中國儲能網(wǎng)訊：新型電力系統(tǒng)是以承載實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求為重要目的，以實現(xiàn)能源電力安全保供為基本前提，以滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展電力需求為首要目標(biāo)，以最大化消納新能源為主要任務(wù)，以堅強智能電網(wǎng)為樞紐平臺，以源網(wǎng)荷儲互動與多能互補為關(guān)鍵支撐，具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動等鮮明特征的電力系統(tǒng)。由此可見，相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)不僅在電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)形態(tài)、負(fù)荷特征等方面存在明顯不同，而且在運行模式、消納保障、調(diào)度管理等方面具有新的要求，需要加大探索全新的管理體制與運行機制，以保障新型電力系統(tǒng)蹄疾步穩(wěn)加快推進(jìn)。
源網(wǎng)協(xié)同機制
電源與電網(wǎng)的有機協(xié)同是電力系統(tǒng)的本質(zhì)要求。眾所周知，電力作為一種即時產(chǎn)生的能量形式，難以像煤油氣等化石能源那樣實現(xiàn)長時間、大規(guī)模地存儲以備后用，保持電源與電網(wǎng)相互之間的有效銜接與相對平衡至關(guān)重要。而且從整個電力系統(tǒng)來講，源網(wǎng)協(xié)同既包括發(fā)電、輸電、變電、配電和用電環(huán)節(jié)的相互協(xié)同，也包括源網(wǎng)荷儲之間的互動協(xié)調(diào)。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，由于電源側(cè)供電和負(fù)荷側(cè)用電總體相對穩(wěn)定，發(fā)電和輸電系統(tǒng)可視為相對獨立運作的部分，彼此之間分工較為明確，因而對整個電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)性、靈活性的要求并不是很高。
但在新型電力系統(tǒng)中，隨著大規(guī)模新能源電力接入，以及智能微電網(wǎng)、虛擬電廠、綠電直連等新電力業(yè)態(tài)大量出現(xiàn)，形成了以新能源電力生產(chǎn)、傳輸、消費為主體的新一代電力系統(tǒng)，電源與電網(wǎng)之間的互動更加錯綜復(fù)雜，加上新能源間歇性、隨機性和波動性的特點，以及極端天氣事件頻發(fā)等新型挑戰(zhàn)的涌現(xiàn)，源荷之間不確定性顯著增強，對電力供需平衡提出了更大的挑戰(zhàn)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)需要在不確定性的負(fù)荷需求與隨機波動的電力供給之間盡可能維持電能量相對平衡，否則將會帶來難以料想的災(zāi)難性后果。因而，新型電力系統(tǒng)對源和網(wǎng)之間相互配合與協(xié)同提出更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求，唯有通過有效實現(xiàn)發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的深度協(xié)調(diào)與優(yōu)化調(diào)度，才能顯著增強電網(wǎng)的適應(yīng)力與響應(yīng)速度，從而更好支撐高比例新能源的接入和高比例電力電子設(shè)備的使用，更快適應(yīng)我國“雙高”“雙隨機”“雙峰”的電力運行特點。
供需耦合機制
供需耦合是實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高效運行的基本前提。電能生產(chǎn)的首要責(zé)任是確保電力供應(yīng)與用戶需求之間處于相對實時平衡狀況，盡量避免供電時緊時松的情況發(fā)生，這是確保電力系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)和前提。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電源往往需要根據(jù)用電負(fù)荷的變化和各類用戶不同的用電規(guī)律，合理調(diào)整和安排用電時段、用電規(guī)模，以降低負(fù)荷高峰、填補負(fù)荷低谷，也就是人們常說的“源隨荷動”。由此可見，負(fù)荷需求成為電力系統(tǒng)運行的主導(dǎo)因素，電力的生產(chǎn)和供應(yīng)主要依靠負(fù)荷的實時變化情況進(jìn)行相應(yīng)動態(tài)調(diào)整，以保障電力的供需之間處于總體平穩(wěn)狀態(tài)，呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定的發(fā)電和用電平衡特征。
而在新型電力系統(tǒng)中，伴隨著新能源滲透率不斷提高，導(dǎo)致電力系統(tǒng)供需間維持相對平衡的困難度和復(fù)雜性越來越高，為確保電力供需響應(yīng)更加靈活精準(zhǔn)，需要把不同類型的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)有機結(jié)合起來，以實現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的電力產(chǎn)出；需要配置相應(yīng)儲能系統(tǒng)和靈活性電源進(jìn)行功率補償，以備不時之需；需要通過大量分布式智能電網(wǎng)和需求側(cè)管理技術(shù)廣泛應(yīng)用，以及虛擬電廠技術(shù)通過聚合分布式電源，進(jìn)一步提升電網(wǎng)對波動性電源的消納能力，從而建立起“源網(wǎng)荷儲”一體化協(xié)調(diào)互動機制，并借助多種能源形式的協(xié)同耦合作用，優(yōu)化不同能源相互組合，提高系統(tǒng)效率和可靠性，以達(dá)到釋放電網(wǎng)調(diào)節(jié)潛力、提高供需之間匹配效率、實現(xiàn)電力供需間有效平衡、確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定高效運行的目的。
電價形成機制
電價形成機制是電力市場建設(shè)的關(guān)鍵所在，是指決定電力價格的規(guī)則和制度體系。在電力市場中，電價是核心要素之一，電力市場的全過程都是圍繞電價展開的，它不僅關(guān)乎發(fā)電企業(yè)的收益，還直接影響到電力用戶的承擔(dān)成本。電價作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)價格，牽涉到發(fā)、輸、配、供、用電等各個環(huán)節(jié)，其細(xì)小變化往往會引發(fā)一系列的連鎖反應(yīng)，因而電價形成機制及其計算方法一直備受矚目。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電價的調(diào)整和改變主要由政府主導(dǎo)，電價形成往往就是政府“一張紙”，透明度不高，被人詬病。我國電力體制改革的核心就是市場化，通過引入競爭來破除壟斷，并遵循電力供求與電價之間的互動規(guī)律。
隨著新型電力系統(tǒng)的建立，傳統(tǒng)電力市場的電價形成機制受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，新一輪電改趨勢是還原電力商品屬性，電價形成機制將轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^市場交易形成，涵蓋容量價格、電量價格、輸配電價、輔助服務(wù)費用、政府基金及附加等，建立起“能漲能跌”市場化價格體系。目前電源側(cè)的抽水蓄能、煤電、新能源等已基本邁向市場化，下一步改革重點領(lǐng)域在水電、氣電和核電等；電網(wǎng)側(cè)輸配電網(wǎng)因經(jīng)營具有自然壟斷特性，其價格需結(jié)合補償成本、合理收益等要求由政府提出指導(dǎo)價；用戶側(cè)的電價形成機制將在政府監(jiān)管下逐步轉(zhuǎn)向市場定價，未來電力市場將更加注重價格信號對資源配置的引導(dǎo)作用。概言之，新型電力系統(tǒng)電價體系要充分體現(xiàn)電力多元價值，發(fā)揮電價機制的關(guān)鍵引導(dǎo)作用，實現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)、更可持續(xù)的電力轉(zhuǎn)型。
電碳聯(lián)動機制
電碳聯(lián)動機制是新型電力系統(tǒng)的顯著特征。隨著我國由“能耗雙控”逐步轉(zhuǎn)向“碳排放雙控”，減少人類活動造成的溫室氣體排放成為氣候治理最核心的問題。電力作為我國最大的碳排放大戶，大力推動電碳聯(lián)動是推動綠色低碳發(fā)展的重要載體，也是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的根本保障。目前，全國碳市場已上線交易，全國電力市場正加速推進(jìn)，但這兩個市場運作相對獨立，面臨的信息壁壘和重復(fù)補貼問題比較突出，綠色消費理念尚未真正形成，綠電、綠證、CCER（國家核證自愿減排量）之間缺乏有效銜接，不可避免會導(dǎo)致電碳價格傳導(dǎo)存在不暢等問題。與此同時，我國煤電仍在電力供應(yīng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，碳成本向電價傳導(dǎo)難度較大，也在一定程度上加大了電碳聯(lián)動的難度。
簡言之，電碳聯(lián)動機制是指“電—證—碳”三者的銜接聯(lián)動，就是要從頂層設(shè)計入手，做好兩大市場的整體規(guī)劃，在政策體系、市場空間、價格機制、碳排放核算體系、綠色認(rèn)證等方面加大協(xié)同，借助市場機制并運用現(xiàn)代信息技術(shù)手段優(yōu)化配置碳排放空間資源，構(gòu)建促進(jìn)電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和降碳減排的創(chuàng)新機制，建立健全碳足跡管理體系與抵扣機制，持續(xù)加強與國際碳市場的合作和互認(rèn)，以確保電碳聯(lián)動策略的有效實施，不斷提升可再生能源的環(huán)境價值屬性，更好推動清潔能源的消納和碳減排目標(biāo)的實現(xiàn)，真正筑牢綠色低碳的發(fā)展合力，激發(fā)全社會節(jié)能減碳的內(nèi)生動力，為“雙碳”目標(biāo)順利實現(xiàn)提供全方位的保證。
容量保障機制
容量保障機制是保障新型電力系統(tǒng)高效運行的重要基礎(chǔ)，指通過一系列手段和措施保障電力系統(tǒng)能夠在各種復(fù)雜場景下，維持足夠的容量冗余，以有效應(yīng)對不同程度的負(fù)載需求，確保系統(tǒng)在用電需求急劇變化時不至于崩潰，以及避免系統(tǒng)長時間超負(fù)荷運行致使硬件老化、效率下降。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由于主要依靠燃煤燃?xì)夂退Πl(fā)電，自身“轉(zhuǎn)動慣量”大，且發(fā)電和用電相對穩(wěn)定，用電量飆升或暴跌的震蕩幅度相對較小，電網(wǎng)頻率不會瞬間崩潰，因而對容量保障的要求不是很高。
新型電力系統(tǒng)因以風(fēng)光等新能源為主體電源，存在間歇性、隨機性、波動性的特征，天生就缺乏“轉(zhuǎn)動慣量”，一旦出現(xiàn)用電負(fù)荷劇烈波動，電網(wǎng)就可能會瞬間崩潰或脫網(wǎng)，造成重大停電事故，帶來難以估量損失。前不久西班牙大停電事件將歐洲能源轉(zhuǎn)型過程中容量保障不足的深層矛盾暴露無遺。因此，建立充裕容量保障機制勢在必行，需要多方共同發(fā)力，不可顧此失彼、左支右絀：既要充分發(fā)揮傳統(tǒng)電力“穩(wěn)定器”作用，構(gòu)建“煤電基礎(chǔ)+水電補充+核電支撐”的容量保障體系，又要加快抽水蓄能與新型儲能建設(shè)，持續(xù)擴充能量“蓄水池”，還要做好電力數(shù)字化嫁接，打造柔性堅強電網(wǎng)，提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活性，更重要的要按照市場化的要求搭建容量市場，在容量資源配置中引入市場競爭機制。只有留足充裕的容量調(diào)節(jié)空間，持續(xù)增強電力系統(tǒng)氣候韌性，才能有效防范“黑天鵝”“灰犀?！笔录l(fā)生。
電算協(xié)同機制
電算協(xié)同機制是新型電力系統(tǒng)不可分割的有機組成。隨著能源革命與數(shù)字革命的協(xié)同推進(jìn)，電力與算力正形成相互支撐、協(xié)同發(fā)展的新態(tài)勢。不同于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相對單向、封閉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行調(diào)控方法，難以實現(xiàn)海量用戶側(cè)資源的高效協(xié)同，新型電力系統(tǒng)本身就是一個信息開放的“AI智慧體”，也是一個巨大的能量“吞電獸”，借助多能協(xié)同互補、源網(wǎng)荷儲互動、多網(wǎng)融合互聯(lián)等方式，加上海量分布式電源、充電樁等用戶側(cè)設(shè)備接入電網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享與安全交互，滿足電網(wǎng)對海量用戶側(cè)設(shè)備接入數(shù)據(jù)共享與靈活管控需求，實現(xiàn)供電、用能的資源高效協(xié)同與靈活互動，同時還有利于各方及時掌握電力體系安全狀況，提高應(yīng)急響應(yīng)速度，降低或避免事故損失。
總體來說，新型電力系統(tǒng)的能源電力信息物理融合特征更為鮮明，對信息共享和電算協(xié)同提出了更高標(biāo)準(zhǔn)和要求，信息的共采、共用、共建在支撐能源電力系統(tǒng)安全高效運行中的作用更加凸顯，以達(dá)到電力與算力信息貫通、數(shù)據(jù)價值增值：通過信息共采，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺和智能調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間信息的互聯(lián)互通和資源的共享，提升整個系統(tǒng)協(xié)同運行能力；通過信息共用，借助先進(jìn)算法對主電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)的運行狀態(tài)進(jìn)行全面優(yōu)化和智能調(diào)度，實現(xiàn)電力資源的最優(yōu)配置和高效利用；通過信息共建，推動智能電網(wǎng)與儲能、電動汽車、虛擬電廠、零碳園區(qū)與工廠等新業(yè)態(tài)深度融合，形成多領(lǐng)域聯(lián)動的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，共同推動新型電力系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展。
仿真決策機制
仿真決策機制是新型電力系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的顯著特征。由于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)主要依靠人工收集信息、監(jiān)測和控制，存在效率低下、缺乏量化評估、反應(yīng)遲緩、資源利用不充分等諸多問題。而新型電力系統(tǒng)在推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的同時也給電力系統(tǒng)的仿真決策帶來許多新方法新思路：一方面，隨著云大物移智數(shù)等新一代信息技術(shù)在電力領(lǐng)域廣泛使用，借助數(shù)字孿生和區(qū)塊鏈等技術(shù)撲拓電力運行場景，開展電廠運行監(jiān)測、故障診斷、負(fù)荷預(yù)測，實現(xiàn)物理現(xiàn)實世界與數(shù)字虛擬世界精準(zhǔn)映射，達(dá)到時間—空間—參量的電力系統(tǒng)全息數(shù)據(jù)感知，支持從多尺度、多場景、多任務(wù)對電力系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)知決策。
另一方面，數(shù)字孿生搭建新型電力系統(tǒng)認(rèn)知決策關(guān)鍵技術(shù)體系，賦予電力系統(tǒng)自我演進(jìn)、自我學(xué)習(xí)的新能力，實現(xiàn)穩(wěn)定快速判別、量化評估和輔助決策。對政府部門和電網(wǎng)企業(yè)來說，借助電力一張“網(wǎng)”、一面“屏”、一朵“云”，能及時獲取大用戶、海量居民、分布式電源、電動汽車、儲能單元等負(fù)荷資源信息，實時分析全網(wǎng)用戶側(cè)負(fù)荷資源情況，構(gòu)建用戶負(fù)荷分類管理模型和基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電力系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺，破除數(shù)據(jù)和信息孤島，幫助收集更為精確和全面的人類用電行為樣本，并將各環(huán)節(jié)的能量流、信息流、價值流統(tǒng)一起來，通過虛擬環(huán)境降低真實市場試錯成本，精準(zhǔn)實施負(fù)荷的集中快速、統(tǒng)一調(diào)度管理，制定更科學(xué)的市場規(guī)則與關(guān)鍵參數(shù)，讓電力決策變得更快速、更聰明。
成本疏導(dǎo)機制
由于新型電力系統(tǒng)比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更復(fù)雜、更多元，不可避免地帶來整個產(chǎn)業(yè)鏈成本上升，其成本疏導(dǎo)鏈條更長、分?jǐn)偢鼜?fù)雜。據(jù)權(quán)威機構(gòu)測算，當(dāng)新能源滲透率超15%后，系統(tǒng)成本進(jìn)入快速增長臨界點，預(yù)計2030年供電成本較2020年提高18%—20%；遠(yuǎn)期的低碳轉(zhuǎn)型成本與電力系統(tǒng)脫碳程度正相關(guān)，預(yù)計2060年電力系統(tǒng)實現(xiàn)負(fù)排放的情景比零碳排放情景成本提高17%左右。由此可見，科學(xué)測算電力低碳轉(zhuǎn)型成本、構(gòu)建合理成本疏導(dǎo)機制既是推進(jìn)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建必不可少的重要內(nèi)容，也是保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和安全供電不可忽視的必要環(huán)節(jié)。
隨著電力新業(yè)態(tài)、新模式不斷涌現(xiàn)，為電力系統(tǒng)提供電能量服務(wù)、輔助服務(wù)、容量保障服務(wù)等多重服務(wù)越來越普遍，搭建科學(xué)合理的成本疏導(dǎo)機制顯得更為迫切，以確保常規(guī)電源、新能源發(fā)電、儲能企業(yè)、電力用戶等各方市場主體科學(xué)公平地承擔(dān)、分?jǐn)傁嚓P(guān)成本費用，大致涵蓋成本分?jǐn)傇瓌t、成本調(diào)控機制、成本核算和透明度、成本管理與效益評估等內(nèi)容，是確保電力市場化改革成功的關(guān)鍵一環(huán)。因此，在具體實施過程中要充分恪守市場化的要求，在算好經(jīng)濟(jì)賬的同時，盡可能還原電力商品屬性，通過發(fā)揮價格信號燈的作用，促進(jìn)有效市場和有為政府有效結(jié)合，統(tǒng)籌考慮電力轉(zhuǎn)型過程中涉及的電力平衡、容量保障、應(yīng)急備用等服務(wù)成本，精準(zhǔn)核算、確立和調(diào)節(jié)不同類型電力上網(wǎng)成本，形成有利于成本疏導(dǎo)的價格傳導(dǎo)機制，切實打破現(xiàn)有利益分割和條塊壁壘，在更大范圍內(nèi)實現(xiàn)電力資源的共享互濟(jì)和優(yōu)化配置。
綠電消納機制
新型電力系統(tǒng)的核心目的就是促進(jìn)和提升風(fēng)光為主的綠電消納。隨著“雙碳”目標(biāo)全面推進(jìn)，國家持續(xù)強化綠電消納責(zé)任，在不斷提升各省份非水可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重的基礎(chǔ)上，對冶金、大數(shù)據(jù)等特定行業(yè)下發(fā)綠電消費比例要求，將綠色電力消費信息納入上市企業(yè)環(huán)境、社會和公司治理（ESG）報告體系，促進(jìn)綠電消納的情況有了明顯好轉(zhuǎn)。但風(fēng)光等綠電消納仍存在不少障礙，“發(fā)出來、送不到、用不掉”的問題并沒有從根本上解決。為此，前不久國家出臺了關(guān)于有序推動綠電直連發(fā)展的有關(guān)政策，推進(jìn)新能源就近就地消納，更可滿足企業(yè)綠色用能需求，這并非簡單的技術(shù)方案，而是構(gòu)建綠電消納機制一種有益嘗試。
實際上，建立綠電消納機制對于實現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)至關(guān)重要，也是應(yīng)對國際碳壁壘的一劑“良方”，需要采取多管齊下的策略，從制度與機制建設(shè)上入手，以發(fā)現(xiàn)綠電的環(huán)境價值為導(dǎo)向，建立更科學(xué)更高效的綠電市場交易機制，不斷豐富綠電交易品種、類型與模式，完善相應(yīng)的配套機制與標(biāo)準(zhǔn)，高效匹配綠電供需，形成合理價格曲線；需要搭建綠電的“生產(chǎn)—交易—消費—認(rèn)證”全鏈條、全方位管理體系，完善“電—碳”市場價格聯(lián)動機制，加大綠電與配額制、碳交易、綠證交易等相關(guān)政策對接；需要健全綠電的監(jiān)測、計量和考核體系，制定科學(xué)合理的考核指標(biāo)和獎罰措施，從根本上消除綠電消納的“腸梗阻”，打造綠電自愿消費價值鏈體系，形成全社會主動消費綠電的良好氛圍與風(fēng)氣。
風(fēng)險防范機制
風(fēng)險防范機制是新型電力系統(tǒng)的剛性要求。電力系統(tǒng)作為世界上最復(fù)雜、最龐大的人造系統(tǒng)，也是最容易被自然災(zāi)害、偶發(fā)事故破壞的系統(tǒng)。如何有效應(yīng)對負(fù)荷激增和極端天氣頻發(fā)等帶來的多重挑戰(zhàn)，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮的課題，尤其是對我國這樣一個“雙高”“雙峰”“雙隨機”特征尤為明顯的全國性“一張網(wǎng)”的電網(wǎng)架構(gòu)，一旦出現(xiàn)電力故障、電力過載等重大事故，帶來的損失將難以估量。西班牙大停電再一次告誡世人：供電安全要警鐘長鳴，始終要放在第一位。
風(fēng)險防范是電力系統(tǒng)永恒的主題，電力安全是須臾不可忽視的“國之大者”。這是一項基礎(chǔ)性、長期性、系統(tǒng)性工作，需要遵循源頭治理、綜合治理的原則，堅持“預(yù)防為主、管理為本、應(yīng)急為要、技術(shù)為先”的思路，從“硬軟”兩方面構(gòu)筑全面高效防范體系：一方面要加大“硬”的投入，緊扣新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲深刻變化，不斷強化大電網(wǎng)特性認(rèn)知、運行控制和故障防御，持續(xù)提升電力硬件與軟件設(shè)施、強化風(fēng)險監(jiān)控與預(yù)警、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運行方式，全力打造氣候彈性強、安全韌性強、調(diào)節(jié)柔性強、保障能力強的數(shù)智化堅強電網(wǎng)，全面提升電力系統(tǒng)安全裕度；另一方面要強化“軟”的建設(shè)，建立健全電力本質(zhì)安全管理體系，積谷防饑、曲突徙薪，超前做好各種風(fēng)險預(yù)案，切實筑牢風(fēng)險防范的“三道防線”，完善多層次風(fēng)險預(yù)警和處置機制，將風(fēng)險防控嵌入電力運行各環(huán)節(jié)，盡可能將風(fēng)險遏制于萌芽狀態(tài)，確保電力系統(tǒng)時刻處于安全、穩(wěn)健、高效的運行狀態(tài)。
