(shè)用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)旅薄，電網(wǎng)側(cè)非抽水蓄能儲(chǔ)能建設(shè)的必要性需要進(jìn)一步加以論證；要開發(fā)電動(dòng)汽車V2G功能泣崩，作為靈活儲(chǔ)能系統(tǒng)納入新型電力系統(tǒng)建設(shè)少梁。同時(shí)，要加大科技創(chuàng)新力度矫付，研發(fā)新能源和新型電力系統(tǒng)的硬核技術(shù)凯沪，并建立電力市場(chǎng)，形成市場(chǎng)化價(jià)格體系洞歼。以技術(shù)創(chuàng)新和體制機(jī)制變革同步發(fā)力卫削，推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
我國能源的碳排放量占總排放量的近90%，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年我國碳排放大約是103億噸揩瞪，其中赋朦，煤炭、石油慕怀、天然氣的合計(jì)碳排放為95億噸线盔。電力行業(yè)碳排放占全國碳排放總量的40%，中國“雙碳”目標(biāo)的提出阐祭，為能源轉(zhuǎn)型提出了更為緊迫明晰的時(shí)間表柄童。電力行業(yè)是減碳的主力軍，任務(wù)重搬挡、責(zé)任大免趋。經(jīng)濟(jì)增長和終端用能結(jié)構(gòu)變化將繼續(xù)拉升中國的用電量，要確保電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)供應(yīng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)深度減排坠袄，發(fā)展可再生能源是根本索廊，提高能源效率是關(guān)鍵，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是核心技術(shù)支撐耻债。
新型電力系統(tǒng)概念情景
以2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的背景設(shè)定來設(shè)想以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的概念情景政辕。基于實(shí)現(xiàn)碳中和的要求吩猴，能源供給側(cè)應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫碳淹遵，清潔能源成為主力能源，化石能源逐步退出负溪，尤其是光伏透揣、風(fēng)電將成為新增能源主力軍；終端電能消費(fèi)大幅度提升川抡，到2060年辐真，電能占終端能源消費(fèi)比例將達(dá)到70%左右。除了以電能作為直接能源外崖堤，目前尚未使用或者大規(guī)模使用電力的工業(yè)等領(lǐng)域?qū)V泛使用電能侍咱，如鐵路電氣化水平大幅提高，電動(dòng)汽車更加普及密幔，通過電爐煉鋼等等楔脯。電能除了直接使用，還可間接制造能源胯甩，即電能的多元化轉(zhuǎn)換（Electric power-to-X）昧廷，例如通過電解水制氫，用于交通偎箫、工業(yè)姚熊，用能呈現(xiàn)泛電氣化趨勢(shì)猖沈。在泛電氣化背景下，電能在能源消費(fèi)中占比將達(dá)90%（直接利用+間接利用）左右买鹊。
2060年實(shí)現(xiàn)碳中和情景下的新型電力系統(tǒng)中捍彼，從電源形態(tài)來看，裝機(jī)和發(fā)電量以可再生能源為主筑卑。相比現(xiàn)在，火電將大幅減少肄酬，風(fēng)電陈售、光伏大幅增加，核電显憾、生物質(zhì)發(fā)電也明顯上升伦颠，發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘考s100億千瓦，其中風(fēng)光裝機(jī)總?cè)萘考s為90億千瓦件塌，火電裝機(jī)約為5億千瓦侮杆，水電裝機(jī)約為4.5億千瓦，核電裝機(jī)約為3億千瓦漱凝，其他能源裝機(jī)約為2億千瓦疮蹦。風(fēng)光發(fā)電量約為15萬億千瓦時(shí)。
從電網(wǎng)形態(tài)來看茸炒，高滲透率接入新能源將深刻改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)愕乎、特性和機(jī)理。配電網(wǎng)將與分布式電源協(xié)同發(fā)展壁公，新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)將以“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”的形態(tài)呈現(xiàn)感论，電力系統(tǒng)柔性可控，透明是新型電力系統(tǒng)的主要特征紊册。系統(tǒng)可以“無條件”地接受新能源比肄，由于系統(tǒng)裝機(jī)容量、發(fā)電量顯著增加囊陡，因此擁有“無限大”的功率芳绩、“無限多”的能量，系統(tǒng)的安全穩(wěn)定依靠功率的動(dòng)態(tài)平衡和能量的動(dòng)態(tài)平衡关斜。
新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的特征差異
動(dòng)態(tài)特征
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的動(dòng)作時(shí)間常數(shù)大（秒-分鐘級(jí)）示括，“慢速”的系統(tǒng)機(jī)電特性，穩(wěn)定性高痢畜。新型電力系統(tǒng)中叛始，由于電力電子具有弱慣性特點(diǎn)，其動(dòng)作時(shí)間常數(shù)兄峒啊（微秒級(jí)）绣坛，頻域分布廣约落，波動(dòng)性和隨機(jī)性強(qiáng)。
安全穩(wěn)定理論
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由機(jī)電同步過程表征巢的，模型等效确铛，是基于機(jī)電轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的穩(wěn)定理論。新型電力系統(tǒng)則是數(shù)據(jù)同步過程嘴符，由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)巨揪，基于數(shù)字化的信息與物理系統(tǒng)融合，其電力系統(tǒng)安全理論是基于“電力+算力”的系統(tǒng)平衡理論蒿荤。
系統(tǒng)規(guī)模特征
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是集中式的涂嫡，電源單體規(guī)模大，數(shù)量較少禾绊；新型電力系統(tǒng)是分布式的抬泛，電源單體規(guī)模小，數(shù)量龐大焕数。
系統(tǒng)形態(tài)和生態(tài)
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)面向功能纱昧、界限分明，以模型和預(yù)測(cè)為核心的仿真系統(tǒng)面向集中式架構(gòu)堡赔，存在功能割裂识脆、信息封閉、技術(shù)受限的問題加匈。新型電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”融合變換存璃，“能量和信息”交織互動(dòng)，基于全局的數(shù)據(jù)是電力系統(tǒng)研究的紐帶和基礎(chǔ)雕拼。
負(fù)荷側(cè)格局和用戶
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)負(fù)荷可預(yù)測(cè)纵东、可計(jì)劃，相對(duì)穩(wěn)定啥寇，用戶是電力消費(fèi)者偎球。新型電力系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)包括新能源和儲(chǔ)能，負(fù)荷側(cè)從單純的消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;生產(chǎn)者+消費(fèi)者”辑甜，負(fù)荷不確定性強(qiáng)衰絮，用戶全方位融入電力系統(tǒng)。
系統(tǒng)安全
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)確定性強(qiáng)蝎业，功能單一增珠，易控制。新型電力系統(tǒng)不確定因素多捣卵，功能復(fù)雜弓并，需要構(gòu)建系統(tǒng)和元件的新型網(wǎng)絡(luò)安全體系。
電力系統(tǒng)架構(gòu)
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)是大電網(wǎng)借陕、同步電網(wǎng)远丸，新型電力系統(tǒng)下能源電力趨于一體化和泛電氣化沛愕，電網(wǎng)形態(tài)為“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”。
新型電力系統(tǒng)的技術(shù)要素
新型電力系統(tǒng)是信息技術(shù)喜毅、計(jì)算技術(shù)姑享、通信技術(shù)、傳感技術(shù)苇皂、控制理論和控制技術(shù)罪褒、運(yùn)籌學(xué)、人工智能拳喘、互聯(lián)網(wǎng)等與電力系統(tǒng)的深度融合苫昌。
系統(tǒng)的信息化、數(shù)字化幸海、智能化
新型電力系統(tǒng)中配置的小微智能傳感器及其傳感網(wǎng)絡(luò)無處不在，這是構(gòu)建含泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施奥务；先進(jìn)通信技術(shù)物独、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)氯葬、人工智能技術(shù)等在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用挡篓，將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自由（無限、海量）數(shù)據(jù)采集帚称、自由數(shù)據(jù)獲取官研、自由智能分析。設(shè)備的智能化特征明顯闯睹，并擁有強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)戏羽。因此，新型電力系統(tǒng)可以不完全依賴電網(wǎng)模型楼吃，而是在海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上始花，通過大數(shù)據(jù)和計(jì)算技術(shù)，透過數(shù)據(jù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律路统，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能運(yùn)行茴辈。
透明是新型電力系統(tǒng)的主要特征，系統(tǒng)可見可知可控乞审∫镓基于透明電網(wǎng)，社會(huì)各方能夠廣泛深入?yún)⑴c電力生產(chǎn)鸠丸、傳輸缨诱、消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)，協(xié)同促進(jìn)能源電力的安全高效待插、綠色低碳發(fā)展竭撇。透明電網(wǎng)基于廣泛應(yīng)用小微智能傳感器掠袒、智能設(shè)備、智能二次系統(tǒng)你义，并構(gòu)建強(qiáng)大的軟件平臺(tái)夹勾、大數(shù)據(jù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)可采集况既、狀態(tài)可監(jiān)控这溅、程序可優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)透明棒仍、運(yùn)行狀態(tài)透明悲靴、市場(chǎng)信息透明。
首先莫其，打造透明電網(wǎng)的關(guān)鍵在于信息癞尚，而信息需要通過小微智能傳感器來捕集。目前電網(wǎng)中使用的傳感器存在尺寸大乱陡、安裝不便浇揩、校準(zhǔn)困難、價(jià)格高等問題憨颠，難以滿足新型電力系統(tǒng)智能化胳徽、透明化、市場(chǎng)化爽彤、物聯(lián)化的發(fā)展需求养盗。而小微智能傳感器的體積大幅減小，具有高度集成化特點(diǎn)适篙，可實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)自取能必痢，功率可低至微瓦級(jí)，具有無線傳輸?shù)碾p向通信功能师莫，且便于安裝桂喂，一貼即用，價(jià)格低廉狮消，可滿足按需配置的要求成揍。在電網(wǎng)中廣泛安裝小微智能傳感器，可讓電力系統(tǒng)的電源搪古、網(wǎng)絡(luò)冻款、儲(chǔ)能等各個(gè)環(huán)節(jié)充分展示出來，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)赁霉、環(huán)境狀態(tài)筝赶、安全狀態(tài)等信息全面深度透明。
其次谬碱，要應(yīng)用智能設(shè)備舰桑，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化早假。智能電氣設(shè)備是傳統(tǒng)電氣設(shè)備與智能元素、電力電子器件等的融合-協(xié)同增效的組合弧岳，它不僅僅是功能性的凳忙，而是設(shè)備功能與智能信息的結(jié)合體，具有可見可知禽炬、靈活可控的特點(diǎn)涧卵。其設(shè)備要素包含狀態(tài)可感知可預(yù)測(cè)、智能材料腹尖、嵌入智能元件柳恐、參數(shù)可調(diào)可控、行為智能化等热幔。
第三乐设，要打造強(qiáng)大的軟件平臺(tái)。這一軟件平臺(tái)可體現(xiàn)數(shù)字之間的關(guān)系绎巨，將海量的小微傳感器數(shù)據(jù)伤提、智能設(shè)備的數(shù)據(jù)等組織起來，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式有分布式和集中制认烁，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟件分析柿癞、計(jì)算等来鸟。
鏡像/數(shù)字孿生電網(wǎng)的算力、算法哩讶、基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用
打造軟件平臺(tái)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是構(gòu)建鏡像/數(shù)字孿生電網(wǎng)甲祖。隨著新能源大規(guī)模接入，電力系統(tǒng)將越來越復(fù)雜誊配。為了更好地進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測(cè)和系統(tǒng)規(guī)劃鞍伟，我們?cè)O(shè)想通過數(shù)字孿生技術(shù)，基于傳感器建立起物理電網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)字空間的鏡像请状。鏡像系統(tǒng)和真實(shí)物理系統(tǒng)基本信息完全相同秀吧，并隨著物理電網(wǎng)的變化持續(xù)更新；基于數(shù)字孿生電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理電網(wǎng)的全面感知和預(yù)測(cè)铝儒，為電網(wǎng)提高調(diào)度運(yùn)行決策的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性提供關(guān)鍵技術(shù)支撐醒腹。
建設(shè)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展需求的算力規(guī)模，包括通用算力抬邑、專用算力漆暑、超級(jí)算力；建設(shè)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的通用算法个扰，包含機(jī)器視覺瓷炮、語音語義葱色、大數(shù)據(jù)處理等；建設(shè)專用算法娘香，包含新型電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理苍狰、認(rèn)知技術(shù)、協(xié)同技術(shù)茅主、控制技術(shù)等舞痰，以滿足新型電力系統(tǒng)的新能源預(yù)測(cè)/監(jiān)控、電網(wǎng)規(guī)劃诀姚、電力電量平衡响牛、頻率控制，以及“雙碳”目標(biāo)下各場(chǎng)景的應(yīng)用需求赫段。
建設(shè)電網(wǎng)透明化所需要的基礎(chǔ)設(shè)施呀打，包括基于全域傳感的實(shí)時(shí)測(cè)量體系，建設(shè)云平臺(tái)糯笙、物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施贬丛，全面支撐新型電力系統(tǒng)“可觀、可測(cè)夯铡、可控”坊秉。
在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的情景設(shè)置下，新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)作闷墅，開展數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)和服務(wù)孵化前忿，如可實(shí)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行自動(dòng)導(dǎo)航與決策、智能分析與決策熙屁、數(shù)據(jù)信息的智能搜索與智能推送扁奢、調(diào)度任務(wù)的智能提醒、調(diào)度操作任務(wù)的自動(dòng)生成匹憎、智能安全防誤等在內(nèi)的調(diào)度全過程智能運(yùn)行逻袭。以車用導(dǎo)航系統(tǒng)來類比，車用導(dǎo)航系統(tǒng)可以全方位展示道路交通情況狀態(tài)业满，并伴隨智能語音提示肢俄。當(dāng)然，電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度是一個(gè)復(fù)雜得多的系統(tǒng)哭振，但在數(shù)字和信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下彻秆，未來電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行導(dǎo)航?jīng)Q策，完成智能調(diào)度決策结闸、電網(wǎng)安全域辨識(shí)與控制唇兑、直流故障辨識(shí)與決策、多道防線協(xié)調(diào)控制與多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)等，同時(shí)扎附，還可以通過數(shù)字孿生系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)和透明的發(fā)電預(yù)測(cè)蔫耽、負(fù)荷預(yù)測(cè)與辨識(shí)。
綜上留夜，新型電力系統(tǒng)是將現(xiàn)代傳感技術(shù)匙铡、信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)碍粥、智能技術(shù)等融入電網(wǎng)所構(gòu)建的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鳖眼，具有“電磁態(tài)+數(shù)字態(tài)”的新型形態(tài)，“電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”的新型網(wǎng)絡(luò)嚼摩，“電力+算力”的新型能力钦讳。以軟件定義電網(wǎng)、電力系統(tǒng)枕面，以輕資產(chǎn)應(yīng)對(duì)重資產(chǎn)投入栖挣，以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航?jīng)Q策。新型電力系統(tǒng)將有效承載新能源大規(guī)模安全贮祥、可靠夫次、高效接入，打破傳統(tǒng)電網(wǎng)物理和產(chǎn)業(yè)邊界程昨，向社會(huì)各領(lǐng)域全面滲透搔冈。
當(dāng)前，能源電力發(fā)展正處于落實(shí)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵期和窗口期咖亏，堅(jiān)定不移地大力發(fā)展可再生能源是能源脫碳的前提躯括，也是實(shí)現(xiàn)碳中和的必然路徑。減碳必須要有政策性安排和支持杏恍，其中一個(gè)關(guān)鍵問題在于用地問題。由于風(fēng)電雷倦、光伏等可再生能源有效容量低胆狐，要滿足未來用電需求增長，需要占用大量土地資源肺灭，如果不能有效協(xié)調(diào)可再生能源的發(fā)展與生態(tài)環(huán)保虱而、國土空間規(guī)劃等方面的銜接，將成為制約能源轉(zhuǎn)型的瓶頸之一开泽。
要持續(xù)增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性和調(diào)節(jié)能力牡拇。抽水蓄能是儲(chǔ)能市場(chǎng)中最成熟的技術(shù)，在儲(chǔ)能市場(chǎng)中的占比最大穆律，但目前抽水蓄能的響應(yīng)時(shí)間是分鐘級(jí)的惠呼，不能適應(yīng)新型電力系統(tǒng)對(duì)于時(shí)間響應(yīng)的要求，可變速抽水蓄能機(jī)組的響應(yīng)時(shí)間才能和新型電力系統(tǒng)相適應(yīng)，未來需要在這一方面加大研發(fā)力度剔蹋；應(yīng)重點(diǎn)建設(shè)用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)旅薄，電網(wǎng)側(cè)非抽水蓄能儲(chǔ)能建設(shè)的必要性需要進(jìn)一步加以論證；要開發(fā)電動(dòng)汽車V2G功能泣崩，作為靈活儲(chǔ)能系統(tǒng)納入新型電力系統(tǒng)建設(shè)少梁。同時(shí)，要加大科技創(chuàng)新力度矫付，研發(fā)新能源和新型電力系統(tǒng)的硬核技術(shù)凯沪，并建立電力市場(chǎng)，形成市場(chǎng)化價(jià)格體系洞歼。以技術(shù)創(chuàng)新和體制機(jī)制變革同步發(fā)力卫削，推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
