中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：未來五年是我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵階段，清潔能源將逐步成為電力供應(yīng)的絕對(duì)主體。電力行業(yè)不再以“耦合、交織”等模糊描述來定義問題，而是直面系統(tǒng)安全的新挑戰(zhàn)，積極構(gòu)建更堅(jiān)實(shí)的防線。
近年來，我國(guó)在新型電力系統(tǒng)建設(shè)方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。截至2025年6月底，全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到36.5億千瓦，其中清潔能源發(fā)電裝機(jī)占總裝機(jī)容量的60%。新能源發(fā)電裝機(jī)容量快速增加，達(dá)到16.7億千瓦，連續(xù)多年居全球首位，占電源總裝機(jī)的比重從2020年年底的24%提升至46%；冀北、青海、甘肅等地新能源裝機(jī)容量占比已超過60%。
新能源裝機(jī)快速增長(zhǎng)的背景下，我國(guó)電網(wǎng)仍保持了優(yōu)異的安全運(yùn)行記錄。過去十年，在電力需求持續(xù)高漲、新能源滲透率不斷提高的復(fù)雜條件下，中國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行，未發(fā)生大規(guī)模穩(wěn)定破壞事故，這一成績(jī)尤為難得。相比之下，同期美國(guó)、歐洲、澳大利亞、印度和巴西等地均曾發(fā)生大面積停電，凸顯出我國(guó)大電網(wǎng)在規(guī)劃建設(shè)、調(diào)度運(yùn)行與安全防護(hù)方面的綜合優(yōu)勢(shì)。
總體來看，我國(guó)已建成全球規(guī)模最大的清潔能源供應(yīng)體系，在新能源發(fā)展、電網(wǎng)安全與技術(shù)創(chuàng)新等方面成效顯著。未來五年是我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵階段，清潔能源將逐步成為電力系統(tǒng)供應(yīng)的主體，電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性、結(jié)構(gòu)形態(tài)與安全挑戰(zhàn)也將發(fā)生深刻變革，這也對(duì)未來的系統(tǒng)安全與技術(shù)能力提出了更高要求。
邁向2030：新型電力系統(tǒng)的演進(jìn)趨勢(shì)研判
預(yù)計(jì)到2030年，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)以下四大趨勢(shì)：
一是電力需求持續(xù)增長(zhǎng)，峰谷差進(jìn)一步擴(kuò)大。近年來，我國(guó)電力消費(fèi)一直保持較高增速?！笆奈濉钡那八哪?，全社會(huì)用電量年均增長(zhǎng)約7%，遠(yuǎn)超預(yù)期。預(yù)計(jì)到2030年，全社會(huì)用電量仍將保持快速增長(zhǎng)。電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化將加大峰谷差，例如新能源汽車的集中充電、工業(yè)再電氣化負(fù)荷的高峰集聚，都將對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻能力提出更高要求。
二是新能源快速發(fā)展，發(fā)電結(jié)構(gòu)深度低碳化?！笆逦濉逼陂g，新增電力需求主要由清潔能源提供，其中新能源將成為絕對(duì)主力。雖然裝機(jī)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，但新能源發(fā)展規(guī)模受市場(chǎng)機(jī)制和價(jià)格水平的影響將加大，新能源消納率預(yù)計(jì)有所下降。與此同時(shí)，核電繼續(xù)保持積極有序發(fā)展，應(yīng)充分發(fā)揮其基礎(chǔ)保障和關(guān)鍵支撐作用；水電是新型電力系統(tǒng)亟需的靈活調(diào)節(jié)資源，能夠?yàn)橄到y(tǒng)安全運(yùn)行提供基礎(chǔ)支撐，要用好水電這一優(yōu)質(zhì)資源，加快開發(fā)；煤電由電量提供主體向提供可靠電力支撐與系統(tǒng)輔助服務(wù)的調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)變，發(fā)揮兜底保供和應(yīng)急備用作用，應(yīng)按照“增容控量減碳”的原則發(fā)展。
三是跨區(qū)輸電與分布式發(fā)展并舉，電網(wǎng)形態(tài)迎來深刻變化。我國(guó)能源資源與負(fù)荷中心逆向分布，要求電網(wǎng)必須具備超大規(guī)模調(diào)配能力。到2030年，預(yù)計(jì)全國(guó)特高壓直流工程將達(dá)到35~40回，跨區(qū)輸電能力超過3億千瓦。從輸電網(wǎng)形態(tài)看，將形成三個(gè)輸電巨系統(tǒng)?！吧掣昊摹蓖馑途尴到y(tǒng)：以新能源為主、多種能源構(gòu)成千萬千瓦級(jí)基地群，并通過特高壓柔直等新型輸電技術(shù)外送；西南“水風(fēng)光”發(fā)展帶外送巨系統(tǒng)：以水電為主、新能源為輔，沿流域布局千萬千瓦級(jí)“水風(fēng)光”發(fā)展帶，形成送受一體、接續(xù)送電格局；海上風(fēng)電輸電巨系統(tǒng)：隨著海上風(fēng)電向深海、遠(yuǎn)海發(fā)展，未來將呈現(xiàn)基地化大規(guī)模開發(fā)模式，面向東中部負(fù)荷中心形成超大容量海上輸電系統(tǒng)。同時(shí)，中東部地區(qū)分布式光伏廣泛布局，配電網(wǎng)逐步演進(jìn)為以互動(dòng)化、綠色化、柔性化、數(shù)智化為特征的新型配電網(wǎng)。
四是儲(chǔ)能規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，多元互補(bǔ)格局基本形成。隨著新能源滲透率不斷提高，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的作用日益凸顯。各類儲(chǔ)能技術(shù)特性、建設(shè)周期、成本各異，需取長(zhǎng)補(bǔ)短，構(gòu)建總量充裕、結(jié)構(gòu)合理、成本最優(yōu)的儲(chǔ)能體系?！笆逦濉逼陂g，抽水蓄能與電化學(xué)儲(chǔ)能仍是發(fā)展重點(diǎn)。抽水蓄能技術(shù)成熟，但受站址資源限制，主要布局于中東部和西北地區(qū)；電化學(xué)儲(chǔ)能響應(yīng)快、建設(shè)周期短、布局靈活，適用于新能源場(chǎng)站、電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及用戶側(cè)；壓縮空氣儲(chǔ)能容量大、并網(wǎng)特性好，須具備良好地質(zhì)條件。
迎接新挑戰(zhàn)：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)安全防線
“十五五”時(shí)期，新型電力系統(tǒng)從“量變到質(zhì)變”的拐點(diǎn)特征更加明顯，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行難度加大?！?·28”西班牙、葡萄牙大范圍停電事件表明，高比例新能源電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)新的失穩(wěn)現(xiàn)象，傳統(tǒng)防御手段面臨失效風(fēng)險(xiǎn)。大停電初期發(fā)生了部分新能源機(jī)組脫網(wǎng)，由于新能源機(jī)組定功率因數(shù)運(yùn)行，系統(tǒng)無功吸收能力下降，系統(tǒng)進(jìn)入電壓不斷上升、頻率不斷下降的正反饋過程。隨后短時(shí)間內(nèi)損失了大量電源，半島電網(wǎng)功率缺額越來越大，盡管低頻減載動(dòng)作，但負(fù)荷減少導(dǎo)致系統(tǒng)潮流降低，進(jìn)一步推高了電壓，系統(tǒng)繼續(xù)電壓上升、頻率下降的正反饋過程，數(shù)秒后系統(tǒng)崩潰。本次事故中電壓抬升的正反饋過程是以往大停電事故中未曾遇見的新現(xiàn)象。這說明，新型電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性將發(fā)生深刻變化，因此，必須高度重視能源轉(zhuǎn)型中的安全問題，加快構(gòu)建與新型電力系統(tǒng)相適應(yīng)的安全防線，嚴(yán)防系統(tǒng)性大停電風(fēng)險(xiǎn)。
一是深入研究新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定機(jī)理。在高比例新能源、高比例電力電子設(shè)備背景下，亟須重新認(rèn)識(shí)新型電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行機(jī)理。應(yīng)全面認(rèn)識(shí)新能源發(fā)電“看天吃飯”的特性，強(qiáng)化氣象、電力電子以及系統(tǒng)穩(wěn)定等方面的研究，更深入地理解電網(wǎng)在高比例新能源條件下的動(dòng)態(tài)規(guī)律和故障演化。要加快發(fā)展適應(yīng)以新能源為主體的安全控制技術(shù)，打造更具韌性和主動(dòng)性的防御體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)連鎖故障的快速識(shí)別和有效阻斷，避免局部擾動(dòng)演變?yōu)榇蠓秶ｋ?，特別是要防范電壓異常引發(fā)的新能源機(jī)組大規(guī)模退出的風(fēng)險(xiǎn)。
二是強(qiáng)化隱患治理，提升系統(tǒng)本質(zhì)安全。強(qiáng)化系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)識(shí)別與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定評(píng)估，特別是已暴露的運(yùn)行隱患，要深入剖析成因、掌握問題本質(zhì)，電網(wǎng)安全穩(wěn)定的隱患要及時(shí)徹底解決，要提高系統(tǒng)本質(zhì)安全，不應(yīng)帶病運(yùn)行，如寬頻振蕩、大規(guī)模新能源基地的暫態(tài)過電壓等新問題。應(yīng)重點(diǎn)研究新型電力系統(tǒng)發(fā)展過程中的新機(jī)理、新問題，加快技術(shù)攻關(guān)和系統(tǒng)治理，切實(shí)提升系統(tǒng)抵御擾動(dòng)的韌性。
三是精準(zhǔn)識(shí)別穩(wěn)定特性，科學(xué)制定控制措施。掌握系統(tǒng)安全穩(wěn)定本質(zhì)，當(dāng)從電氣量的物理過程難以判別穩(wěn)定性質(zhì)時(shí)，不能以“耦合、交織”等模糊結(jié)論混淆問題，要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，對(duì)癥下藥，采取切實(shí)有效的控制措施，如負(fù)/弱阻尼低頻振蕩和強(qiáng)迫功率振蕩、功角穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定、慣量和頻率穩(wěn)定等問題。針對(duì)不同穩(wěn)定問題，要避免“一刀切”式應(yīng)對(duì)，確保控制措施既有效解決當(dāng)前問題，又不引發(fā)新的安全穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。
四是增強(qiáng)新能源支撐能力，完善電壓調(diào)控機(jī)制。新能源電力電子裝備的脆弱性亟須系統(tǒng)性解決，新能源場(chǎng)站應(yīng)具備無功功率調(diào)節(jié)能力、自動(dòng)電壓控制能力和一次調(diào)頻能力。同時(shí)，應(yīng)充分考慮新能源場(chǎng)站并網(wǎng)的位置和電壓等級(jí)，深入研究新能源機(jī)組對(duì)超/特高壓大電網(wǎng)的支撐，在確保自身安全的同時(shí)，關(guān)鍵時(shí)刻還要“穩(wěn)得住、頂?shù)蒙稀保嬲軌蜃鳛樾滦碗娏ο到y(tǒng)的主力電源提供支撐。在此基礎(chǔ)上，按照“分層分區(qū)”原則，確保關(guān)鍵區(qū)域配置充足、分布合理的電壓調(diào)節(jié)資源，有效抑制暫態(tài)過電壓和電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。
五是嚴(yán)格執(zhí)行安全標(biāo)準(zhǔn)，健全法律法規(guī)保障體系。保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須嚴(yán)格貫徹落實(shí)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》《電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》等國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)新能源的要求，推動(dòng)納入強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，使新能源、儲(chǔ)能等成為電力系統(tǒng)安全的責(zé)任主體；《電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》《電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)導(dǎo)則》中對(duì)新能源并網(wǎng)性能、電壓與頻率調(diào)節(jié)責(zé)任、系統(tǒng)支撐能力等要求需納入強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合新型電力系統(tǒng)發(fā)展出現(xiàn)的新問題、新現(xiàn)象，及時(shí)制（修）訂相關(guān)的新標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，建立跨部門協(xié)同監(jiān)管機(jī)制，提升法規(guī)執(zhí)行力和懲戒效力，確保標(biāo)準(zhǔn)有效落地。
六是構(gòu)建高效可靠的大停電恢復(fù)機(jī)制。完善黑啟動(dòng)電源的區(qū)域布局，確保各關(guān)鍵網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)具備獨(dú)立啟動(dòng)能力。同時(shí)，應(yīng)加快研發(fā)新能源參與黑啟動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)風(fēng)電、光伏等電源具備低壓自啟動(dòng)與孤島運(yùn)行能力。此外，應(yīng)定期組織全網(wǎng)聯(lián)合恢復(fù)演練，檢驗(yàn)應(yīng)急預(yù)案的可執(zhí)行性與調(diào)控協(xié)調(diào)機(jī)制的有效性，提升各級(jí)調(diào)度在極端情境下的快速響應(yīng)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力，構(gòu)建更為高效、可靠的停電恢復(fù)體系。
（作者系懷柔實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)專家、中國(guó)電力科學(xué)研究院原總工程師、《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》主編。編輯：張?jiān)皆拢?
