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光明图片/视觉中国

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电力系统当作当代社会的基础设施，是东谈主类历史上最复杂、最雄壮的工程系统之一，它的存在和运行关于咱们的日常生存至关遑急，从照明、家庭电器到工业坐蓐、信息通讯，无一不依赖于电力的褂讪供应。新式电力系统清洁高效、活泼智能，可在保险电力安全的前提下，满足经济社会电力发展的需求。我国具有丰富的风能、太阳能等新动力资源和容量充裕的输配电收罗。新式电力系统的开发与利用正在加速动力绿色低碳转型升级，保证电力高效褂讪供应。

电力系统是最复杂的东谈主造系统之一

电力系统的早期发展不错纪念到19世纪末，‌直流电系统被平素使用。跟着技巧的跨越，‌疏通电系统渐渐取代直流电系统，‌成为电力系统的主要步地。20世纪初，电力系统初始连忙膨胀，电网互联的认识渐渐酿成。二战后，列国加速了电力基础设施建造，酿成了大范围的电网。投入21世纪，‌寰球气象变化和动力转型的需求给传统电力系统帅来新的挑战和机遇，高新技巧的应用为电力系统的当代化和智能化提供技巧支捏，电力系统迎来新的发展波澜。

电力系统包括发电、输电、变电、配电和用电等门径，是电能坐蓐与销耗的无缺链条。发电是电力系统的开始，将各式一次动力（如煤炭、自然气、核能、风能、太阳能等）篡改为电能；输电系统阻扰将发电厂产生的电力通过高压理解远距离传输到变电站或负荷中心，是电力系统中高效传输的动脉；变电系统将高压电力通过变压器裁减到相宜配电的电压品级；配电系统将电力从变电站通过配电理解运输到结尾用户，并进行临了的电压调治；用电门径触及工业、买卖、住户等结尾用户的实验用电过程，以及拓荒运行、耗电量贬责及电费规划等。

搪塞气象变化 电力系统迈向绿色低碳

跟着温室气体排放的加多，寰球气温束缚高潮，极点天气频发。为搪塞这一趋势，我国告示力求于2030年前达到二氧化碳排放峰值，并于2060年前终了碳中庸办法。连年来，我国加速推动动力结构转型，任性发展可再生动力，制定碳达峰步履有规划，竭力于在寰球搪塞气象变化的步履中进展关键作用。

面对气象变化，镇定建造新式电力系统，推动动力结构转型，减少温室气体排放，是动力电力行业的遑急议题。传统的以火力为主的发电步地受限于化石燃料资源存量和温室气体排放，难以独处和全面撑捏可捏续发展的需求。在此布景下，以风力、光伏为代表的新动力发电因其清洁、对环境影响小的上风，受到列国的爱好。

自2010年以来，我国在新动力发电界限获取了显耀进展。2010年，宇宙风电和光伏装机容量仅为数千万千瓦，处于起步阶段。跟着计谋支捏的加强，突出是《可再生动力法》和全额保险性收购轨制的出台，吹法螺发电连忙增长。跟着技巧跨越和本钱下跌，吹法螺产业渐渐范围化。至2024年6月底，宇宙发电装机达30.7亿千瓦，其中新动力装机16.53亿千瓦，占比53.8%，初度高出煤电。这一进展为寰球动力转型提供了遑急锻真金不怕火，助力我国终了“碳达峰、碳中庸”办法，迈向绿色低碳往常。

新动力电力接入电网 新式电力系统更活泼智能

跟着大范围新动力电力接入电网，电力系统需要在立地波动的负荷需求与电源之间终了能量的供需均衡，其结构形态、运行限度方式以及揣摸打算建造与贬责发生根人道变革，酿成了以新动力电力坐蓐、传输、销耗为主体的新一代电力系统，即新动力电力系统。围绕动力转型和“双碳”办法的国度需求，中国工程院院士刘吉臻依托新动力电力系统宇宙要点实验室建议了以“多源互补、源网协同、供需互动、活泼智能”四个技巧鼎新为引颈的新式电力系统发展新形态。

多源互补是新式电力系统的关键特征。传统电网主要依赖单一动力发电，受到资源和后果的截止，跟着风能、太阳能等新动力的引入，电力系统的动力来源变得愈加万般化。通过优化不同动力的组合，大致充分进展万般资源的上风，裁减对单一动力的依赖，从而擢升系统的褂讪性和可靠性。

源网协同是新式电力系统优化运行的中枢。传统电网将发电和输电系统视为独处运作的部分，缺少系统级的配合。面对散布式发电与新动力的平素接入，发电与电网间的互动日益犬牙交错。构建源网协同限度体系，可终了发电侧与电网侧的深度配合与优化调度，显耀增强电网的得当力与反应速率，撑捏更高比例新动力的接入和利用。

供需互动是新式电力系统高效运行的关键。传统电网具有褂讪的发电和用电均衡特征，而跟着新动力发电比例的加多，其立地性和波动性对电力供需均衡建议了新的挑战。通过引入需求侧资源，不错开释调遣后劲，有用均衡电力供需，确保电网的褂讪运行。同期，散布式智能电网和需求侧贬责技巧使电力需求反应愈加活泼精确，提高供需匹配后果。

活泼智能是新式电力系统的特色。传统电网依赖大范围聚拢式电站供电，而新动力发电系统支捏散布式电源和微电网的发展，终清澈万般化的电力供应模式。通过大数据和东谈主工智能等技巧技能，智能电网不错终了对电网的智能监测和优化限度，擢升系统运行的后果和褂讪性。

新式电力系统发展靠近技巧挑战

尽管新式电力系统的出路令东谈主期待，但其发展过程仍靠近诸多技巧挑战，这些挑战主要体面前充裕性、安全性、经济性三个维度。

充裕性挑战 新式电力系统发展的挑战之一，来自吹法螺发电联系于系统负荷的充裕性，即如安在不同期空预留豪阔的活泼性资源来保险源荷双侧的电力电量均衡。在一般气象条目下，光伏和风力发电身手取决于光照放射、风速、温度等参数，由于现存权衡水平难以排斥气象权衡偏差，仍需提前预留火电、储能等活泼调遣资源当作发电备用。当电力系统遇到极点天气等连忙且剧烈的气象变化时，时常伴跟着吹法螺机组低温切出、温控型负荷激增、输变电拓荒故障等突发情况，亟须火电、储能等快速反应资源提供电力充裕性来弥补瞬时功率空额。而当系统遇到万古刻电煤供应短缺、极热无风、极寒无光等情况时，则又需要气电、水电等异质资源提供电量充裕性来弥补长周期的供需缺口。凡此各样，在任性发展新动力的同期，新式电力系统必须权衡其对电力电量充裕性的挑战。

安全性挑战 新式电力系统发展的挑战之二，来夸耀比例新动力和高比例电力电子器件的“双高”秉性，过甚所引诱的安全性挑战。一是新动力固有立地性导致系统功率散布的省略情味高，常态化静态安全分析需要得当从详情味向省略情味的过渡；二是新动力“集群化”和“散布式”的发展趋势：前者以“沙戈荒”大型吹法螺基地为代表，拓荒—场站—场群—网侧换流站串联，并最终依赖配套送出工程终了大范围能量篡改。多门径嵌套导致故障的传播经过复杂，单一拓荒故障可能激发系统性功率缺失；后者则以微电网、零碳园区为代表，马上均衡消纳为主。扰动距离用户近、触及理解多、接入拓荒杂，对保护安设的速率和精度要求高。亟须系统性残害故障后的新动力电力系统保护及源网协同限度技巧；三是电源侧、电网侧、负荷侧大量电力电子换流拓荒的应用，使得电力系统的惯量下跌，联系于传统的以同步电源为主的火电系统而言，关于大小扰动的叛逆性下跌，亟须拓展不依赖于同步电源的保护新表面。

经济性挑战 新式电力系统发展的挑战之三，来自经济性，也即电力市集化机制所决定的资源优化成就后果。面前，面对高比例新动力在宇宙范围内篡改传输的特征，传统的面向化石动力、以就近供需均衡为主的市集机制，泄显露全局统筹身手不及的局限；储能、散布式发电等新技巧提高了负荷侧电力自愿私用的水平，敷裕的电力和负荷调遣身手以致不错反向撑捏大电网。联系词，传统的负荷调遣主要依托于行政技能，缺少源荷互动的活泼性和激励性。新场面下亟须建造宇宙长入的电力市集，推动跨省跨区电力市集化交游和源网荷储深度互动，完善电力中始终、现货、扶植做事交游有机相连机制。

市集机制进一步素质了电力系统的形态演化。面前，绿电交游、碳市集、诬捏电厂等新需求新认识数见不鲜，它们实验上齐是市集化的器具。怎样权衡不同市集机制下新动力、火电、氢能、储能协同发展与演进旅途，在多变的环境中期骗上述计谋器具终了对系统形态结构的调治，酿成面向长周期的新动力电力系统演化揣摸打算的表面和方法，仍有待规划。

面对日益严峻的气象危境与动力安全挑战，构建新式电力系统已成当务之急。在此过程中，一方面需任性推动新动力的开发与利用，另一方面也要充分进展传统动力当作“压舱石”的遑急作用，稳步推动新式电力系统建造，为“双碳”办法的终了提供遑急撑捏！

（作家：刘念 蒋凯，辨别系华北电力大学电气与电子工程学院副院长色妈妈，讲师）