靳晓凌
来源:能源评论杂志
中国储能网讯:在“十五五”期间打造新型电网平台,需要根据资源禀赋、源荷特性等,坚持统一规划和统一调度,主配微一体化发展,注重分层分区平衡,合理构建主配微协调、源网荷储协同的形态格局。
1月17日,国家能源局宣布,2025年我国全社会用电量历史性突破10万亿千瓦时,达到10.4万亿千瓦时,同比增长5%。这一数字在全球单一国家中尚属首次,相当于美国全年用电量的两倍多,超过欧盟、俄罗斯、印度、日本四个经济体的年用电量总和。这背后,电网的支撑功不可没。
不仅是用电,过去五年,我国能源电力结构转型处于新能源规模高速增长向质量快速提升的关键时期。2025年,风光新能源装机规模超过煤电,新增装机规模创历史新高。电网对清洁能源的接纳、配置、调控能力加速提升,抽水蓄能、新型储能等灵活性电源规模快速增长,各类新型主体在政策的科学引导和良好的市场环境中,取得了快速发展。电网以强大的输配电能力和灵活调节资源,在保障能源安全、推动绿色转型、服务高质量发展中发挥着不可替代的作用。
2025年中央经济工作会议指出,要坚持稳中求进、提质增效。这释放了清晰的信号,即新型电力系统的建设将进入从规模扩张向量质齐升的时期。2026年,电网行业需要统筹推进安全保供、市场化改革与科技创新,高质量打造适应高比例新能源、具备强大灵活调节能力的现代化电网体系,以能源高水平安全保障经济持续回升向好,推动电力系统升级和“双碳”目标落地见效。
适度超前,电网建设助力经济社会发展
过去几年中,我国坚持电力发展适度超前,加快智能电网建设,资源优化配置能力显著提升。其中,国家电网公司“十四五”期间投资达2.8万亿元,累计投运20项特高压直流工程和22项特高压交流工程,跨省跨区输电能力较2020年提升40%,省间交易电量接近总售电量的四分之一。建成大型“沙戈荒”新能源基地配套送出工程,累计服务并网容量超1亿千瓦,白鹤滩—江苏、宁夏—湖南、金沙江—湖北特高压直流等重点工程顺利投运,形成了水火风光资源配置能力最强、全绿电供应时间最长的特大型电网。
配电网的供电能力、综合承载力、抗灾能力也显著提升,成为有源双向资源的互动平台。“十四五”期间,国家电网配电变压器容量和配电线路长度分别增长了41%、18%。城、农网户均停电时间分别下降至1.84小时、7.45小时,供电可靠性显著提升。各地通过鼓励用户侧分布式光伏就近就地消纳、加快配电网改造、配置储能、汇集升压10千伏及以上电压等级接入等措施,提高分布式光伏接入承载能力。积极服务各类新要素规范发展,接入分布式新能源达4.7亿千瓦、充电基础设施超过1400万台。电网快速响应、防灾抗灾、自治自愈能力大幅提升,智能巡检机器人、无人机、在线监测装置得到广泛应用。
同时,深入推进智能调度体系建设,电网安全驾驭能力实现新突破,新能源消纳能力再上新台阶。电网调控水平持续提升,积极应对大型新能源基地、跨省跨区直流通道、分布式光伏增长带来的调控压力。在过去五年中,国家电网成为全球新能源消纳规模最大的电网,实现人工智能技术的新能源功率预测应用,风光预测准确率国际先进,自主研发高比例新能源大电网运行控制系统,覆盖6万多座变电站、数十万座新能源场站,能有效应对单日3.6亿千瓦新能源功率波动。同时,充分利用各省负荷特性的时空差异,在中长期、日前、实时等不同时间尺度优化省间电力双向交换,有效降低备用、调频等辅助服务需求,形成互补、错峰效应。加强配电网对分布式资源的感知和调节能力,通过微电网、虚拟电厂等模式聚合分布式资源,通过升级用电信息采集系统功能、创新数据中台秒级数据同步机制,促进分布式光伏分钟级采集监测。
在特高压、大电网安全运行、新能源并网、电力工控芯片等领域,我国取得了一批世界领先成果。国家电网建设了国内首个千亿级多模态行业大模型光明电力大模型,为电网运行、新能源消纳、供电服务提供“超级大脑”;研制完成10~1000千伏全类型国产芯二次设备,解决了变电站二次设备“卡脖子”问题;建成全球最大电动汽车充电网络“国家电网智慧车联网平台”,服务4000多万用户绿色出行,助力新能源汽车产业发展。
应对挑战,电网高质量发展明确新目标
根据国家能源局的最新数据,截至2025年底,全国累计发电装机容量38.9亿千瓦,同比增长16.1%。其中,太阳能发电装机容量12.0亿千瓦,同比增长35.4%;风电装机容量6.4亿千瓦,同比增长22.9%。风光发电装机的不断增长,给电力系统的安全稳定运行带来了挑战。
供需平衡方面,新能源已经成为新增装机和新增电量主体,但其高峰电力保供能力不足,而负荷低谷和光伏大发时段电力富余情况将进一步凸显。在极端天气情景下,空调负荷规模大、攀升快,新能源出力断崖式下降,若煤电投产不及预期,甚至可能存在电力电量“双缺”的问题。电力供需平衡压力长期存在。
系统安全方面,新能源超预期发展、大容量直流密集接入,替代大量同步发电机,系统稳定基础持续弱化。系统惯量水平降低、频率调节能力弱化、电压支撑能力不足,电源支撑不足带来的风险日益突出。西葡大停电是新能源高占比系统稳定破坏风险的一次集中体现,是低频振荡、电压升高、新能源脱网等多重因素叠加下的偶然事件,暴露出在安全裕度、源网协调、故障防线、体制机制等方面不适应由新能源主导的新型电力系统新特性。与此同时,电力监控系统遭受网络攻击的威胁与日俱增,极端灾害频发并朝“突破常规、超越认知、远超设防”态势发展,电网工程安全运行风险与灾害防御难度加剧。
调节能力方面,新能源电源日内及日间波动增大,调节需求持续增加。随着新能源装机规模的增加、气候异常带来的出力不确定性,新能源的日内和日间的波动的规模仍在上升。多地已出现新能源大发时段系统调节能力不足的情况,平衡难度前所未有。2024年全国新能源日内最大波动超过3亿千瓦,电力系统的调节压力持续增加。“十五五”期间新能源装机将接近最大负荷的2倍,系统平衡调节问题更加严峻。
新主体新业态方面,源网荷储一体化项目、智能微电网、绿电直连等新主体新业态,有助于引导分布式新能源就地平衡就近消纳,作为市场参与者,既激发了市场活力、各类市场主体积极性,但也带来了安全风险管控、权责利公平共担机制、成本分摊和疏导等方面的新挑战,主配微各级电网的功能定位与协调机制日益复杂。参与系统调节的市场机制仍需完善,国家积极鼓励微电网规模化、高效化、市场化发展,但在具体机制设计上仍存在调节价值难以体现、各类市场衔接不顺畅等问题。
应对上述挑战,国家发展改革委和国家能源局在2025年底发布《关于促进电网高质量发展的指导意见》,明确了“到 2030 年,主干电网和配电网为重要基础、智能微电网为有益补充的新型电网平台初步建成”的目标,提出“优化主配微网协同发展格局。坚持统一规划,一体推进主干电网、配电网和智能微电网发展”。
当前形势下提出的微电网,不同于微电网项目、源网荷储一体化项目等项目层级的源网荷储协同系统,而更趋于一种分布式系统形态,即在需求侧,因地因网制宜地融合分布式清洁能源、多元负荷和各类非能源需求,通过数智赋能实现源网荷储碳协同,成为大电网的有益补充。
加强规划,建设新型电网平台
在“十五五”期间打造新型电网平台,需要根据资源禀赋、源荷特性等,坚持统一规划和统一调度,主配微一体化发展,注重分层分区平衡,合理构建主配微协调、源网荷储协同的形态格局。
主配微协同规划方面,强化规划统一管理,加强主配一体化规划,确保电网整体安全,实现技术经济最优。强化主配多级协同,优化电力流向,按照源荷时空互补原则,统筹优化220千伏分区及配电网高压分区、中压网格划分,减少新能源跨层级“大进大出”;坚持强简有序,统筹优化各层级网架结构,提升跨层级相互支援水平,上下级电网结构坚强时适度简化本级电网网架,探索直流配电等新技术。把智能微电网纳入电网发展全局,面向大电网薄弱区域构建末端保供型公用微电网、提升极端情况下保障能力,引导新能源资源丰富园区及用户建设自用型微电网、促进分布式新能源就地消纳。
系统平衡和调节方面,建立系统运行平衡责任共担,鼓励建设自平衡自调节自安全的微电网。针对当前我国分布式新能源、新型储能等小微资源参与系统运行的平衡责任传导难,推动配电网的各类聚合要素与常规主体逐步同责同权,建立“逐级传导机制”促进配电网通过商业合同等形式将自身背负的偏差考核责任、运行约束等分解至其聚合对象,并将聚合资源收益与责任约束挂钩,促进各类小微资源在电力系统安全运行中贡献价值。鼓励建设自平衡自调节自安全的微电网,增强配微协调能力。通过微电网模式引导,促进分布式新能源就地平衡,以模式创新实现绿色电力可靠支撑。考虑系统整体最优,微电网需具备“自平衡、自安全、小微化、绿色化、数智化、共享化”的特征,从而实现系统交互友好性、盈利模式可复制、用户负担不增加、绿色价值提升快等多重利好。自平衡、自安全侧重电力电量平衡时优质交互,合理控制与外部电网交换电量,联络线功率曲线满足平稳性、准确性、持续性要求,保障分布式新能源的就地平衡消纳。
调度运行方面,加强新型并网主体多层级协同调控。强化主配微协同控制能力,建立调节能力逐级汇聚上报、全网资源统筹决策、调节策略分解下发的分层协同控制模式,推进主配协同的有功调节及负荷调控能力建设,提高分层分区平衡调节水平。强化智能微电网、源网荷储一体化项目等聚合调控,对内通过自身控制中心实现有功/电压控制、故障处理等自我管理,对外以发用电计划曲线接受调度管理。明确新型并网主体调度关系,按照“统一调度,分级管理”的原则,将分布式光伏、智能微电网、源网荷储一体化项目等与电网直接发生电力连接的新型主体纳入调度统一管理,内部电源、新型储能、可调节负荷等应具备“可观可测、可调可控”条件,能够提供满足稳定分析计算用的设备模型参数。明确新型主体支撑系统安全稳定的责任义务,在系统需要时,电源、新型储能按调度要求运行,向大电网提供支撑。
系统安全方面,科学界定微电网涉网安全管理范围,以标准完善和强化执行提升故障耐受能力和主动调节支撑能力。将影响电网安全运行的微电网及其涉网一二次设备设施、监控系统等,纳入涉网安全管理范围,避免按照产权分界点进行粗放式涉网安全管理,确保内部安全问题不外溢影响系统安全。健全微电网涉网技术强制性标准,在提升故障穿越能力基础上,强化动态无功无偿等主动构网支撑能力,严防涉网性能不足导致的大面积脱网事件。
市场引导方面,加快完善电力市场体系,优化电能量、辅助服务、容量市场相关机制。目前辅助服务市场机制还不完善、补偿费用偏低,现阶段我国辅助服务补偿费用占上网电费总额的比例不足2%,低于美国PJM市场的2.5%、英国市场的8%。积极探索爬坡、惯量、无功支撑等新型辅助服务交易品种,完善容量补偿机制,探索建设容量市场,引导各类分布式资源和新型主体服务新型电力系统安全运行需求。完善市场运行规则,推动各类分布式资源和新型主体参与中长期分时段、现货交易和削峰响应,提升微电网参与系统调节的有效性。完善微电网调节能力可信度评估和认证机制,提升参与系统调节的有效性。
(作者系国网能源研究院有限公司电网发展综合研究所副所长。编辑:张越月)
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