“在‘双碳’目标下，新能源替代常规机组发电，将给新型电力系统带来三大挑战。”中国电科院名誉院长、中国工程院院士郭剑波认为，新型电力系统必须加强科技创新和推广应用。
近年来，我国电力系统发展有力保障了经济社会发展。国家能源局数据显示，截至2022年底，我国各类电源总装机规模25.6亿千瓦，西电东送规模约3亿千瓦。2022年，全社会用电量8.6万亿千瓦时。与此同时，电力绿色低碳转型不断加速。2022年，我国风电、光伏发电量1.2万亿千瓦时，占总发电量的14%，分别比2010年和2015年提升13个、10个百分点。
党的二十大报告提出，“积极稳妥推进碳达峰碳中和”“加快规划建设新型能源体系”。在我国，能源活动占二氧化碳排放的88%左右，而电力行业碳排放又占能源行业碳排放的42%左右。因此，实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军，新型电力系统则是其中的关键载体。
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新型电力系统定义
新型电力系统是以承载实现碳达峰碳中和，贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求为前提，确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标、以最大化消纳新能源为主要任务，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。
据了解，新型电力系统的构建是一个演化过程。从概念提出、开始构建到全面建成，实现碳达峰、碳中和目标，不同阶段有其不同的主要矛盾和关键要素。但长期存在的主要矛盾是如何破解经济—安全—环境这一“矛盾三角形”。
中国电科院名誉院长、中国工程院院士郭剑波认为，新型电力系统是以电力系统为枢纽平台的多行业和多能源耦合协同的信息物理社会复杂巨系统，也是在现有电力系统基础上新旧技术结合，用新政策法规、新体制机制、新标准规范、新产业基础构建的赋予新定义和新理念的系统。
在“双碳”目标下，我国风电、光伏发电等绿色电力高速发展。按照中国科学院院士周孝信的推算：在碳中和阶段，我国将实现高比例非化石能源对化石能源电力的“绿电替代”;其中，绿氢发电可能与风光绿色相配合，在提供长时储能和灵活调节方面替代化石能源发电;可以预期对传统化石能源的“绿电替代”和“绿氢替代”将作为实现新型能源系统碳中和目标的关键举措，将在未来新型能源电力系统建设中发挥决定性作用。
新型电力系统将面临的三大挑战
郭剑波认为，新能源替代常规机组发电，将给新型电力系统带来的三大挑战——新能源资源具有随机性、波动性、低密度、分散性，使其发电出力时空分布极度不均衡且“高装机、低电量”，带来充裕性挑战;新能源发电设备具有低抗扰、弱支撑性，输出快速可控与能力受限矛盾突出;新能源对能源转型和环境高贡献与对充裕安全低贡献的矛盾，需要协调多个利益主体(多行业、多系统、多能源、多电源)责权利平衡安全—经济—环境关系，带来体制机制挑战。他指出，安全、经济、环境都是政策和技术相关性指标，需要技术和政策双轮协同推进。
据中研产业研究院《2022-2027年中国新型电力系统行业竞争分析及发展前景预测报告》分析：
连日来，北方多地持续高温，南方高温天气也逐渐增多。高温天气对电力供应造成冲击，影响了能源、农业等产业的正常生产。国家能源局预计，今年全国最大负荷将突破13.6亿千瓦，电网保供压力突增。增强电网供电能力是保障电力供应的重要措施之一。今年以来，我国电网投资规模持续增长，多个重大电网工程建成投运。随着新能源装机的快速增长，电网消纳瓶颈逐渐显现，叠加电力保供的压力，电力系统转型迫在眉睫，建设亟待加速。
随着我国电力系统迅速发展，装机容量不断增大，网架结构联系更加紧密，短路电流超标问题逐渐突出，对系统及设备的安全运行产生影响。新形势下配电系统是可再生能源消纳的支撑平台、多元海量信息集成的数据平台、多利益主体参与的交易平台、电气化交通发展的支撑与服务平台，其发展面临灵活性、韧性、可靠性、可控性等时间维度和空间维度的多个技术挑战。
中国工程院院士王成山认为，应对上述挑战，新型配电系统将发展并呈现低碳化、分布化、去中心化和数字化等重要特征。
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