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到2020年末，我国风电装机2.81亿千瓦、光伏发电装机2.53亿千瓦，算计达5.34亿千瓦。要完成碳达峰、碳中和方针，到2030年我国风电、太阳能发电总装机容量将到达12亿千瓦以上，这意味着风电、太阳能发电装机还将至少添加6.66亿千瓦。为此，近来举行的中央财经委员会第九次会议提出，施行可再生动力代替举动，深化电力系统变革，构建以新动力为主体的新式电力系统，这为推进动力电力转型展开指明晰方向。

在动力革新和数字革新相融并进，以及碳达峰、碳中和方针的大布景下，动力电力行业正发生史无前例的改变。以安全牢靠、清洁经济、才智敞开、可继续展开的动力节约型社会为方针，以高浸透率的可再生动力、高份额的电力电子设备、高速添加的直流负荷“三高”为首要特征的新一代电力系统正在逐渐构成。特别值得重视的是，碳中和将加速电力添加零碳化进程，展开清洁和循环经济，更需求坚强壮电和智能配电系统协同展开，相辅相成，逐渐向归纳动力系统演化。

当时，我国已成为世界级的动力出产和消费大国，构成了煤炭、电力、石油、天然气、新动力、可再生动力全面展开的动力供应系统，动力工作展开获得引人注目的成果，但曩昔粗暴式动力展开导致的生态环境问题日趋严重，动力归纳运用功率相对偏低。现在，因为很多可再生动力呈现，动力开发将向会集出产与分布式出产偏重改变，依据资源的天然禀赋和负荷时空特性，新的动力有必要连接到系统，或经过远距离运送，或就地到最终用户，可再生动力将逐渐成为电中的首要一次动力来历。优化调整电源结构，确保动力供应安全清洁可继续展开是重中之重。

新式电力系统面对的首要应战是：高浸透率的分布式可再生动力将对电安全安稳运转带来冲击，特别是很多分布式动力聚合体对电运转才能和调度水平带来严峻考验，因而需加速全体电力系统结构改造，为可再生动力消纳供应有力确保；涣散动力资源将很多小规模财物连接到配电，并呈现新的电参加者，如当地动力社区和顾客；可再生动力浸透率与弃电率全体呈现正相关联系，下降弃电率成为应战，也是未来电力系统改造晋级和出资布局的要点。为确保可再生动力高效消纳，需进步对风电和太阳能发电出力的猜测精度，为机组组合和调度做好预案，也要加强对发电侧、输电侧、用户侧、储能侧的灵敏性改造、建造，进步深度调峰和快速呼应才能。

为确保电能供应质量(电压、频率等)，风电和太阳能发电在并发电过程中也需求必要的辅佐服务，然后发生消纳本钱，导致电价上升。学习发达国家电力系统低碳展开的标杆德国的进程，2019年，德国电力系统可再生动力发电占比打破40%，电费比2015年添加约8%。因而，可再生动力的全系统消纳本钱将跟着浸透率进步而添加，电力商场、价格、系统机制和各种不确定要素将影响电展开。

进步现有电力系统的运用率，以到达物尽其用、提质增效是重要工作。一起，活跃应对极点气候和气候改变，确保牢靠供电，也是电力系统面对的一大使命。

未来电将成为完成各动力络有机互联的链接纽带，以及含有源--荷-储的多元、非线性、时空改变、中的杂乱大系统，是动力互联的根底和中心，应具有先进的人工智能配备、足够的系统灵敏性、高标准的系统牢靠性。

详细而言，电将呈现大电、局域电和微电并存的电格式：广域大电可有机整合各种可再生动力的时空互补性，并完成资源密布区域的电力向负荷密布区域的大容量远距离运送；局域电和微电可就地运用涣散资源，将很多小规模财物连接到配电，并呈现新的电参加者，如当地动力社区和顾客，构成很多的产用储一体化聚合体。

一起，分布式能量自治单元――就地搜集、存储和运用动力的微单元，成为被操控的一个简略可调度负荷，可以在数秒内作出呼应，以满意电系统需求。关于用户，微电可以成为一个可定制的电源，向用户供应差异化(电能质量、电压等级、交直流供电形式、供电牢靠性等)服务。经过动力载体的电力转化，终端用户和电的耦合加强，反之亦然。此外，对现有电输配电才能的进步挖潜、精益化财物办理将是重要使命。

负荷侧：电能是未来最重要的终端动力，终端电气化是大方向，将带来新负载形式，如电动汽车快速充电，其特点是短时内高功率充放电会对电构成冲击。

自下而上选用物联(如电动车等可控负荷)及身联(如健身环，心脏起博持器等)和人工智能等新技能，将为负荷的柔性化和优化呼应奠定根底。别的，直流已在用户身边，电子设备等直流负荷快速添加，风景储直柔的直流微电和聚合体将大幅添加，很多并主体如分布式电源、微电、电动汽车(V2G)、新式交互式用能设备等多兼具出产者与顾客双重身份。在高份额新动力布景下，“源随荷动”式传统的处理电力系统平衡问题的底子方法将呈现“荷随源动”的趋势。

因而，应研讨出台由各个利益相关者参加的有吸引力的价格机制，让具有强壮呼应才能的用户参加调峰。负荷的柔性处理和自动呼应将是动力电力变革的新蓝海。

储能：储能技能是支撑可再生动力遍及的战略性技能，也是进步电力系统灵敏性和牢靠性的要害技能。

电力系统的灵敏性越高，调理才能越强，则越能满意高份额可再生动力带来的调峰、调频和备用需求，确保电能供应质量。跟着技能展开和资料革新，越来越多不同技能道路的规模化储能，如抽水蓄能电站和燃气调峰电站、氢能、碳捕集与运用技能和储能设备，以及蓄电(机械转化、化学转化等)和蓄热(水/冰蓄冷、热化学存储)等将依据不同需求在源荷侧装置，参加操控，平衡时空改变的源与荷。因而，要加强对发、输、用侧和储能侧的灵敏性建造，进步深度调峰和快速呼应才能，进步供电牢靠性和电能质量。

电力系统运转形式：将逐渐演变为以可再生动力发电为主、交直流混合电、源荷储协同互动，灵敏智能操控运营成为重中之重。

以大电为“骨干”，以微、能量自治单元为“局域”，可以“即插即用”，以敞开对等的信息-动力一体化架构，真实完成动力的双向按需传输和动态平衡运用，供应同享能量和信息渠道及协作的时机。此外，大电和微电二者彼此弥补，相辅相成，量体裁衣成为要害。应从现有系统中唤醒熟睡的资源，完成源荷储的高效和最大利益化的优化调理运用。

动力和电力物理信息系统：将发生海量多源、离散的大数据，为数字化动力电力奠定根底，完成信息流、动力流、事务流交融。

信息化对智能电的支撑效果，正逐渐由以IT技能为中心改变为以数据数字化为中心。值得注意的是，未来的信息服务形式，将由运用建造向数据剖析服务形式改变，完成数字赋能。

很多高新技能集成交融：从技能上向新一代电力系统晋级，“大云物移智”等新技能将逐渐成为标配。

其间，人-机-物高度交融，无人化、芯片传感、数字化等新技能和多功能交融的新设备、资料、新器材将层出不穷，能量的产、输、配、转化和运用均具有必定智能，动力互联将具有“才智、能自学习、能进化”的生命体特征。

抱负方针：向着归纳动力互联系统演进，逐渐完成归纳动力系统。

以电为中心、为渠道，以量体裁衣的多元动力结构为根底，信息动力根底设施一体化的归纳动力系统将朝着低碳化、高效化、数字化及可继续展开的清洁循环经济方向展开，构成以“动力结构生态化、产能用能一体化、资源配置高效化”为特征的全新的动力生态系统。

回忆人类三次工业革新，都源于严重科学发现和理论打破。传统的动力竞赛，便是哪里有资源，就去争夺，乃至是战役。可是，以风能、太阳能为代表的新动力，其竞赛方法不是资源竞赛，而是中心技能竞赛。

现在，世界上首要国家和地区均把动力技能视为新一轮科技革新和产业革新的打破口，因而，咱们应深刻理解“科技独立自强是展开全局的底子支撑”，展开独当一面的立异，有必要深入剖析面对的应战及技能老练性、可行性、经济性，前瞻未来展开，从而科学沉着地拟定切实可行的技能道路，齐心协力，尽力饯别。应以清洁、低碳、数字、高效和物联为展开方向，以安全高效、循环可继续为驱动和方针，以研讨与立异为支撑、才智互连同享为中心，孕育新形式、新业态，推进跨界交融，完成产学研用协同。一起，从根底理论、新资料、要害技能、软硬件设备到真实能仿制的工程演示，探究颠覆性技能，完成动力技能自主立异，确保可再生动力和新式电力系统沉着、健康、有序展开，助力碳达峰、碳中和方针完成。

(作者系山东大学特聘教授)