10月30日，由國網(wǎng)能源研究院有限公司主辦的“統(tǒng)籌源網(wǎng)荷儲碳數(shù)智治鏈 推動新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展”研討會在京召開。國網(wǎng)能源院新型電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域在會上發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展分析報告 2024》（以下簡稱“報告”），主要內(nèi)容和觀點如下。

當前，全球能源供需版圖深度調(diào)整，統(tǒng)籌推進能源安全保障與綠色低碳轉(zhuǎn)型，積極發(fā)展清潔能源、推動經(jīng)濟社會綠色低碳轉(zhuǎn)型，成為各國應(yīng)對氣候變化的普遍共識。我國正在大力推動新能源高質(zhì)量發(fā)展，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特性深刻變化，新型電力系統(tǒng)建設(shè)處于加速轉(zhuǎn)型期。

報告堅持系統(tǒng)觀念和問題導向，設(shè)置了國內(nèi)新型電力系統(tǒng)建設(shè)、國際電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型以及相關(guān)熱點專題三部分。國內(nèi)部分，研判新型電力系統(tǒng)面臨形勢和發(fā)展趨勢，從物理形態(tài)、數(shù)智賦能等維度分析形態(tài)演進，從清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能五個維度建立發(fā)展評估體系，系統(tǒng)分析當前建設(shè)情況，從科技創(chuàng)新、機制創(chuàng)新雙輪驅(qū)動力角度分析關(guān)鍵問題和對策；國際部分，基于所提發(fā)展評估體系，初步分析中國與其他典型國家和地區(qū)電力系統(tǒng)建設(shè)情況；專題部分，聚焦熱點問題，從智能微電網(wǎng)建設(shè)、車網(wǎng)互動發(fā)展、氣候風險防范等方面進行專題分析。

一、國內(nèi)新型電力系統(tǒng)建設(shè)

新型電力系統(tǒng)建設(shè)受到政策、機制、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)等內(nèi)外部多重因素影響，需要統(tǒng)籌各要素協(xié)同推進，加快形成電力新質(zhì)生產(chǎn)力和相適應(yīng)的新型生產(chǎn)關(guān)系，夯實新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展基礎(chǔ)。

源網(wǎng)荷儲多要素協(xié)調(diào)發(fā)展水平持續(xù)提高

多元化供應(yīng)體系：風光新能源發(fā)電裝機容量突破12億千瓦，超過煤電裝機規(guī)模，煤電機組靈活性改造任務(wù)提前完成。截至2024年7月底，全國風電、光伏裝機容量合計達到12.1億千瓦，提前六年多實現(xiàn)2030年規(guī)劃目標。甘肅、青海、寧夏、河北等省（區(qū)）新能源發(fā)電裝機容量占比已經(jīng)超過50%，成為裝機主體。截至2023年底，煤電靈活性改造規(guī)模達到3.2億千瓦。預計2030年全國電源裝機容量超過50億千瓦，其中新能源發(fā)電裝機超過28億千瓦。

多形態(tài)電網(wǎng)發(fā)展：柔性交直流等新型技術(shù)廣泛應(yīng)用，主配微等多形態(tài)協(xié)同發(fā)展的新型電網(wǎng)要素承載能力持續(xù)提升。有序推進大型風光基地和外送通道規(guī)劃建設(shè)，送受端電網(wǎng)支撐能力穩(wěn)步提升。各區(qū)域電網(wǎng)堅強性、互濟性穩(wěn)步提升，服務(wù)新能源高質(zhì)量發(fā)展。互聯(lián)通道的“直接送電”和“互濟調(diào)節(jié)”作用更加統(tǒng)籌平衡。安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電系統(tǒng)加快建設(shè)，城市配電網(wǎng)以大電網(wǎng)為主導，以柔性互動為關(guān)鍵，大量柔性負荷靈活互動；農(nóng)村配電網(wǎng)以分布式資源合理利用、經(jīng)濟高效配置、電力安全供應(yīng)為目標，源網(wǎng)荷儲聚合管控，與大電網(wǎng)互聯(lián)互通。具有“兩自四化”（即自平衡、自安全、小微化、綠色化、數(shù)智化、共享化）特征的自治型微電網(wǎng)等形態(tài)有效補充。

多樣化負荷柔性互動：全社會用電量總體保持較快增長，數(shù)據(jù)中心等算力基礎(chǔ)設(shè)施用電量尤為突出。2024年上半年，全國全社會用電量同比增長8.1%，其中第三產(chǎn)業(yè)、城鄉(xiāng)居民生活用電量分別同比增長11.7%、9.0%。5G基站和數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施用電量快速增長，占當年全社會用電量比重持續(xù)上升。“新三樣”、數(shù)據(jù)中心、綠電制氫等“高耗電”戰(zhàn)略新興和未來產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，終端電氣化水平逐步提升，加之氣候氣溫對電力需求增長產(chǎn)生持續(xù)影響，未來電力需求繼續(xù)保持較快增長，預計2030年全國全社會用電量可能超過13萬億千瓦時。

多類型儲能優(yōu)化布局：新型儲能是增長主力，在源網(wǎng)荷各側(cè)加快布局，應(yīng)用能效逐步改善。截至2024年6月底，全國新型儲能項目累計裝機規(guī)模達4444萬千瓦/9906萬千瓦時，較2023年底增長超過40%，其中獨立儲能、共享儲能占比45.3%，新能源配建儲能占比42.8%。新能源配儲、獨立儲能、工商業(yè)儲能日均運行小時數(shù)相較去年同期分別提升1.69、1.81、3.49小時。儲能呈現(xiàn)多元化發(fā)展態(tài)勢，預計2030年全國新型儲能需求至少超過1.5億千瓦。

多場景數(shù)智賦能賦效：強化電力系統(tǒng)的精準感知、可靠傳輸、數(shù)據(jù)融通及安全可信能力。通過“電力”與“算力”“數(shù)力”“智力”的深度融合，優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流和價值流，支撐新業(yè)態(tài)新模式發(fā)展，助力電力創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈融通發(fā)展，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供堅實技術(shù)支撐，助力國家雙碳目標順利實現(xiàn)。

科技創(chuàng)新驅(qū)動力進一步增強

基礎(chǔ)性技術(shù)：復雜系統(tǒng)運行控制能力進一步提升。超大型電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真平臺分析時間尺度、運行方式、典型場景更加多樣，規(guī)模達到上萬節(jié)點，可對包含多回直流和高比例新能源的大規(guī)模電網(wǎng)實現(xiàn)微秒級電磁暫態(tài)仿真。

關(guān)鍵性技術(shù)：主動支撐、柔性靈活、智慧互動的源網(wǎng)荷儲關(guān)鍵性技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。煤電靈活性改造技術(shù)成熟、綜合能效高、路線多，但常態(tài)化深度調(diào)峰、頻繁啟停對機組運行安全性的影響逐步加大，運維成本也在增加。新能源構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)示范應(yīng)用持續(xù)推進，對系統(tǒng)的慣量、頻率、電壓、黑啟動等主動支撐能力進一步提升，逐步從小容量系統(tǒng)向大規(guī)模系統(tǒng)推廣應(yīng)用，相關(guān)標準規(guī)范體系亟需建立健全。大容量柔性直流輸電技術(shù)應(yīng)用需求大幅增加，柔性直流雙向輸電、多端柔性直流輸電、混合多端柔性直流輸電技術(shù)發(fā)展及工程應(yīng)用積極推進，全直流匯集送出輸電技術(shù)總投資相比傳統(tǒng)柔性直流可節(jié)省15%以上，是實現(xiàn)大規(guī)模遠海風電高效經(jīng)濟送出的優(yōu)選方案。高比例新能源接入對放電時間超過4小時的長時儲能需求明顯增加，需統(tǒng)籌好長時儲能技術(shù)的安全性與經(jīng)濟性。

治理機制支撐和保障能力有效提升

協(xié)同規(guī)劃機制方面，加強源網(wǎng)荷儲各層級、多環(huán)節(jié)協(xié)同規(guī)劃，保障電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)協(xié)同聯(lián)動。當前，新能源規(guī)劃布局、風光裝機配比需要進一步優(yōu)化，大電網(wǎng)與分布式系統(tǒng)的發(fā)展協(xié)調(diào)性有待提升，新能源快速發(fā)展對電網(wǎng)接納調(diào)控能力提出更高要求。需要強化源網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)，科學規(guī)劃風電與光伏裝機比例，最大限度平抑新能源波動。加強新能源基地與國家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的有效協(xié)同，推動高載能產(chǎn)業(yè)布局與新能源基地統(tǒng)籌規(guī)劃，以地區(qū)間產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移協(xié)同推進新能源發(fā)電布局優(yōu)化。因地制宜發(fā)展“兩自四化”自治型分布式新能源系統(tǒng)，實現(xiàn)與廣域大系統(tǒng)深度共融發(fā)展。

市場價格機制方面，持續(xù)完善安全保供、新能源消納市場機制，充分調(diào)動各參與主體積極性。在煤電容量電價機制基礎(chǔ)上，逐步形成更加市場化的容量電價形成機制，夯實常規(guī)電源兜底、靈活資源支撐保障基礎(chǔ)。深化完善分時電價、階梯電價等政策，推動負荷管理工作逐步轉(zhuǎn)向市場引導為主、用戶主動響應(yīng)。區(qū)分存量、增量項目，差異化完善中長期市場、現(xiàn)貨市場、綠電綠證交易等，加快建設(shè)適應(yīng)新能源占比逐漸提升的電力市場機制。完善分布式光伏參與市場交易的頂層設(shè)計，引導各主體合理公平承擔系統(tǒng)成本。

安全保障機制方面，明晰新型主體安全責任界面，加強全過程電力安全風險管控，提高級聯(lián)自然災害、互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)急協(xié)同保障能力。以政策標準、調(diào)度協(xié)議、技術(shù)監(jiān)督等多種方式明確新型主體安全責任及邊界，進一步強化新型主體并網(wǎng)運行安全管理。完善全過程電力安全風險管控機制，將安全風險評估納入各階段安全性評價。綜合考慮復雜災害和基礎(chǔ)設(shè)施跨系統(tǒng)風險，建立健全基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同的立體應(yīng)急協(xié)同機制，推動社會資源參與電力基層安全治理，以更加經(jīng)濟高效的方式提升應(yīng)急能力。

二、國際電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型分析

截至2023年底，全球電源總裝機容量超過91億千瓦，其中新能源裝機占比超過27%，火電占比下降至51%。結(jié)合國際電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型特征，考慮區(qū)域分布、資源稟賦以及電力系統(tǒng)發(fā)展實際，選取一些典型國家和地區(qū)進行初步的對比分析。

清潔低碳維度，中國新能源發(fā)展領(lǐng)跑全球，多數(shù)國家和地區(qū)終端電氣化水平較高，中國電力系統(tǒng)碳排放水平相對較高。源端清潔化水平，2023年中國新能源裝機容量、發(fā)電量規(guī)模第一，分別占全球比重達到42%、37%，德國、丹麥新能源發(fā)電裝機占比均超過50%，丹麥、德國、英國、巴西、澳大利亞新能源發(fā)電量占比均超過20%。考慮全年小時級等更小時間尺度運行情況，歐洲新能源滲透率超過20%的累積時段占全年時長的占比，從2015年的5%上升到2023年的62%。終端電氣化水平，中國2023年超過28%，高于歐美等國家。系統(tǒng)碳排放水平，中國度電能耗（碳排放）水平、單位GDP能耗（碳排放）持續(xù)下降，但總體水平還相對較高。

安全充裕維度，受新能源快速發(fā)展和氣象氣溫變化影響，多數(shù)國家和地區(qū)有效供應(yīng)裕度和系統(tǒng)等效慣量呈現(xiàn)下降趨勢，中國靈活調(diào)節(jié)電源占比相對較低、戶均停電時間持續(xù)下降。供應(yīng)充裕性，近年來中國電力有效供應(yīng)裕度相比德國、歐洲等國家和地區(qū)相對較低，歐洲、德國、丹麥等超過1.25；澳大利亞、美國相對較低，均低于1.0，這也印證了兩國近年來多次發(fā)生電力供應(yīng)緊張情況。調(diào)節(jié)充裕性，2023年中國燃氣發(fā)電、抽水蓄能、新型儲能等靈活調(diào)節(jié)電源占比為7.1%，德國、澳大利亞、日本、英國、美國等國家超過18%。各國家系統(tǒng)等效慣量伴隨新能源發(fā)電裝機占比的提高呈現(xiàn)快速下降趨勢，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定承載能力面臨更大挑戰(zhàn)。2023年，中國系統(tǒng)等效慣量相比2012年下降30%，高比例新能源接入的丹麥、英國、德國、歐洲等國家和地區(qū)系統(tǒng)等效慣量下降幅度超過26%。系統(tǒng)可靠性，2023年中國戶均停電時間7.83小時，相比2016年下降54%，歐洲、德國、英國、日本等均低于0.6小時。

經(jīng)濟高效維度，中國的風光度電成本快速下降，新能源利用保持較高水平。技術(shù)成本與運行經(jīng)濟性，2023年中國陸上風電、光伏加權(quán)平均度電成本相比2014年下降幅度分別超過60%、70%；中國線損率4.54%，處于較低水平。新能源利用水平，隨著新能源滲透率的提高，多數(shù)國家和地區(qū)棄電率呈上升趨勢，中國維持在較低水平。以風電為例，2023年，中國風電滲透率為15.9%、棄風率為2.3%；德國、英國風電滲透率超過25%，棄風率保持在5%以內(nèi)；丹麥風電滲透率較高（達47%），棄風率也相對較高（8.2%）。

供需協(xié)同維度，各國源網(wǎng)荷發(fā)展協(xié)調(diào)性差異較大，需求響應(yīng)在保供調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用加大。源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)性，新能源的快速發(fā)展使部分國家和地區(qū)電網(wǎng)與電源發(fā)展規(guī)模、投資差距逐漸拉大，歐美等國家和地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展較為滯后。需求響應(yīng)水平，中國需求響應(yīng)規(guī)模大幅增長，2023年分時電價調(diào)整推動度夏高峰負荷削減1080萬千瓦，美國需求響應(yīng)規(guī)模達到1075萬千瓦；中國V2G充電樁量、速處于領(lǐng)先水平，高于美國、德國等。

靈活智能維度，中國電網(wǎng)互聯(lián)互通水平、電力數(shù)字化智能化水平相比其他國家更高。電網(wǎng)互聯(lián)互通，截至2023年底，中國跨省跨區(qū)輸電容量占最大負荷的29%，跨省跨區(qū)輸電量占全社會用電量的29.3%，歐洲跨境輸電量占比為15.4%；中國直流輸電容量超過2.3億千瓦，占全球比重超過一半。電力數(shù)字化智能化，中國、美國、歐洲等國家和地區(qū)電力數(shù)字化智能化處于較高水平。

三、專題研究

針對智能微電網(wǎng)建設(shè)，因地制宜積極構(gòu)建“兩自四化”智能微電網(wǎng)，增強電網(wǎng)新要素承載能力。面對分布式新能源、新型儲能、柔性負荷等新要素快速發(fā)展趨勢，市場機制和價格政策不斷完善，智能微電網(wǎng)需具備“自平衡、自安全、小微化、綠色化、數(shù)智化、共享化”的“兩自四化”特征，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲智能高效協(xié)同互動，與電力系統(tǒng)形成安全互助、平衡互補的友好關(guān)系。針對工商業(yè)、園區(qū)、離島和偏遠地區(qū)等典型場景，微電網(wǎng)發(fā)展圍繞消納分布式新能源、提升電力普遍服務(wù)水平、滿足用戶供電可靠性要求等需求為主。

針對車網(wǎng)互動發(fā)展，加快完善市場激勵機制和平臺示范應(yīng)用，充分發(fā)揮新能源汽車對電網(wǎng)調(diào)節(jié)支撐價值。探索車網(wǎng)互動放電價格機制、容量電價機制及其參與現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場路徑，激勵車網(wǎng)充分協(xié)同，使用戶充電需求和電力供需優(yōu)化需求得到兼顧。加快建立支撐規(guī)模化車網(wǎng)互動的數(shù)據(jù)和平臺體系，盡快出臺政策明確國家級、省級平臺、運營商等各級充換電基礎(chǔ)設(shè)施運營監(jiān)管平臺互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享和治理監(jiān)管架構(gòu)。因地制宜推動充換電基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)、重大工程、政策機制、發(fā)展模式等重大示范。

針對氣候風險防范，構(gòu)建電力防災抗災主動安全防御策略，夯實電力系統(tǒng)本質(zhì)安全基礎(chǔ)。提升極端情況下電力系統(tǒng)容災備份能力，按照災害嚴重程度分級分區(qū)落實電力基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃標準，統(tǒng)籌推進“平急兩用”電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進平急快速切換。因地制宜利用分布式能源、微電網(wǎng)等新型應(yīng)急保障單元和社會應(yīng)急力量。加強電力氣象災害精細化、精準化監(jiān)測預警，有效提升氣象風險綜合防控能力。