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1、新型电力系统建设面临的挑战及应对措 施 摘要：目前，国民经济水平不断提高。随着大规模集中式、分布式新能源逐 步接入,电力系统在供需平衡、清洁能源消纳等方面面临重大挑战。改变以火电 为主的传统电力系统运行方式,主动构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系 统,是“双碳”战略目标指引下实现能源电力领域绿色低碳转型的必由之路。发 展综合服务是支撑新型电力系统构建的重要举措。综合能源服务可以在多能协同 互补、分布式能源开发利用、微电网建设应用等方面发挥积极作用,推动源网荷 储协同互动,提高终端电气化及能效水平,是加快能源产业数字化、智能化转型的 重要路径,是提升能源系统效率和可再生能源比重的重要手段,有
2、利于电力系统安 全高效运行。关键词：新型；电力系统建设；面临挑战；应对措施引言建立起新型电力系统是我国电力系统建设的主要方向，文章分析了双碳目标 以及在该目标下我国电力系统建设正面临的挑战，研究目前新型电力系统建设的 主要技术，最后从不同角度分析新型电力系统的发展路径。通过研究，指出我国 新型电力系统的建设方向，解决目前电力系统发展过程中存在的问题。1 新型电力系统规划关键技术1.1 源荷精细化预测相对于传统的电力系统，新一代电力系统的运行具有更强的随机性，尤其是 风能、太阳能等新能源，发电量很难受人类控制，因此需要建立可以应对随机情 况的决策模型，方便开展对电力系统的管理和控制工作。风能和太
3、阳能会受到风 速、阳光照射强度的影响，因此可以根据光照强度和风速的分布特性，建立能源 的随机出力模型，完成对发电状况的预测。1.2 低碳电力市场的机制分析低碳电力市场以新型电力系统作为最基本的应用场景，其内部的碳交易、电 力市场互动机制、运营模式是目前研究的热点内容。随着各国对碳排放控制的重 视，很多国家都加强了对碳交易市场建设的探索，但是目前还没有形成系统化的 碳市场交易规则，一般都采取免费分配和拍卖两种方式打包碳配额。我国已经建 立了很多碳交易试点，积累了很多碳市场的运行经验，由于电力市场和碳交易市 场之间存在很强的相关性，所以结合两者的交互关系，通过建立适合我国国情的 低碳市场运营机制和
4、运营方式，对改革我国电力系统具有十分重要的意义。2 面临的挑战2.1 电源侧随着新能源出力波动与负荷需求波动叠加后的净负荷峰谷差明显增大，电力 系统需要解决调峰、调频、灵活调节资源稀缺，低惯性、抗扰动能力弱，新能源 机组低、高电压穿越等问题。从平衡角度来看，新型电力系统从“源随荷动”转 为“源荷互动”，传统的平衡方式是单向链条，电源侧跟踪负荷变化，未来新型 电力系统的平衡将会出现一些新特征，给原有电网带来极大挑战。2.2 电网侧“一低、两高、双峰、双随机”的新型电力系统及交直流混联电网的复杂结 构给电力系统实时平衡带来巨大挑战，电网需不断提升系统实时平衡能力、清洁 能源消纳能力及资源优化配置能
5、力。新能源高比例接入电力系统后，系统转动惯 量减小频率调节能力降低，系统短路容量下降抗扰动能力降低，同时，系统无功 支撑能力降低，暂态过电压问题突出，新能源机组存在大规模电网解列可能，这 些都增加了电网安全运行风险，对电网调峰、调频、电能质量控制及维持系统平 衡提出了更高要求。2.3 用户侧多元、互动、灵活的用能设备大量接入对配电网运行控制、终端电能质量等 造成重大影响。分布式能源、储能、电动汽车、智能用电等交互式设备大量接入 潮流流向将发生改变，电压分布、谐波等影响配电网电能质量，终端无序用电将 会增加净负荷峰谷差，功率波动问题更加突出，配电网对新能源的接纳能力和消 纳能力面临挑战，安全稳定
6、运行受到影响。同时，无论是电源还是电网若按传统 最大负荷进行规划，设备利用率将会降低。3 新型电力系统的发展路径3.1 电源侧优化在双碳目标下，新能源发展会得到更多支持，为了满足发展需要，电源侧需 要具备更高的灵活性，通过加强新能源的储能控制、多能互补，满足能源的可靠 供应，确保系统的稳定运行。新能源发电技术方面的发展。新能源发电由于会受 到自然条件的影响，因此必须要保证对发电的预测精度，尤其要加强对风电、光 电的预测，可以给新能源的使用带来更好的基础。加强预测有助于提升发电的可 控性，但也需要对电力现货市场的交易进行精确预测，从而建立性能灵活的电源 发电技术，实现能源的多样化供应，满足对源网
7、协调能力的要求。可以使用虚拟 同步发电机技术，保证对风光发电更强的干涉性能，提升电网对新能源的接纳能 力，提升系统的稳定性。3.2 建立高效率的配置平台电网是连接电力生产和消费的枢纽平台，针对随机性更强的新能源系统，需 要采用全新的配置方式，应对新能源生产存在的波动性、间歇性特点，实现并网 消纳，发挥电网的桥梁纽带作用。优化电网架构。新型电力系统需要电网成为一 个结构范围更大、更为清洁高效的能源配置平台，所以应加强对特高压直流输电 柔性直流输电等电力工程技术的研究，满足大跨度的电力输送需求，有效实现新 能源的消纳。不同电网区域，应该加强跨区互补的建设，促进区域之间的灵活联 网配置，提升供电网络
8、的可靠性，以及满足大范围能源资源配置的要求。加强数字化技术的应用。增加数字化技术的应用可以提升电网的感知能力、 控制能力以及反应速度，在电力系统中，可以使用的技术包括大数据技术、云计 算技术、深度学习技术等，围绕新型电力系统的控制需求，建立电力系统的控制 系统，以提高系统的智慧管理能力，以及针对消费、交易、储存等问题的决策能 力。3.3 挖掘负荷侧资源需求潜力在双碳背景下，对能源的消费将会形成全新的模式，负荷的结构也会朝着多 元化的方向发展，负荷的变化特性也会更为复杂。需要加强对需求侧潜力的挖掘 加强电力系统的双向互动，建立起全新的电源消纳模式，实现系统内的过功能互 补，提升能源消费的电气化水
9、平。强化对负荷侧的管理。通过挖掘用户侧可调节 的资源，利用数字化手段可以实现设备的状态调节，以及完成对所需信息的监测 工作，满足对负荷的控制需求，通过加强对充电桩、分布式电源系统的实时管理 可以继续对用户资源进行更深层次的挖掘，并且能够实现网络内部资源的联合互 动。为进一步强化对用户侧的控制，也要加入对大数据技术使用，提升对负荷的 反应能力。结语新型电力系统接入的大量分布式能源发电设施、储能装置及可以灵活调节的 用电设备，要求通过数字化的手段实现单体控制和协同优化，控制量大、计算量 大、通信量大，控制系统性能要求高。通过电网分区，可以极大减少每个区域控 制系统面对的对象，从而极大简化控制策略，
10、降低运算量和通信要求，保障控制 指令可靠执行。区域性电网优化有利于电网精准规划投资。釆用网格化的思维， 以更加独立的网格化规划为指导，实现区域电网的内部电力设施优化配置，是精 准规划投资的前提。当规划对象缩小以后，可以釆用更灵活的负荷预测方法，结 合源网荷储协同优化目标，实现精准预测，指导精准投资，从而提升投资效益。 区域性电网优化有利于降低大电网安全风险。新型电力系统大量的电力电子元件 带来的安全风险，可以通过区域内部平衡进行分解。参考文献1 冷俊，薛禹胜“双碳”目标下，新型电力系统发展路径的优化思路 J 广西电业，2021(12):65-67.2 陈文溆乐，向月，彭光博，等“双碳”目标下电力系统供给侧形态发展系统动力学建模与分析J.上海交通大学学报，2021,55(12):1567-1576.3 张金平，周强，王定美，等“双碳”目标下新型电力系统发展路径研 究J.华电技术，2021,43(12):46-51.4 周孝信，赵强，张玉琼“双碳”目标下我国能源电力系统发展前景和 关键技术J中国电力企业管理，2021(31):14-17.
