新型电力系统建设面临的挑战及应对措施

新型电力系统建设面临的挑战及应对措
施
摘要：新型电力系统以风力发电、光伏发电等新能源为主体。

由于新能源发
电固有的随机性、波动性和间歇性，及通过电力电子装置并入电网的特点，以新
能源为主体的新型电力系统将呈现“一低、两高、双峰、双随机”特点，即低系
统转动惯量、高比例新能源+高比例电力电子装备、夏冬负荷双高峰、发电出力
和用电负荷双侧随机波动，给电力系统安全稳定运行带来挑战。

以下主要就对新
型电力系统建设面临的挑战及应对措施相关方面进行分析和探讨。

关键词：新型电力系统；挑战；应对措施
1市场环境变化
在新型电力系统建设背景下将面临很多新的环境变化,主要涉及政策、市场、技术、用户端变化。

一是政策趋势变化：低碳化成为必然趋势。

《“十四五”可再生能源发展规划》提出,“十四五”期间可再生能源在一次能源消费量增量中占比超过50%,可
再生能源发电量增量占比超过50% 的目标。

这意味着可再生能源将成为能源消费
增量主体,必然要求推动构建新型的电力系统,这为综合能源服务开展多能互补、
源网荷储一体化提供了新的商机。

二是市场变化：全国统一电力市场体系建设提速。

这将打破跨省跨区交易壁垒,现货市场、绿电交易将迎发展新机遇,为综合能源服务发展开拓了新的市场。

三是技术变化：数字技术与能源技术深度融合。

根据《“十四五”数字经济
发展规划》,到2025 年,数字经济核心产业增加值占国内生产总值比重达到10%。

数字化与能源技术融合,成为今后综合能源服务业务的重点拓展方向。

四是用户需求变化：从“以生产为中心”向“以用户为中心”转变。

新能源
大规模接入电网要求必须构建源网荷储友好互动体系,倒逼综合能源服务提高用
户满意度,重点在节能等服务环节上提高核心竞争力。

2新型电力系统建设面临的挑战
2.1电源侧
随着新能源出力波动与负荷需求波动叠加后的净负荷峰谷差明显增大，电力
系统需要解决调峰、调频、灵活调节资源稀缺，低惯性、抗扰动能力弱，新能源
机组低、高电压穿越等问题。

从平衡角度来看，新型电力系统从“源随荷动”转
为“源荷互动”，传统的平衡方式是单向链条，电源侧跟踪负荷变化，未来新型
电力系统的平衡将会出现一些新特征，给原有电网带来极大挑战。

2.2电网侧
“一低、两高、双峰、双随机”的新型电力系统及交直流混联电网的复杂结
构给电力系统实时平衡带来巨大挑战，电网需不断提升系统实时平衡能力、清洁
能源消纳能力及资源优化配置能力。

新能源高比例接入电力系统后，系统转动惯
量减小频率调节能力降低，系统短路容量下降抗扰动能力降低，同时，系统无功
支撑能力降低，暂态过电压问题突出，新能源机组存在大规模电网解列可能，这
些都增加了电网安全运行风险，对电网调峰、调频、电能质量控制及维持系统平
衡提出了更高要求。

2.3用户侧
多元、互动、灵活的用能设备大量接入对配电网运行控制、终端电能质量等
造成重大影响。

分布式能源、储能、电动汽车、智能用电等交互式设备大量接入，潮流流向将发生改变，电压分布、谐波等影响配电网电能质量，终端无序用电将
会增加净负荷峰谷差，功率波动问题更加突出，配电网对新能源的接纳能力和消
纳能力面临挑战，安全稳定运行受到影响。

同时，无论是电源还是电网若按传统
最大负荷进行规划，设备利用率将会降低。

3应对措施
3.1电源侧优化
在双碳目标下，新能源发展会得到更多支持，为了满足发展需要，电源侧需
要具备更高的灵活性，通过加强新能源的储能控制、多能互补，满足能源的可靠
供应，确保系统的稳定运行。

新能源发电技术方面的发展。

新能源发电由于会受
到自然条件的影响，因此必须要保证对发电的预测精度，尤其要加强对风电、光
电的预测，可以给新能源的使用带来更好的基础。

加强预测有助于提升发电的可
控性，但也需要对电力现货市场的交易进行精确预测，从而建立性能灵活的电源
发电技术，实现能源的多样化供应，满足对源网协调能力的要求。

可以使用虚拟
同步发电机技术，保证对风光发电更强的干涉性能，提升电网对新能源的接纳能力，提升系统的稳定性。

储能技术的使用。

由于新能源发电量、发电效率受到自然因素的影响，规律
性比较差，所以需要储能技术将多余的电能储存起来，在需要用电时投入使用，
就能进一步提升新能源提供供电的稳定性。

为此，需要加强新能源储能系统规划，研究化学储能、抽水蓄能等方式，促进能源的协调发展，实现新能源的接入和消纳。

通过大力推广分布式新能源系统，方便新能源的消纳，提升对可再生能源的
利用效率。

建立多种可再生能源互补的系统。

通过使用风能、光能、水能、氢能等能源，构建不同能源之间具有时间、空间耦合性的能源系统，建立连续性更强的互补网络，可以实现多元化的能源互补，并建立多种能源协调运行的系统，满足新能源
的应用需求。

建立更为健全的保障机制。

通过加强保障机制，能够推动市场建设的完善，
吸引更多企业向新能源系统建设投入。

为此，应该建立更为完善的辅助市场，适
应新能源等清洁能源的推广，构建起更为灵活的市场运营机制和保障机制，强化
市场中的清洁能源使用力度。

3.2建立高效率的配置平台
电网是连接电力生产和消费的枢纽平台，针对随机性更强的新能源系统，需
要采用全新的配置方式，应对新能源生产存在的波动性、间歇性特点，实现并网
消纳，发挥电网的桥梁纽带作用。

优化电网架构。

新型电力系统需要电网成为一个结构范围更大、更为清洁高
效的能源配置平台，所以应加强对特高压直流输电、柔性直流输电等电力工程技
术的研究，满足大跨度的电力输送需求，有效实现新能源的消纳。

不同电网区域，应该加强跨区互补的建设，促进区域之间的灵活联网配置，提升供电网络的可靠性，以及满足大范围能源资源配置的要求。

加强数字化技术的应用。

增加数字化技术的应用可以提升电网的感知能力、
控制能力以及反应速度，在电力系统中，可以使用的技术包括大数据技术、云计
算技术、深度学习技术等，围绕新型电力系统的控制需求，建立电力系统的控制
系统，以提高系统的智慧管理能力，以及针对消费、交易、储存等问题的决策能力。

3.3挖掘负荷侧资源需求潜力
在双碳背景下，对能源的消费将会形成全新的模式，负荷的结构也会朝着多
元化的方向发展，负荷的变化特性也会更为复杂。

需要加强对需求侧潜力的挖掘，加强电力系统的双向互动，建立起全新的电源消纳模式，实现系统内的过功能互补，提升能源消费的电气化水平。

强化对负荷侧的管理。

通过挖掘用户侧可调节的资源，利用数字化手段可以
实现设备的状态调节，以及完成对所需信息的监测工作，满足对负荷的控制需求，通过加强对充电桩、分布式电源系统的实时管理，可以继续对用户资源进行更深
层次的挖掘，并且能够实现网络内部资源的联合互动。

为进一步强化对用户侧的
控制，也要加入对大数据技术使用，提升对负荷的反应能力。

强化对负荷侧电力需求市场相应机制的建设。

通过符合聚合商参与实践的全
新盈利模式，可以激励更多的负荷聚合商参与到市场交易中，实现更有效的能源
消纳。

对于后续涌现出来的全新能源模式，也要继续探索新业态，建立起更加灵
活的市场，满足运营模式需求，提升需求侧的响应力度，实现技术推广。

结语
新型电力系统的构建具有很高的复杂性，需要大量技术同时使用，确保电力系统的稳定性。

为此，应加强电网技术和通信技术、计算机技术的融合，提升电网的感知能力和控制精度，完善在电源侧、电网侧、负荷侧的管理工作，加强对其他辅助市场的构建，为电力系统的转型创造良好条件，实现双碳目标。

参考文献
[1]苏文婧,苏适,杨洋,杨家全,张旭东.以新能源为主体的新型电力系统建设面临的问题[J].云南电力技术,2022,50(01):24-28.
[2]杜维柱.坚强支撑服务双碳目标和新型电力系统建设[J].华北电
业,2022(01):51.
[3]岳宝强.县域新型电力系统建设如何起好步[J].中国电力企业管
理,2022(02):6-9.
[4]王宣元,高洪超,张浩,金泰,刘江.面向新型电力系统的灵活资源聚合技术应用场景分析及建设启示[J].电力需求侧管理,2022,24(01):73-80.。