新型电力系统未来发展空间 新型电力系统转型发展路径分析

电网是新型电力系统的关键环节，能源电力在我国碳达峰碳中和战略中具有举足轻重的地位，“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，重点在于构建以新能源为主体的新型电力系统。

2022年，国家电网有限公司开工110(66)千伏至750千伏工程4.21万千米、2.94亿千伏安，完成年度计划的100.7%;投产4.47万千米、2.86亿千伏安，完成年度计划的103.3%，超额完成开工、投产计划，圆满完成年度电网建设任务。

双碳背景下，我国能源结构正在向以新能源为主体的新型电力系统转型，风光装机量、发电量占比日趋提高，在能源结构中的占比不断提升。

新型电力系统未来发展空间

碳中和”背景下，我国到2030年非化石能源在一次能源消费结构中占比要达到25%以上，到2060年要实现碳中和目标，未来能源结构将会形成以新能源为主体的新型电力系统。新能源包含风能、太阳能、地热能、生物质等资源发电，现阶段，风能、太阳能发展空间巨大，增速较快。根据国家能源局，2021年我国风光累计装机占比达到26.7%，风光发电量占比11.7%，发展动能强劲。

风光发电未来的发展前景是确定的，更是同时具备时间和空间。《“十四五”可再生能源发展规划》提出，在2030年非化石能源消费占比达到25%左右，2030年风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上的目标，现阶段风光装机总量大约7.23亿千瓦，发展空间广阔。

预计到2030年，我国风电、太阳能发电等新能源发电装机规模将超过煤电成为第一大电源，2060年前新能源发电量占比有望超过50%。

根据中研普华研究院《2022-2027年中国新型电力系统行业市场调查分析及发展前景展望报告》显示：

国际能源署在《2022年世界能源展望》报告中预计，光伏和风电的发电量占比将从2021的10%增加到2030年的40%，甚至在2050年达到70%。另外，预计到2030年，每年新增光伏装机容量将翻四倍以上，达到650GW。

光伏和风电属于不稳定出力电源，对电力系统带来挑战。电力系统需要时刻保持平衡稳定，大量新能源并网发电造成新能源装机容量比例在电网中不断增大，但光伏、风电等新能源具有波动性、间歇性和随机性等特性，风电出力日波动幅度最高可达80%，出力高峰出现在凌晨前后，午后到最低点，“逆负荷”特征更明显，光伏日内波动幅度最高可达到100%，峰谷特征鲜明，正午达到当日波峰，正午前后均呈均匀回落态势，夜间出力为0，风电光伏均不能稳定出力，将会影响影响电网运行的稳定性;此外新能源发电并网时，产生冲击电流，会造成电网电压下降的现象，影响电网电能质量;因此为了应对新能源出力不稳定的现象，电网系统需要预留一定的容量当作备用，虽然可以增加新能源的接纳能力，但会影响电网的经济调度，增加经济负担。

长期来看，消纳问题会成为制约新能源发展的关键。当下，国内弃电率总体不高，弃风率维持在4%以内，弃光率维持在2%左右，整体新能源消纳问题目前来看不算严重。但长期来看，我国新能源发展目标宏大，在“十四五”新能源发展目标的指引下，预计我国到2025年风光发电总装机容量达到12亿千瓦以上，新能源装机比例的快速提升将会对电网的消纳能力构成挑战。

新型电力系统转型发展路径

我国已提出“30·60”双碳目标，双碳目标下能源结构中化石能源占比80%以上，转变为非化石能源占比超过80%以上。完成这个目标，生产侧须大力发展清洁能源，推动清洁化转型，构建新型电力手段实现能源传输的人性化，在能源消费层面通过数字赋能等措施实现能源消费的高效化。

电力系统在明年转型中起决定性的作用，但电力系统在运行的安全性、容量的充裕性和系统韧性等传统安全运行的基础上面临着大规模极端气候带来的新挑战，对现有的系统安全带来威胁。为此我们要把握好转型的节奏，重新审视煤电、水电和天然气各类发电资源定位和基础支撑作用。

电力系统转型发展路径包括三个阶段，在转型期，新能源装机规模占据主要地位，灵活性电源和需求稳步提升，在形成期，新能源电量占比跃居首位，成熟期风光发电量占比提升60%，新能源成为电力、电量、责任主体。

当前处于电力转型的过渡期，与传统电力系统发展模式不同，过去几年新能源和电力负荷的增长加剧了供需矛盾，新能源机组无法替代传统机组对电力系统的保障支撑作用。因此，这一阶段会形成阶段性的电力供需紧张，且呈愈演愈烈的趋势。

储能是构建新型电力系统的关键

新能源的良好发展需要灵活性资源的支撑和保障，电力系统各环节均可提供灵活性。新能源具有“靠天吃饭”的特性，大部分时间出力都远低于其装机容量。但要保障电力系统的稳定运行，不平衡时将导致高峰期拉闸限电。电力系统灵活性是指为了保持电力供需动态平衡，电力系统经济地调用各类灵活性资源以应对电源、电网及负荷不稳定的能力。当电力系统中灵活性电源较多时，系统就可以容纳较多的新能源发电空间;如果系统电源不够灵活，就难以为新能源让出足够多的消纳空间。电力系统各环节均可提供灵活性，形式多样互为补充。

储能是构建新型电力系统的关键环节和重要推手。构建新型电力系统需从“源网荷”转向“源网荷储”，储能是不可或缺的关键环节。目前电力系统是发输配用的单向平衡，通过发电端的调节达到与用户端的负荷平衡，且通过电网的调度来实现该功能。在构建新型电力系统的过程中，储能可以解决能量的供需不匹配问题，达到能源在生产与消费上的耦合，具有平衡实时功率、提高电力系统容量系数、转移能量等功能。

储能应用场景丰富，主要可分为电源侧、电网侧和用户侧三类。储能是优质的灵活性资源，在电源侧、电网侧和用户侧均可发挥作用。电源侧对储能的需求场景类型较多，包括可再生能源并网、电力调峰、系统调频等，可以改善新能源出力与负荷在时间和空间上的不平衡性，减少弃风弃光，提高新能源消纳能力;电网侧储能主要发挥支撑电力保供、提升系统调节能力、支撑新能源高比例外送以及替代输配电工程投资等作用，能够减少对电网扩容的需求，降低电网建设成本，提高电网安全性与稳定性;用户侧储能主要用于电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理和提高供电可靠性等。

中国智能电网加快建设规划

中国对智能电网的追求有助于解释其在边缘计算方面的进步。2016年，中国发布了《“十三五”国家科技创新规划》，要求在包括智能电网在内的众多战略技术领域成为全球领导者。

能源基础设施数字化智能化水平持续提升，智能电网加快建设，2021年配电自动化覆盖率超过90%;智能化煤矿建设加速，已建成800余个智能化采掘工作面;建成多个5G+智慧火电厂，生产物联网系统覆盖众多油气田;新型储能多元化快速发展，规模超过400万千瓦。

“十四五”将重点推动大容量、高效率、低成本清洁能源开发，推 动特高压技术、长距离大容量海底电缆技术、先进储能技术等研发和 应用，加速大电网运行控制与信息技术耦合，提升电网信息化水平。 国家打造以新能源为主体的新型电力系统，推送电网发展提速。“以新 能源为主体”的特征在于新能源将占据主导地位，成为主要的能源形 式;“新型电力系统”的特征包含数字化、多能协同互补、源网荷储互 动、用能需求智控等特点。

新型电力系统是在坚强智能电网的基础上 通过广泛互联互通，推动电网向能源互联网演进，通过现代数字技术 与传统电力技术的深度融合，提高电力系统发输变配等各领域、各环 节整体智能化、互动化水平。虚拟电厂、抽水蓄能电站、多种形式的 新型储能、电力辅助服务等将让电力调度和源网荷储互动更加灵活智 能，安全智能可控的技术手段成为交流电网与直流电网、电网和电源 协调发展关键保障。

《2022-2027年中国新型电力系统行业市场调查分析及发展前景展望报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。