新一代电力系统的技术特征
新型电力系统的新能源挑战和数字化技术分析
新型电力系统的新能源挑战和数字化技术分析李 凯（贵阳电力设计院有限公司）摘 要：在能源绿色化转型的新形势背景下，必须积极迎合新能源电网运行需求，在新型电力系统发展中实现源网荷储的高效互动，面对新能源挑战积极研发各项关键技术、新型电力系统数字化技术等，有效应对新型电力系统面临的消纳、安全运行、机制体制等挑战。
基于此，本文简要概述了以新能源为主体的新型电力系统，结合新型电力系统的新能源挑战，分析了新能源挑战涉及的关键技术以及新型电力系统的数字化技术，旨在进一步明确新型电力系统的数字化建设方向。
关键词：新型电力系统；新能源挑战；数字化技术０ 引言在新型能源发展和升级转型的关键时期，国家正尝试将以新能源为主的新型电力系统取代传统电力系统，旨在迎合能源低碳化、绿色化的新政策。
以新能源为主体大力推广新型电力系统的深度应用，考虑新能源挑战研发各项关键技术，同时不断推进新型电力系统的数字化建设，利用高效消纳技术、稳定运行控制技术、抽水蓄能和太阳能光热发电、储能及电动汽车等关键技术不断优化新型电力系统建设，从而全面推动我国新型电力系统的应用。
１ 以新能源为主体的新型电力系统现阶段我国正处于能源绿色化转型的关键时期，国家愈发重视新型电力系统在绿色环保、节能减排等方面的应用，针对新能源挑战研发先进的关键技术已成为顺应新时代发展趋势的必然选择，风电、太阳能发电等分布式能源实现了广泛发展和应用（见表）。
以新能源为主体的新型电力系统具有双高、双峰的特征，该系统可以有效应对能源清洁转型、分布式电源、微电网接入等挑战，在能源供应体系建设过程中，不仅需要贯彻低碳环保、高效清洁等基本原则，还需要保证能源供应的安全性与可靠性。
在新型电力系统运行过程中应充分考虑现代社会发展所需的电力供应，以智能电网为载体构建中心枢纽平台，从而充分发挥源网存储互动、多能互补的优势，推动新型电力系统朝着能源清洁、低碳环保、安全高效的方向发展［１］。
表 新能源电力供应情况 单位：１０８ｋＷ项目２０２５年２０３０年２０３５年气电装机容量１ ５２ ３５３风电装机容量４６８水电装机容量３ ９４ ４４ ８抽水蓄能装机容量０ ８１ ２１ ５核电装机容量０ ８１ ３１ ８太阳能发电装机容量５９１５２ 新型电力系统的新能源挑战２ １ 消纳挑战在新型电力系统运行过程中必须重视消纳挑战，重点关注以下几方面的内容：第一，季节性偏差、可利用小时数等因素给新能源电力系统运行带来了不同程度的影响，新能源发电的持续性与可靠性无法保证，我国风力发电主要集中于春冬两个季节，光伏发电量在夏秋两个季节相对较高。
新型电力系统中储能应用功能的综述与展望
新型电力系统中储能应用功能的综述与展望一、概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的提出，新型电力系统正逐渐成为未来能源体系的核心。
新型电力系统以清洁、高效、灵活为特点，其中储能技术扮演着至关重要的角色。
储能技术能够平抑电力供应与需求之间的波动，提高电力系统的稳定性和经济性，为可再生能源的大规模接入和消纳提供了有力的技术支撑。
本文旨在对新型电力系统中储能应用的功能进行全面的综述，并展望其未来的发展趋势，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
本文将简要介绍新型电力系统的基本特征和储能技术在其中的重要地位。
随后，将重点分析储能技术在新型电力系统中的主要应用功能，包括能量存储与释放、功率平衡、频率调节、电能质量控制等。
还将探讨储能技术在提升电力系统灵活性、促进可再生能源消纳、支撑微电网和虚拟电厂运营等方面的积极作用。
在展望部分，本文将分析储能技术在新型电力系统中的未来发展趋势，包括技术创新、成本降低、规模化应用等方面。
同时，还将探讨储能技术在应对能源转型挑战、促进能源互联网建设、推动能源可持续发展等方面的潜在价值和作用。
储能技术在新型电力系统中发挥着至关重要的作用，其应用功能的不断拓展和深化将为电力系统的转型升级提供强有力的支撑。
本文的综述与展望旨在加深对储能技术在新型电力系统中应用功能的理解，为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
1. 新型电力系统的特点与挑战清洁低碳：新型电力系统以新能源为主体，如光伏、风电等，逐步替代传统的化石能源，以实现电力生产的清洁化和低碳化。
柔性灵活：新型电力系统需要具备更高的灵活性和适应性，以应对新能源发电的不确定性和波动性。
智慧融合：新型电力系统将广泛应用智能技术和信息技术，实现电力系统的智能化管理和运行。
新能源的不确定性和波动性：新能源发电的随机性和波动性给电力系统的运行和控制带来了更大的复杂性和难度。
新能源并网消纳和系统安全可靠供电的难度：特别是在极端天气条件下，新能源的耐受能力较为脆弱，给电力系统的稳定运行带来了挑战。
关于新型电力系统部分特点的思考
关于新型电力系统部分特点的思考摘要：新型电力系统建设是我国电力行业的重大转型，其需求来源于经济社会发展，其实现依赖于电力系统运行机理的改进。
从近 10 年电力系统的发展历程和阶段性目标分析出发，基于“双碳”目标，对新型电力系统的电源构成、特点及运行模式进行逆向推理和分析，进而分析新运行模式下的部分关键技术需求。
指出：为了实现“双碳”目标，电力系统电源构成必须进行巨大调整，特别是在2030 年之后；在新型电力系统中，发电侧将以新能源为主体，用户侧将出现大量产销者并呈现大量分布自治的形态，能源互联网将成为新型电力系统的基础支撑，电网调度将主要基于市场化机制实现；新型电力系统的建设在电力电量平衡、系统安全、有源配用电网管控、新能源发电和并网、电力交易和调度等方面迫切需要相关创新技术的支撑。
关键词：新型电力系统；部分特点；思考引言为了保障碳达峰和碳中和“双碳”目标的实现以及能源的可持续发展，近年来，以新能源为主体的新型电力系统的建设日益加快。
高比例新能源的渗透对电力系统产生了多方面的影响，国内外研究者已开展了较多研究。
文献系统总结高比例可再生能源电力系统中的重要科学问题和理论框架。
文献分别对高比例新能源渗透下电力系统的惯量变化及其应对技术、交直流混联配电网的优化运行与安全保障等进行分析和总结。
1电力系统的发展历程和目标对于电力系统的发展历程，从不同的角度可以将其划分为不同的阶段。
展示了从 2010 年“加强智能电网建设”提出以来，电力系统不同发展阶段的建设内容和核心目标。
中的建设内容和核心目标具有阶梯型和延展性的特点。
例如：智能电网到 2020 年才完成“引领提升”，且成为后续发展阶段的基础支撑，特高压建设和智能化应用也是电网建设的长期目标；以电网业务应用拓展为目标的全球能源互联网已成为国家电网公司的长期战略目标；清洁化的要求在智能电网建设阶段就已经提出，市场化随着电力体制改革而长期推进。
当前，基于我国电力体制改革和生态文明建设的持续推进，清洁化和市场化成为经济社会对未来新型电力系统建设的 2 个核心要求。
新型电力系统探讨分析
新型电力系统探讨分析摘要：习近平总书记提出要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。
本文针对新型电力系统的前景、特点进行了论述，探讨后期新型电力系统的模式，为今后的新型电力系统发展提供一定的参考。
关键词：新型电力系统，多能互补，微网0 引言碳达峰与碳中和是国家战略、全球共识。
2020年9月22日，习近平主席向世界宣布，中国将力争2030年前碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上部署未来能源领域重点工作：要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。
在此背景下，加快构建以新能源为主体的新型电力系统，是电力工业促进自身碳减排、支撑全社会碳减排的必由之路，是实现电力工业高质量发展的必然选择。
本文针对新型电力系统的前景、特点进行了论述，探讨后期新型电力系统的模式，为今后的新型电力系统发展提供一定的参考。
1新型电力系统的特征和运行特点电力系统是由发输变配用各领域、源网荷储各环节、技术体制各层面紧密耦合形成的有机整体。
在构建新型电力系统过程中，传统电力结构、发展模式、利益格局均面临革命性变化。
电力系统呈现“双高”特性——高比例新能源、高比例电力电子设备接入，电力系统的物质基础和技术基础发生深刻变化。
随着新能源渗透率提升，新能源从补充性电源向主力电源改变，成为电力和电量的供应主体；煤电加速由基本电源、主力电源向支撑性、调节性电源转变；电网调度运行模式、定位和商业模式也将随之调整；源、网、荷、储之间的互动将成为常态。
从新型电力系统“源网荷”的主要特征看：能源生产端形成多元化清洁能源供应体系，以风电、光伏等新能源发电为供应主体；电网侧呈现交直流混联大电网与多种形态电网并存的格局，传统大电网与局域网互补共生；负荷侧通过电能替代实现能源消费高度电气化，实现源网荷储深度融合。
第一章现代电力系统的基本特征
第一章现代电力系统的基本特征电力系统是将电能从发电厂输送到用户的系统，通常包括发电厂、输电网、变电站和配电网。
在20世纪，随着电力需求的增长，电力系统逐渐从小规模的局部系统发展成为跨国甚至跨洲的大型系统。
现代电力系统具有以下特点。
1. 大规模高压输电系统现代电力系统通常采用高压输电技术，将电能从发电厂输送到用户。
高压输电可以减小输电损失，提高电力传输效率。
例如，交流输电通常采用500kV及以上电压等级，直流输电则可以达到800kV以上的电压等级。
此外，电力系统通常采用大容量的变电站，以便将电压适应到用户的需要。
2. 经济性和可靠性现代电力系统必须具备经济性和可靠性。
为了保障电力系统的运行，必须对电力系统进行规划和设计，以满足用户的需求，并考虑成本和效益。
同时，电力系统必须具备足够的可靠性，以便保障用户的用电需求。
为了提高电力系统的可靠性，通常采用备用装置和保护措施。
3. 灵活性和可调节性现代电力系统必须具备灵活性和可调节性。
在电力系统运行过程中，用户需求和发电厂输出往往是不稳定的。
为了保障电网的平衡，电力系统必须具备足够的灵活性和可调节性，以便对电网进行调节。
此外，电力系统还需要具备对电力负荷实时反馈和控制的能力，以便对电力负荷进行处理。
4. 抗干扰能力现代电力系统也必须具备抗干扰能力。
由于电力系统通常建设在恶劣的环境中，例如高海拔地区、沙漠地区和海上风电等，因此电力系统的运行往往受多种干扰和影响。
例如，电力系统可能受到风暴、地震、高温、低温等自然灾害的影响，也可能受到物理攻击、电磁干扰、计算机病毒等人为因素的影响。
因此，电力系统必须具备防护措施和应急处理的能力。
5. 智能化和可持续性现代电力系统越来越具备智能化和可持续性。
智能化电力系统可以实现对电力系统的实时监测、分析和管理，以便优化电力系统的性能并提高电力系统的效率。
可持续性电力系统可以提高电力系统的可持续性，例如采用可再生能源、提高能源利用效率等措施，以便减少电力系统对环境的影响。
新型电力系统将呈现三多特征
新型电力系统将呈现三多特征目前，我国能源电力行业正在进行如火如荼的低碳转型。
南方电网公司可再生能源装机量占比在2021年底达到49.2%，清洁能源占比达到54.54%，与传统的电力系统相比，新型电力系统表现为多元电源支撑，其电网形态也将逐步转化为大电网与分布式微网并举的供需耦合机制。
多元的负荷类型促使传统电力系统向着双向多态、互动与协作方向发展。
总体而言，新型电力系统表现为如下三个特征——1多能互补特征打破新能源发展瓶颈新型电力系统的建设和发展是能源行业的重大变革，实现绿色低碳是电力系统转型发展的根本目标。
在新型电力系统中，多能互补意味着源侧由多种能源的简单叠加过渡为基于复杂多能流网络协同的多种能源联动性、系统性的大时空尺度优化配置，而负荷侧也变为了可满足用户电-气-热-冷多元化需求的区域综合能源系统。
源侧：一次能源在大时空尺度下的优化配置就电源侧而言，在新型电力系统的多能互补体系下，水力发电的定位会由电量为主逐渐转变为容量支撑为主，接下来的发展重点是增强抽水蓄能电站在电网调峰调频中的作用，发挥其消纳分布式新能源的优势。
考虑到大规模火力发电将逐步退出，而风能与太阳能相较于水电受外部环境的影响更为显著，利用水电输送通道，实现风光水火储一体化开发，是解决光伏与风能发电的波动性与随机性问题、形成各类可再生能源协调发展的重要措施，推动西南水资源丰富地区能源清洁化、绿色化的进一步转型。
光伏发电也向着发电主力军的身份转变，逐渐成为“双碳”目标下的主要电能来源之一。
分布式和集中式并举的光伏布局方式，将大大提升东部及中部地区的电力负荷水平以及新能源消纳水平，其灵活多变的布置方式，可与建筑、学校、医院等公共建筑相结合，实现绿色能源的就地消纳。
与光伏发电相似，风力发电在“双碳”背景下，也会进入加速发展阶段。
随着低风速风机技术的发展以及社会投资积极性的提高，分散式风电已经成为风力发电行业的大趋势。
分散式风电布局可突破土地资源稀缺、风速低以及环保等条件限制，在我国中东南部地区将得到大力发展。
新型电力系统的挑战与发展探讨
新型电力系统的挑战与发展探讨摘要：进入新时代，在城市化进程的不断加快下，人们生活水平提高，对于各能源的需求量逐渐增加。
本文针对可再生能源、新型电力电子设备应用及需求侧响应等因素对新型电力系统的影响，笔者探讨了新型电力系统的特征、保供面临的挑战以及应对措施，从电源结构、电网形态、技术、体制机制等方面分析新型电力系统多维度的特征，研判梳理新型电力系统在规划、运行、市场方面所面临的挑战，并提出构建新型电力系统的发展路径。
该研究成果可为新型电力系统的后续相关研究提供参考。
关键词：新型电力系统；特征；挑战；发展；数字化转型引言随着新能源装机和发电量占比不断提升，电力系统主体数量激增，电力网络潮流双向流动、电力系统灵活资源稀缺化、运行方式多样化、多能源系统耦合复杂化、电力需求弹性化等趋势明显。
建立适应新型电力系统的市场机制至关重要，以体现新型电力系统运行成本特性，以及涵盖电能量、安全、绿色价值的多元价值体系。
1新型电力系统面临的挑战1.1规划方面气候、天气条件、时间和地区对可再生能源发电有重大影响，新能源在空间上也相互作用，因此，电力负荷具有不确定性。
工业、商业等的变化，以及消费者心理、经济表现、生产活动和突发事件的随机变化，都会对电力负荷产生显著影响。
此外，地理位置、经济发展状况、区域政策和发展状况等因素也发挥着作用，随着电力系统新能源占比的不断提高，以电源和负荷不确定性为主的随机不确定性因素的影响愈加显著，多重不确定性因素的叠加与关联作用导致规划方面具有诸多挑战。
为了提高保供能力考虑极端事件后的规划，在提高安全系数的同时，势必会增加设备投资，导致供电可靠性和投资经济性之间的矛盾，而概率很小、影响却很大的极端事件，在规划当中会带来一定的挑战。
在系统规划当中，除考虑保供能力和经济性之外，还需统筹协调源网荷储各个环节的资源配置，而这几部分的响应能力以及运行方式均有差异，并存在关联耦合特性，导致规划各部分资源极具挑战性。
新型电力系统发展趋势展望
加快构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现“3060”目标的必然选择。
现阶段，新型电力系统的主要特征是实现新能源高比例接入，加快信息技术与能量供给的深度融合，电力传输更加高效且富有韧性。
依托新型电力系统建设，整合各类型能源资源，到碳中和阶段，新型电力系统将逐渐发展为更加柔性、更加开放、高度智能的能源互联网系统。
一、新型电力系统是更加柔性和开放的能源互联网新型电力系统能够高效集成各种分布式能源，通过多传感、大数据、智能管控等技术，实现能源实体与现代信息技术的融合，优化能源生产、输送和使用；同时继续担当分级分层能源设施的“神经”和“骨架”，加速实现系统智能调度及市场自由交易，促进分布式智慧能源计量结算场景落地，逐渐发展为柔性和开放的能源互联网。
二、分布式微网成为大电网的重要互补项新型电力系统丰富了原有的能源互联网概念并将其扩展为：既包括远距离、复杂庞大的能源传输系统，如全球、洲际或区域联网的能量传输共享；也能够实现区域能源就近交易，分布式微网成为大电网的重要互补项，电网将形成大量分散+集中的拓扑结构。
跨区送电是全局调配，区域供能是末端深挖，新型电力系统将部分跨区送电（特高压）转移到局域用能上，将更加注重能量的就地就近消纳。
未来局域智能微网将成为重要的供能形式，和跨区送电方式相互补充、相互支撑。
三、户用光伏将是重要的发展形式截至2020年底，我国光伏发电累计装机2.5亿千瓦，其中集中式电站占比68.93%，分布式光伏占比31.07%。
与集中式光伏发电相比，分布式光伏就地消纳的输电成本和损耗较低，加上受土地、环境等约束更少等特征，新型电力系统中，户用光伏将帮助实现地区可再生能源电量的高比例自给。
四、区块链技术将在新型电力系统中得到应用区块链被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后真正具有变革潜力的颠覆性技术，助推能源互联网升华到2.0形态。
与传统技术相比，区块链具有四大优势：a）采用分布式核算和存储，系统效率大大提高；b）通过智能合约共享资源，不依赖于中间机构的数据备份和信用背书；c）公开透明、自动执行、强制履约；d）不可篡改，信息添加至区块链即永久封存，无法在单个节点修改数据。
能源转型中我国新一代电力系统的技术特征
能源转型中我国新一代电力系统的技术特征伴随着我国科学技术的不断发展与进步，我国能源生产和消费面临转型，以可再生能源逐步替代化石能源，实现由可再生能源组成的清洁、低碳、高效的能源体系，构建新一代电力系统是实现这一重大转变的关键步骤。
基于此，本文就针对能源转型中我国新一代电力系统的技术特征进行深入探究与分析，进一步探讨新一代电力系统研究和发展的方向。
标签：新一代电力系统；智能电网；可再生能源；变革性技术建设清洁、低碳、安全、高效的新一代能源系统是我国新一轮能源革命的核心目标，电力系统以化石能源为主向可再生能源转型，将对能源转型目标的实现起关键作用。
第三代电力系统经过100多年来第一代、第二代电力系统的传承和发展，是推动能源转型发展、构成新一代能源核心系统的电力系统。
高比例可再生能源、高比例电力电子装备以及信息物理深度融合智能化将是新一代电力系统的显著技术。
1、能源转型与电力系统转型的必要性能源转型的过程中，电力系统起什么样的作用？首先，非化石能源在一次能源消费中的占比是一个非常核心的指标。
这一指标就主要依靠电力系统中的非化石能源发电来完成，主要是由水电、核电、太阳能发电、风电和生物质能发电等构成。
所以要想实现国家能源转型的目标，电力系统要首先转型。
通过国家能源发展战略目标来估算电力系统的转型目标。
2020年，能源消费总量是50亿t标准煤，非化石能源占比按15%，人均年用电量按5000kW·h计算，非化石能源的电量占比34.5%。
2030年，能源消费60亿t标准煤，非化石能源占比20%，人均年用电量按6000kW·h计算。
根据结果，预估装机容量要到27亿kW，非化石能源发电量占比接近50%。
2050年，人均消费总量还要降低，按55亿t标准煤，通过提高能源利用效率，可以使能源消费总量降低，经过分析我认为这是能够实现的。
非化石能源占比25%，人均年用电量按9000kW·h计算，预估装机容量要到50亿kW。
什么是新型电力系统
什么是新型电力系统？当前，我国二氧化碳排放主要来自电力行业，“双碳”背景下，电力系统转型升级势在必行，新型电力系统的提出符合我国电力系统升级转型需求。
那么，什么是新型电力系统?是谁提出来的?与传统电力系统有什么区别?本文将具体介绍。
1.新型电力系统的内涵及提出新型电力系统的提出：2021年3月15日，习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议，研究促进平台经济健康发展问题和实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。
会议指出，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。
新型电力系统内涵：2021年8月3日，《人民日报》发表《加快构建新型电力系统》一文，提出构建以新能源为主体的新型电力系统，需要在电能的产、送、用全链条加大投入力度。
从电源侧看，为了解决新能源装机带来的随机性、波动性问题，必须加快推动储能项目建设;从电网侧看，保障供电可靠、运行安全，需要大幅提升电力系统调峰、调频和调压等能力，需要配置相关技术设备;从用户侧看，政府鼓励用户储能的多元化发展，需要分散式储能设施与技术。
长远来看，这是推动电力行业高质量发展、实现碳达峰、碳中和目标的必要之举。
2.国内各方对新型电力系统的认识(1)总信息师孙正运：以新能源为主体的新型电力系统，将推动电源侧清洁化、电网侧智能化、用户侧电气化，加快以电力为中心的清洁低碳高效、数字智能互动的能源体系建设。
(2)国家电网。
从内部电气特征方面来看，新型电力系统将由高碳电力系统向深度低碳或零碳电力系统转变，由以机械电磁系统为主向以电力电子器件为主转变，由确定性可控连续电源向不确定性随机波动电源转变，由高转动惯量系统向弱转动惯量系统转变。
从外部表现形式方面来看，新型电力系统将通过广泛互联互通推动电网向能源互联网演进，现代数字技术与传统电力技术深度融合将使得电力系统发输配用等各领域、各环节整体智能化、互动化，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的关键保障。
第一章现代电力系统的基本特征
第一章现代电力系统的基本特征电力系统是指由发电厂、输电线路、变电站、配电线路和用电设备等构成的整个电力供应系统。
现代电力系统是一个高度结构化的系统，它采用了复杂的计算机控制、监控和保护系统，以实现对电力系统的高效管理和运行。
本文将介绍现代电力系统的基本特征，包括电力系统的组成、运行方式、安全性、可靠性和稳定性等。
1.1 电力系统的组成现代电力系统主要包括三个部分：发电系统、输电系统和配电系统。
1.1.1 发电系统发电系统是指发电厂和与发电厂相关的设备和设施，如发电机、锅炉、涡轮机、燃料输送系统和冷却系统等。
现代发电系统采用的发电方式主要有热电、水电、火电和核能等多种形式。
1.1.2 输电系统输电系统主要由高电压电力线路、变电站和相关设备组成，其主要功能是将发电厂产生的电能传输到消费地点。
输电系统的电压等级通常是110kV、220kV、500kV和750kV等，电力线路通常是双回路。
1.1.3 配电系统配电系统是将输电系统输送到用电设备的系统，主要由配电变压器、开关箱、低压配电线路和用电设备组成。
其主要功能是控制和分配电能，保障用电设备的供电质量和运行安全。
1.2 电力系统的运行方式电力系统的运行方式主要有两种：交流电和直流电。
1.2.1 交流电交流电是指电流方向和大小随时间而变化的电流，通常由发电机产生，通过变压器升压、输电线路传输，再通过变压器降压进入配电系统。
现代电力系统中大部分使用交流电进行输电和配电。
1.2.2 直流电直流电是指电流方向不变的电流，通常由直流发电机产生，通过直流输电线路传输，然后再通过变流器将直流电转换为交流电进入配电系统。
直流输电主要用于远距离输电和高压直流输电。
1.3 电力系统的安全性电力系统的安全性指其在各种情况下维持正常运行的能力，主要包括电气安全和机械安全两个方面。
1.3.1 电气安全电气安全是指电力系统避免电气因素对人、设备和环境造成危害的能力。
为了保障电气安全，电力系统采用了多层次的保护措施，如隔离开关、电流互感器、电容器、避雷器和地线等。
深度丨构建新型电力系统的思考和建议
深度丨构建新型电力系统的思考和建议深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统，是党中央基于保障国家能源安全、实现可持续发展、推动碳达峰、碳中和目标实施作出的重大决策部署，为新时期能源行业以及相关产业发展提供了重要战略指引，有利于加快我国构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系步伐，推动经济社会绿色转型和高质量发展。
一、新形势下新能源发展的历史机遇以及电力系统面临的挑战当前，我国正处于工业化后期，经济对能源的依赖程度高，而我国能源消费以化石能源为主，2020年化石能源占一次能源比重达84%。
碳达峰、碳中和目标下，我国能源结构将加速调整，清洁低碳发展特征愈加突出。
（一）碳达峰、碳中和目标推动新能源向“主体能源”转变随着经济社会的转型发展和能源利用效率的不断提升，能源消费总量将会在碳排放量达到峰值后逐步下降，但电能消费总量一直呈上升趋势，预计将从2020年的7.5万亿千瓦时增长至2060年的15—18万亿千瓦时。
新能源将迎来跨越式发展的历史机遇，成为电能增量的主力军，实现从“补充能源”向“主体能源”的转变。
预计到2030年，风电、光伏装机规模超16亿千瓦，装机占比从2020年的24%增长至47%左右，新能源发电量约3.5万亿千瓦时，占比从2020年的13%提高至30%。
2030年后，水电、核电等传统非化石能源受资源和站址约束，建设逐步放缓，新能源发展将进一步提速。
预计到2060年，风电、光伏装机规模超50亿千瓦，装机占比超80%，新能源发电量超9.6万亿千瓦时，占比超60%，成为电力系统的重要支撑。
（二）新型电力系统面临的挑战新能源具有典型的间歇性特征，出力随机波动性强。
以电动汽车为代表的新型负荷尖峰化特征明显，最大负荷与平均负荷之比持续提升。
发电侧随机性和负荷侧峰谷差加大将对传统电力系统造成较大的冲击，要实现构建以新能源为主体的新型电力系统愿景目标，我们还需要应对以下问题：一是电力系统的可靠容量不足。
浅析高比例新能源电力系统主要特性及关键技术
浅析高比例新能源电力系统主要特性及关键技术摘要:在全球碳排放形势日益严峻的背景下，构建以新能源为主体的新型电力系统，是电力行业实现双碳目标的重要途径。
随着新型电力系统建设的推进，其趋于“三高双峰”的运行特征给电网调节调度、灵活运行带来前所未有的挑战。
高比例新能源电力系统需在智能电网框架思想的影响下向数字化、智能化发展，打造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，大力发展集中式与分布式电力结构，最终实现电力系统“脱碳”。
基于此，本文针对高比例新能源电力系统主要特性及关键技术展开探索。
关键词:高比例可再生能源；新型电力系统；关键技术风电、光伏等随机性、波动性电源大量替代火电等确定性可控电源，新能源为主的电源结构、高比例电力电子设备的大面积应用将给电力系统的运行特性、安全控制和生产模式带来根本性转变。
在确保能源电力安全前提下，改善和优化传统电力系统运营模式，通过绿色能源助推经济社会发展，成为可持续发展的必经之路。
1高比例新能源电力系统的主要特性1.1低碳清洁在我国“3060双碳”政策背景下，电力系统将逐渐由可控连续出力的煤电装机占主导转向强不确定性及弱可控出力的新能源发电装机为主导，最终实现以风电、光伏等新能源发电为主，化石能源为辅的电源端结构。
由于风光资源与地区气候环境相关，新能源出力具有随机性、波动性、间歇性的特点，且具有较为显著时空相关性，大规模分布式能源的接入也让电源趋于分散化，高比例新能源电力系统通过构建新能源供给消纳体系、优化各类生产及传输技术，保障新能源“发得出”、“送得走”，提高能源的利用率，助力能源绿色低碳转型。
1.2安全坚韧高比例新能源电力系统适应各类新技术、新设备以及多元负荷大规模接入，改变了传统电力系统“电从远处来”的既有局面，逐步实现“电从身边来”的分层分群体系结构，这种结构使得电网发生扰动时能做出自愈的响应，在紧急状态下可以实现电网自动分区分片、孤岛运行，最终在调度员指挥下快速恢复全系统的正常运行。
浅谈电力系统中的四化特征
电力系统是能源体系的关键组成部分，电力行业碳排放占碳排放总量的40%以上，是我国能源转型与碳减排的主战场。
3月15日，习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议，指出要“实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”。
这为“双碳”目标下我国电力系统形态演化与技术变革指明了战略方向。
新能源装机、电量占比不断提升带来的量变，将逐步引发电力系统在物理形态和技术框架上产生本质性变化，从而使得新型电力系统呈现出区别于传统电力系统的一些显著特征，可以概括为“四化”，即电力电源清洁化、电力系统柔性化、电力系统数字化、电力系统电力电子化。
（一）电力电源清洁化电力行业碳排放占碳排放总量的40%以上，因此电源的清洁化是实现碳中和的关键。
目前我国电力能源结构仍以化石能源为主体，截至2020年，风电、光伏发电总装机容量占比为24.32%，发电量占比仅为11.2%（火电占比71.2%）。
未来电力系统的新能源占比将快速提升，并逐步成为主体和主导电源，预计到2060年，风电、光伏发电装机占比将达70%以上并提供超过55%的电量。
（二）电力系统柔性化为了适应发电侧大规模新能源带来的强波动性，必须从多环节入手，全面提升电力系统运行的灵活性和可控性，实现柔性化发展。
一是加强灵活调节电源建设，提升系统灵活性。
欧美发达国家的能源转型以大量灵活电源作为支撑，而我国灵活电源比例过低，抽水蓄能和燃气的总发电量占比不足4%，难以支撑更高比例的新能源消纳。
因此，必须提高抽水蓄能与燃气发电的装机容量占比，同时通过技术升级，大幅度提升煤电的快速灵活调节能力。
二是提升电网柔性传输能力，重构电网形态。
在新型电力系统中，输、配电网不再是单纯的电能传输通道，而是成为能量广域时空互济的纽带，这对电网的拓扑形态和调控能力提出全新要求。
如欧洲在2004年就制订了“SuperGrid（超级电网）”建设规划，大力发展柔性输配电技术。
目前德国凭借高度柔性化的电力系统，在不足15%的灵活电源装机下，实现了40%以上的新能源电力消纳。
电力系统的新技术与新工艺
电力系统的新技术与新工艺新技术与新工艺的不断涌现是电力系统发展的必然趋势。
这些新技术和新工艺的应用，让电力系统变得更加高效、智能、可靠。
本文将从智能电网、电动汽车充电技术、风电技术、光伏技术、输电线路技术、智慧能源管理等方面，介绍电力系统的新技术和新工艺。
一、智能电网智能电网（Smart Grid）是指将信息与传统电力系统相整合，通过先进的技术和设备实现全方位、多层次的能源生产、传输、分配、调控和使用，不断提高电网的安全、可靠、经济、环保等方面的性能，以最大限度地满足社会和消费者的需求。
智能电网是电力系统的升级版，是未来电力系统的发展方向。
智能电网具有多种优势，包括高效、可靠、灵活、可持续、高度数字化等。
其中，高度数字化是智能电网的重要特征，它将电力系统的各个环节与信息网络紧密结合起来，实现了对电力生产、传输、分配和使用环节的远程监测、控制和优化。
通过大数据分析和人工智能等技术，智能电网可以更加高效地进行资源调度和能量管理，实现多能互补、动态平衡的目标，从而满足不同用户的能源需求，提高电力系统的可靠性、经济性和可持续性。
二、电动汽车充电技术随着电动汽车的普及，充电技术的发展显得尤为重要。
电动汽车充电技术是指将电源（如发电厂、风电、光伏等）与电动汽车连通进行充电，以满足汽车能源需求的技术。
电动汽车充电技术的发展可以优化能源消费结构，减少对化石燃料的依赖，降低车辆运行成本和环境污染。
目前，电动汽车充电技术主要有三种类型：低压直流快充、中压直流超级充、交流充电。
低压直流快充可以在30分钟之内将电动汽车充满50%电量，已经在中国市场得到了广泛应用；中压直流超级充则可以实现在几分钟之内车辆充满80%的电量，但其设备成本较高；交流充电设备价格相对低廉，但其充电速度也较慢。
在未来，与智能电网的结合将会使得电动汽车充电技术更加高效、智能化，从而进一步加快电动汽车的普及进程。
三、风电技术风电技术是指利用风能发电的技术。
新型电力系统的内涵、特征及关键技术
新型电力系统的内涵、特征及关键技术下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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智能变电站及技术特点分析
智能变电站及技术特点分析随着电力系统的不断发展，传统的变电站已经难以满足现代电网运行的需求。
在这样的背景下，智能变电站应运而生，成为现代电网发展的重要趋势。
本文将围绕智能变电站及技术特点进行分析，主要包括以下方面：智能变电站是一种采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，具备信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等特征，并能够实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能的变电站。
相较于传统变电站，智能变电站具有以下特点：智能化：采用智能设备代替传统设备，能够自动完成故障诊断、预警、隔离和恢复等功能，提高变电站的稳定性和可靠性。
数字化：实现信息数字化，使得数据采集、传输和处理更加精确、快速和高效。
网络化：采用先进的网络技术，实现站内设备的互联互通，提高设备之间的协调性和系统性。
智能变电站的核心技术包括智能组件、传感器、变流器等。
其中，智能组件是智能变电站的关键部分，包括智能设备、保护装置、测控装置等，能够实现自动化、智能化和网络化的功能。
传感器则用于实时监测电力设备的运行状态，并将数据传输至智能组件，以便进行数据处理和分析。
变流器则用于实现直流和交流之间的转换，满足不同设备的需求。
智能变电站在实际应用中的优势主要体现在以下几个方面：提高运行效率：智能变电站能够实现自动化和智能化运行，减少人工干预和错误率，提高运行效率。
增强稳定性：智能设备具有更高的稳定性和可靠性，能够自动完成故障诊断和隔离，减少停电等事故的发生。
优化资源配置：智能变电站能够实现远程监控和调度，使得资源能够更加合理地配置和应用。
然而，智能变电站也存在一些不足之处，如技术成本较高、设备兼容性不足等。
由于智能变电站的设备和结构更为复杂，也给运行和维护带来了一定的挑战。
随着科技的不断进步，智能变电站的发展前景广阔。
未来，智能变电站将更加注重环保和节能，采用更为先进的低碳环保技术，实现电力生产与环境的和谐发展。
随着物联网、云计算、大数据等技术的不断应用，智能变电站将实现更加全面的智能化和数字化，进一步提高电网的运行效率和稳定性。
新型电力系统的概念、特征与实现路径_解释说明以及概述
新型电力系统的概念、特征与实现路径解释说明以及概述1. 引言1.1 概述电力系统作为现代社会的重要基础设施，承担着供应可靠、高效、清洁能源的任务。
然而，随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，传统电力系统面临着一系列挑战，如供应不稳定性、能源浪费以及碳排放问题等。
为了应对这些挑战，新型电力系统在不断发展和探索中。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面来讨论新型电力系统：概念定义与背景、核心特征、创新点和意义、特征描述与实现路径解释说明以及未来发展趋势和挑战展望。
1.3 目的本文旨在深入探讨新型电力系统的概念、特征及实现路径，并分析其对于能源转型和可持续发展的意义。
通过全面了解新型电力系统，我们可以更好地理解其对减少能源消耗、提高能源利用效率以及降低环境影响所起到的关键作用。
同时，本文也旨在揭示新型电力系统发展过程中所面临的挑战，并展望未来可能的发展趋势。
通过本文的阐述，可以为政府、企业以及相关研究人员提供参考和指导，促进新型电力系统的进一步发展和应用。
2. 新型电力系统的概念：2.1 定义与背景：新型电力系统是指在传统电力系统基础上，通过引入先进的技术和管理模式，实现可持续发展和高效运行的电力系统。
传统电力系统主要依赖于大规模中央化发电和集中式传输与分配，而新型电力系统则更加注重能源多元化、智能化管理以及区域性、分布式发电技术的应用。
随着经济的发展和环境问题的加剧，人们对清洁能源和能源可持续性日益关注。
新型电力系统应运而生，旨在提供更加可靠、安全、经济且环保的能源解决方案。
2.2 核心特征：新型电力系统具有以下核心特征：首先，可再生能源接入增量。
与传统燃煤等化石燃料发电相比，新型电力系统更多地利用太阳能、风能等可再生能源进行发电，减少对有限资源的依赖，并降低对环境造成的污染。
其次，智能化与自动化技术应用。
新型电力系统采用先进的信息通信技术和大数据分析手段，实现对电力系统各个环节的智能监测、管理和控制，在提高电网稳定性和可靠性的同时，降低了运营成本。
新型电力系统特征
新型电力系统特征
新型电力系统的特征主要有如下几点：
1. 可再生能源发电：采用太阳能、风能、水能、生物质等可再生能源发电，以代替传统能源发电，减轻二氧化碳排放。
2. 智能电网：通过大数据分析，实现对电网的精细化监测与管理，提高电网的运行效率，提升节能效果。
3. 节能减排：采用先进的技术手段，降低电网耗能，降低能耗成本，并减少污染物排放。
4. 多种储能技术：利用多种储能技术，将电能存储起来，以应对需求不一致性等情况，保证电网的稳定性。
5. 供需平衡：采用智能调度，实现供需平衡，提高电网的效率，保证电网的安全性。
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现代能源体系 非化石能源发电量占全部发电量的比重达到50%
（2050年）
能源消费总量基本稳定，非化石能源占比超过一 半，建成现代能源体系。
电力系统转型是实现能源转型的核心内容
非化石能源在一次能源消费中占比是我国能源转型的主要指标。一次能源消费中非化石能 源主要来自一次电力（水电、风电、太阳能发电灯可再生能源电力以及核电等）。提高非 化石能源电力占比形成非化石能源为主的电能结构，是电力系统转型、建设新一地啊电力 系统的重要指标。
➢ 基于天然气和清洁电力的分布式冷热电联产系统 ➢ 区域综合能源系统/新能源微网 ➢ 能源互联网（各类能源系统与互联网技术深度融合构建的能源互联网）
Part 3
总结
（）多能互补的综合能源电力系统
➢ 我国能源转型的目标，是建设清洁低碳、安全高效，可持续发展的新一代能源系统 ➢ 高渗透率可再生能源和高比例电力电子装备接入电网是新一代电力系统的重要特征 ➢ 多能互补的综合能源电力系统，是新一代电力系统的显著特征 ➢ 新材料新技术新装备的研发应用，是针对新一代电力系统研究的新方向。
适应可再生能源转化、传输规模化发展和普备比例大幅提高
能源基地和终端消费多能互补的综合能源电力系统逐渐形成，能源利 用效率大幅提高
3
Part 2
新一代电力系统的主要技术特征
（1） 高渗透率可再生能源电力系统—目前现状
• 2016年底,全国并网风电装机达到1.4864亿kW,太阳能发电装机达到7742万kW。新能源装机容量 占全国总量13.7%。但我国西部北部省份新能源装机占比可达20%以上。
➢ 直驱式风电机组变流器 ➢ 光伏电站和分布式光伏逆变器 ➢ 非水储能电站和分布式储能逆变器 最终实现我国西部可再生能源为主电力向中 东部负荷中心高效远距离输送
（3）多能互补的综合能源电力系统
新一代电力系统是新形势下智能电网的概念向综合能源系统的扩展，是新一代能源系统的主要组成部分。
（3）多能互补的综合能源电力系统
THANK YOU
• 我国新能源开发在西北部省份主要采取大规模集中开发模式。西部北部省份风电开发占全国开 发总量80%，太阳能光伏占50%。
（1） 高渗透率可再生能源电力系统—技术挑战
• 大规模风电太阳能发电接入弱电网 • 解决大规模弃风弃光难题的技术措施
（2）高比例电力电子装备电力系统—高压直流输电
大量风电光伏电力电子变换器接入电网
我国(2020-2050)发电装机容量和年发电情景估算结果
我国(2020-2050)发电装机容量和年发电情景估算结果
未来电力系统发展演化趋势
在新的发展阶段，面临能源转型需求，我国能源电力系统未来将呈现如下发展演化趋势：
1
以煤为主的能源消费结构和电源结构转变，可再生能源、核能、天然
气等清洁能源发电将逐步成为主力电源
煤炭占58%以下 电能占终端能源消费比重达到27%
电力发展目标（2020年）
全国发展电装即达到20亿kw 非化石能源装机7.7亿kw，占39% 煤炭发电供电煤耗少于310g/kWh 西电东送规模由1.3亿kW增加到2.7亿kW
2 《能源生产和消费革命战略（20162030）》
2021-2030年
能源转型中我国新一代电力系统的技术特征
Part 1
能源转型中我国电力系统的发展前景
我国能源转型的主要指标
国家发展改革为、国家能源局于2016年先后发布了：
1 《电力发展“十三五”规划（2016-2020 年）》和《能源发展“十三五”规划》
能源发展目标（2020年）
能源消费总量50亿吨标准煤以内非化石能源占 一次能源消费15%以上