3.靈活高效，發電側、負荷側調節能力強，電網側資源配置能力強，實現各類能源互通互濟、靈活轉換，提升整體效率。
4.智能友好，高度數字化、智慧化、網絡化，實現對海量分散發供用對象的智能協調控制，實現源網荷儲各要素友好協同。
5.開放互動，適應各類新技術、新設備以及多元負荷大規模接入，與電力市場緊密融合，各類市場主體廣泛參與、充分競爭、主動響應、雙向互動。
新型電力系統帶來的新變化
1.電源結構發生變化。主要體現在電源結構由可控連續出力的煤電裝機占主導，向強不確定性、弱可控出力的新能源發電裝機占主導轉變。
2.負荷特性發生變化。主要體現在基本負荷體量大，尖峰負荷增幅大，隨機負荷波動大；源-荷角色轉換呈現隨機性；負荷特性由傳統的剛性、純消費型，向柔性、生產與消費兼具型轉變。
3.電網形態發生變化。主要體現在電網形態由單向逐級輸配電為主的傳統電網，向包括交直流混聯大電網、直流電網、微電網和可調節負荷的能源互聯網轉變。一是大電網仍將發揮重要作用，承擔電能的大容量、遠距離輸送任務。二是配電網將接入源荷儲等元素，發揮能源綜合承載與互動作用。三是微電網將與多類能源網絡互聯互通，發揮終端用能交互與自治協調的作用 。
4.運行特性發生變化。主要體現在從以充裕度確保發電與用電平衡的方式，轉變為“發電從優、用電可調、發用聯動”的運行方式。一是由源隨荷動的實時平衡模式、大電網一體化控制模式，向源網荷儲協同互動的非完全實時平衡模式轉變。二是儲能將從以抽蓄集中式接入電網為主過渡到以抽蓄和電化學儲能為主，多類型儲能協調發展，通過集中式與分布式接入廣泛應用于發輸配用各環節。三是由于風光等新能源發電全部來源于氣候資源，系統運行將高度依賴于氣象條件，氣象條件影響范圍涵蓋發電、輸電、用電全環節。
5.技術基礎發生變化。一是體現在物理電力系統的技術基礎由同步發電機為主導的機械電磁系統，向由電力電子設備和同步機共同主導的混合系統轉變。二是體現在物理電力系統的技術基礎由同步發電機為主導的機械電磁系統，向由電力電子設備和同步機共同主導的混合系統轉變。
03 構建新型電力系統下實現“雙碳”目標的路徑
構建新型電力系統，總的發展路徑是：進行電網架構的重構，要素的布局和配置，理論和技術的突破，數字的深度賦能，機制與模式的創新，構建能源互聯網，形成以新能源為主體的新型電力系統，實現碳中和目標。在建設進程上，與國家實現“雙碳”目標的主要時間節點是基本同步的，具體可大致劃分為兩個階段。
建設期
具體特征表現為：新能源裝機逐步成為第一大電源，常規電源逐步轉變為調節性和保障性電源。電力系統總體維持較高轉動慣量和交流同步運行特點，交流與直流、大電網與微電網協調發展。系統儲能、需求響應等規模不斷擴大，發電機組出力和用電負荷初步實現解耦。
主要解決的問題：要實現達峰時的新能源裝機容量達到一定的規模，為達峰后的新能源向主體發展奠定基礎，保證達后不返；開展新能源為主體的新型電力系統設計和構建，探索新型電力系統的路徑并向其演進。
成熟期
具體特征表現為：新能源逐步成為電力電量供應主體，火電通過CCUS技術逐步實現凈零排放，成為長周期調節電源。分布式電源、微電網、交直流組網與大電網融合發展。系統儲能全面應用、負荷全面深入參與調節，發電機組出力和用電負荷逐步實現全面解耦。
主要解決的問題：該階段是新型電力系統建設的主導發展期，重點需要通過技術手段解決新能源出力比例和消納利用受限的問題，解決全社會深度脫碳的電能增長的承載問題，最終實現電網形態的革命性轉變。
04 電力行業實現“雙碳”目標的難點及建議
面臨難點
電力行業實現“雙碳”目標，根本途徑是建設以新能源為主體的新型電力系統。現階段主要在電力穩定供應、電力系統安全穩定運行、新技術成熟度不足以及政策機制不配套等方面面臨重大挑戰，這也是目前電力行業實現“雙碳”目標的最大難點。
1.電力供應安全方面面臨挑戰。
一是體現在新能源最小出力處于較低水平，對電力平衡支撐能力不足。部分地區高溫寒潮等極端氣候發生過程中電力供應需求顯著增加，保障電力供應難度大。以東北電網為例，2021年7月28日，受副熱帶高壓位置偏北影響，東北地區天氣連續多日高溫，東北全網用電負荷最高達到7058萬千瓦，同比增長8.2%；而風力發電創歷史新低3.4萬千瓦，不足風電裝機容量的0.1%，新能源難以支撐電網的電力需求。
二是體現在現有火電等常規裝機規模不足以保證未來電力供應需求。2030年如維持現有火電裝機規模不變，則火電裝機容量缺額達1.54億千瓦，難以有效保障電力供應。
2. 高比例新能源消納難以維持。
一是體現在新能源電量滲透率與利用率之間相互制約，高比例的新能源電量占比必然造成利用率的下降。亟待推動新能源消納模式從追求新能源利用率到提高新能源發電量占比的轉變。經測算，2030年，以新能源發電量最大為目標布局新能源，可提升新能源電量占比1.75個百分點，但新能源利用率降低1.87個百分點。
二是體現在系統調峰能力存在缺額，不足以支撐高比例新能源消納。2030年，若保證新能源100%全額消納，國家電網經營區的調峰能力缺額為3.98億千瓦；若保證新能源利用率95%，國家電網經營區的調峰能力缺額為1.96億千瓦。
三是體現在跨區直流運行方式靈活性欠缺，新能源跨區消納難度大。2030年，送/受端電網新能源利用率分別由當前的98% / 100%降至85% / 95%左右，在送/受端電網新能源同時受限消納形勢下，電網跨區互濟作用凸顯，需采取市場政策、技術創新等多種方式提升跨區直流運行靈活性。
3.電網安全穩定運行面臨重大挑戰。
一是體現在新能源發展駛入快車道、跨區直流送電需求旺盛，電力系統向“雙高”（高比例新能源、高比例電力電子）轉型成為必然趨勢，系統特性復雜，頻率、電壓、功角等安全穩定問題仍將存在。以英國8.9 大停電為例，事故前英國電力系統呈現高比例新能源狀態，一臺燃氣機組停機造成大面積新能源脫網，引發連鎖故障，停電范圍波及100萬人。
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本文標題：如何構建符合“雙碳”目標的新型電力系統？
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