“预计‘十四五’时期 ，我国陆优势电和光伏发电将全面平价或低于火电 ，部门地域可实现廉价 。同时 ，随着大规模新能源接入电网 ，电力系统必要在随机颠簸的负荷需要与随机颠簸的电源之间实现供需平衡 ，其结构状态、运行节造方式和规划建设将产生底子性刷新 ，形成新一代电力系统及新能源电力系统 。”中国工程院院士刘吉臻暗示 。
中电联日前颁布的《2020年前三季度全国电力供需局势分析预测汇报》（以下简称《汇报》）显示 ，前三季度全国电源工程建设实现投资3082亿元 ，同比增长51.6% ，其钟装景致”发电投资别离增长138.4%、113.9% 。全国全口径非化石能源发电装机容量计算8.9亿千瓦 ，占全口径发电装机容量的42.6% 。
新能源高比例并网 ，将给电力系统带来哪些挑战？“十四五”时期 ，若何应对和解决这些挑战？成为专家热议的焦点 。
电力结构将更“绿色”
清华大学气象变动与可持续发展钻研院近日结合印发的《中国持久低碳发展战术与转型蹊径钻延追提出 ，低碳蹊径下 ，我国能源消费总量在2030-2035年之间进入峰值 ，“十四五”期间非化石能源必须成为能源消费增量主体 。
中国工程院院士郭剑波指出 ，为了构建清洁低碳、安全高效的能源系统 ，我国能源转型重要朝两个方向进行：终端消费侧 ，电能深度代替化石能源 ；能源出产侧 ，以电能大局开发利用新能源 。
上述《汇报》指出 ，截至今年9月 ，我国并网风电2.2亿千瓦 ，并网太阳能发电2.2亿千瓦 ，计算占全国全口径发电装机容量的21.05% ；全口径并网风电和并网太阳能发电量计算5331亿千瓦时 ，占全国规模以上电厂总发电量的9.8% 。
“凭据预测 ，2030年全国新能源总发电量占比将达20% ，2050年高达48% 。将来高比例新能源电量的电力系统将从部门地域逐步向全国扩大 。”郭剑波指出 。
中电联行业发展与环境资源部副主任张琳暗示 ，“十四五”时期 ，“景致”将成为可再生能源开发的主题增量 。“凭据预测 ，2025年风电、太阳能发电装机均突破4亿千瓦 ，非化石能源装机占比将超过50% ，电力碳排放强度将降低5% 。”
水电水利规划设计院总院副长易跃春指出 ，依照致力争取2060年前实现碳中和的指标 ，经测算 ，可再生能源约莫将占我国一次能源消费总量的75%左右 。
经济和安全问题待解
凭据中国人民大学利用经济学院教授郑新业提出的“能源不成能三角”理论 ，任何一种能源都无法做到既供给充足 ，又价值便宜、清洁环保 。高比例的清洁电源并网后 ，“经济账”和“安全账”若何算？
对此 ，易跃春暗示 ，近中期提升新能源消纳能力的重要阻碍不是技术问题 ，而是经济和机造问题 。“电力系统硬件结构决定了新能源消纳潜力 ，但政策和经济激励决定了消纳潜力能否充分阐扬 。近中期看 ，‘挖潜’是推进新能源消纳最经济、有效的措施 。”
目前 ，国度电网经营区域内大型新能源场站4000多个 ，西北新能源场站超1500个 ，散布式发电约170万个 。郭剑波预测 ，将来我国新能源发电单元将达数千万 ，形象环境、运行节造等信号可达数十亿 ，系统调度运行极其复杂 ，节造配置措施和执行难度大 。“以某省级电网为例 ，在火电最幼技术着力50%前提下 ，新能源消纳问题极度凸起 。当新能源发电量占比达30%时 ，新能源限电率将达23% ，且此时已出现全数由新能源供电的时段 。
“2019年 ，国度电网公司经营区内 ，新能源日最大功率颠簸达1.07亿千瓦 ，占其装机的31% ，预估2050年新能源日最大功率将超过10亿千瓦 。”郭剑波说 ，“颠簸功率与届时通例电源火电、水电总装机容量相当 ，仅靠通例电源调节难以应对新能源日内功力颠簸 ，新能源消纳挑战巨大 。”
“同时 ，新能源尖峰着力功率大、电量幼 ，保障尖峰着力需调动巨大的矫捷性资源 ，但对整年发电量贡献极幼 。将来 ，高比例新能源电力系统中保障尖峰着力的全额消纳价值大 。”郭剑波指出 ，2018年 ，新疆电网风电着力陡增至890.5万千瓦 ，占风电装机容量的46% ，持续功夫仅为5分钟 ，累计电量74万千瓦 ，但对应的电量仅占全天风电发电量的3.3% 。
安全方面 ，郭剑波直言 ，新能源大规模接入挤占通例机组开机空间 ，或出现系统运行调频能力降落、无功支持不及、电压不变问题凸起、越限风险增长等问题 。
矫捷电力系统是大势
对于高比例新能源电力系统情景下电力系统的变动 ，郭剑波以为可能会有两种演化方式：通过刷新新能源电站 ，使其拥有同步发电机的个性 ；刷新传统发电站使其拥有逆变器个性 ，在此方式下 ，系统的不变性、分析理论和步骤都将分歧于传统电网 。
而针对新能源既不参加电力平衡调节 ，也不参加电量平衡调节的“权责利”问题 ，郭剑波暗示：“新能源发电因不确定性、边际成本低等特点 ，电力电量总量充盈与时空不平衡矛盾凸起 ，将催生新的贸易模式 ，市场和政策及只需思考新能源与通例电源以及用户的共同 ，协调市场内多利益主体 。”
易跃春指出 ，将来 ，数字化和信息化技术将被宽泛利用 ，推动系统安全性和矫捷性大幅提升 。电力舷矫捷性从目前的发电侧为主向发电侧、电网侧、用户侧并沉转变 ，构建适应高比例可再生能源的智能电力系统 。“另表 ，可再生能源加快发展面对的空间发展约束起头显露 ，‘十四五’要关注其开发与河山空间规划的衔接 。”
