中國儲能網(wǎng)訊：實現(xiàn)“雙碳”目標，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍。習近平總書記在2020年9月向世界宣布中國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”，次年3月就提出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，并于2023年7月明確新型電力系統(tǒng)的五大特征——清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能，以及建設目標——更好推動能源生產(chǎn)和消費革命，保障國家能源安全。圍繞新型電力系統(tǒng)建設，相關(guān)政策文件以及各類新形態(tài)不斷涌現(xiàn)。有必要在深刻認知五大特征的基礎上，理解新形態(tài)的必然需求，研判新形態(tài)的適用范圍，支撐新型電力系統(tǒng)的合理、快速構(gòu)建。
新型電力系統(tǒng)真的需要新形態(tài)
（一）三角基礎：清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效
從新能源自身看，清潔低碳和經(jīng)濟高效已成為其本質(zhì)特征。以風電、光伏為代表的新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，發(fā)電成本指數(shù)級下降。2025年3月底，全國風電、太陽能發(fā)電裝機歷史性超過火電，二者合計發(fā)電量已超出全社會用電量增量。然而，新能源在邁向主體電源的過程中，其波動性、間歇性和不可預知性，會給電力系統(tǒng)的安全充裕帶來巨大挑戰(zhàn)——這正是業(yè)界經(jīng)常提到的能源“不可能三角”。
但在國家安全層面，新能源已實現(xiàn)能源“穩(wěn)定三角”。2024年2月，中共中央政治局就新能源技術(shù)與我國的能源安全進行第十二次集體學習。習近平總書記在主持學習時強調(diào)，以更大力度推動我國新能源高質(zhì)量發(fā)展，為中國式現(xiàn)代化建設提供安全可靠的能源保障，為共建清潔美麗的世界作出更大貢獻。電力作為二次能源，電力系統(tǒng)的安全首先是一次能源的充裕保障，而我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展舉世矚目，鏈條完整，可有效化解能源對外依存問題。
安全一直是本質(zhì)需求，但安全有著不同的層級，對應不同的尺度，需運用系統(tǒng)性思維分析問題、設計解決方案，尤其要更加科學合理地做好電力系統(tǒng)的規(guī)劃建設。如不同層級電力系統(tǒng)運行安全對應的儲能配置可分為：
運行性安全：配置抽水蓄能、新型儲能等主要儲能類型，應對日常電力系統(tǒng)供需波動。
應急性安全：利用碳排放較低的天然氣，未來可以考慮氫能及衍生燃料，應對運行環(huán)境短時急劇變化，如寒潮、酷暑、雷電、冰災等。
極端性安全：以煤炭兜底保障，應對運行環(huán)境長時間、大幅度變化，如自然災害、戰(zhàn)爭等。
系統(tǒng)性思維也包括歷史觀，需認識到“三角特征”是不斷演化的。基于火電等化石能源的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，本身就是能源轉(zhuǎn)型中替代舊能源的產(chǎn)物。140多年前，愛迪生在紐約珍珠街搭建了世界首個商業(yè)化電力系統(tǒng)，用煤電替代了煤氣，解決了煤氣點燈時產(chǎn)生的大量污染與排放問題?？梢韵胍姡谶@一替代過程初期，煤電成本大概率高于煤氣，而且可靠性也不如煤氣；但隨著煤電廣泛應用，其成本大幅下降、可靠性不斷提升，逐步發(fā)展成為既安全充裕，又經(jīng)濟高效，還“綠色環(huán)?！钡碾娏ο到y(tǒng)。
當前我們面臨的問題，其實來自對“綠色環(huán)?！备呒壍淖非蟆扒鍧嵉吞肌?。這一追求雖會帶來短期成本增加，但從長期來看，經(jīng)濟高效的目標是可以實現(xiàn)的。更何況，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的建設本身就需時刻在安全充裕和經(jīng)濟高效之間尋找平衡，如今只是在優(yōu)化函數(shù)中新增了一個變量，而這一變化在智能電網(wǎng)時代已悄然開啟。如2010年發(fā)布的《國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）先進能源技術(shù)領(lǐng)域智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)（一期）重大項目申請指南》中，明確的六大方向前兩項便直接與此相關(guān)：（1）大規(guī)模集中接入間歇式能源并網(wǎng)技術(shù)；（2）高密度分布式電源并網(wǎng)技術(shù)。
然而，這類問題研究十余年還沒有得以解決的根源在哪里？恐怕在于傳統(tǒng)思維，在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)安全充裕視角下看新能源可以占到多少比例。而不是以清潔低碳為“牛鼻子”，在以新能源為主體的前提下，研究如何實現(xiàn)安全充裕和經(jīng)濟高效。正如有專家拿電動汽車作類比，指出現(xiàn)在不少新型電力系統(tǒng)的建設工作，就像傳統(tǒng)車企在油車平臺上“油改電”，而非直接打造“純電”平臺?！坝透碾姟倍虝r看可以節(jié)約研發(fā)和制造的成本和時間，但造出的車安全性差、續(xù)航差、空間小，已經(jīng)被市場淘汰。
因此，要建設具備清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效的穩(wěn)定三角特征的新型電力系統(tǒng)，需以系統(tǒng)性思維從本質(zhì)上創(chuàng)新形態(tài)，而這離不開供需協(xié)同和靈活智能的支撐。
（二）二足支撐：供需協(xié)同、靈活智能
供需協(xié)同是“系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性”的直接體現(xiàn)，是新型電力系統(tǒng)新形態(tài)的核心途徑。
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的構(gòu)建基礎是“供需平衡”，規(guī)劃遵循“以荷（峰值）定源（容量）”，運行采用“源隨荷動”。前者為滿足短時峰值負荷需求，可能造成系統(tǒng)設備資產(chǎn)利用率低，難以實現(xiàn)電力資產(chǎn)的經(jīng)濟高效。后者要依賴比較準確的負荷預測、基本可控的電源，以及適當配置的靈活性資源。而在新能源為主體時，在傳統(tǒng)思路下，用戶側(cè)新能源導致負荷預測困難，新能源電站難以控制，新建靈活性資源則帶來經(jīng)濟壓力。此即為前述新能源給電力系統(tǒng)運行帶來巨大挑戰(zhàn)的根源。
如果能讓波動的新能源發(fā)電和波動的用電需求實現(xiàn)實時自主匹配，可有效減輕電力系統(tǒng)“安全充?！钡膲毫?，減少對靈活性資源的需求，進而緩解“經(jīng)濟高效”壓力。因此，新型電力系統(tǒng)應通過供需協(xié)同拉近供需距離，正像互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟通過供需直接互通減少中間環(huán)節(jié)，既能有效降低系統(tǒng)成本，又能為消費者帶來實惠，為生產(chǎn)者創(chuàng)造收益。
供需協(xié)同在德國已有雛形。德國的“平衡單元機制”通過各個調(diào)度區(qū)域內(nèi)的近千個平衡責任方，管理數(shù)千個平衡單元，保證每個單元內(nèi)的凈用/發(fā)電的實際曲線與上報的預測曲線不產(chǎn)生偏差，降低所在調(diào)度區(qū)域面對的不確定性，從而減少系統(tǒng)備用、緩解平衡壓力。該機制中，平衡單元無需物理連接，發(fā)、用電主體可自由組合，但目前尚未考慮通過減少波動性來降低電力系統(tǒng)對靈活性資源的需求，仍需進一步完善。
中國在供需協(xié)同已有探索。2017年國家發(fā)展改革委、國家能源局開展園區(qū)級市場化交易試點，探索光伏發(fā)電與本地用戶直接交易模式。其中，蘇州工業(yè)園區(qū)試點成功實現(xiàn)月度電量供需協(xié)同，但尚未涉及電力供需協(xié)同，電網(wǎng)仍需承擔保障兜底責任。同年國家發(fā)展改革委等六部委發(fā)布《關(guān)于深入推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革做好新形勢下電力需求側(cè)管理工作的通知》，并組織需求側(cè)響應試點，嘗試推動電力系統(tǒng)運行從“源隨荷動”向“荷隨源動”轉(zhuǎn)變，但距離供需協(xié)同需要的“源荷互動”還有差距。
靈活智能是實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)新形態(tài)的核心抓手，也是時代賦予電力系統(tǒng)的核心能力。
儲能是提供系統(tǒng)靈活性的首選，在新型電力系統(tǒng)中，儲能的重要性愈發(fā)凸顯，已成為“源網(wǎng)荷儲”體系中不可或缺的一部分。抽水蓄能將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，新型儲能也在迅猛發(fā)展?！吨袊滦蛢δ馨l(fā)展報告》指出，新型儲能技術(shù)路線“百花齊放”，涵蓋全球工程應用的主要技術(shù)路線，調(diào)度運用水平穩(wěn)步提高，有力支撐新型電力系統(tǒng)建設。新型儲能不僅僅可以提供“時間靈活性”，其模塊組合的靈活特性還給電力系統(tǒng)帶來“空間靈活性”，是破解“以荷定源”、延緩輸配電設備升級擴容、提升電力資產(chǎn)利用率的有效手段。
這類儲能“硬”技術(shù)可能需要像風電、光伏那樣，經(jīng)過多年發(fā)展實現(xiàn)規(guī)模化應用，因此供需兩端的“軟”技術(shù)不可或缺。供給側(cè)除了水電、氣電等常規(guī)可調(diào)節(jié)電源外，主要依靠火電的靈活性改造，但其面臨“發(fā)電即排放”的難題，所以新能源發(fā)電自身的靈活性提升應該成為重要方向。事實上，與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，新能源發(fā)電在物理形態(tài)上具備模塊組合的靈活特性：一臺100萬千瓦的大型火電機組要檢修，會直接造成100萬千瓦的發(fā)電缺口；而由100臺1萬千瓦風機組成的100萬千瓦的風電場站，可逐臺風機檢修，只影響1%的發(fā)電能力。從運行角度看，新能源電站可通過內(nèi)部“機組組合”實現(xiàn)0到100%發(fā)電能力的實時調(diào)節(jié)，且不存在火電調(diào)節(jié)需要的“最低負荷”與“爬坡時間”。當然，這需要配套政策、市場機制與調(diào)度機制的支撐。
需求側(cè)的靈活性最具潛力。除了具備需求側(cè)響應能力的可調(diào)節(jié)、可中斷用電負荷外，利用非電形態(tài)的存儲、調(diào)節(jié)能力，可進一步提升需求側(cè)靈活性：如空調(diào)、熱泵通過改變控制溫度實現(xiàn)“熱儲能”，利用靈活性AI算法、可中斷AI芯片實現(xiàn)“算儲能”。這些靈活性還可聚合形成虛擬電廠。2025年4月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于加快推進虛擬電廠發(fā)展的指導意見》，明確到2030年全國虛擬電廠調(diào)節(jié)能力達到5000萬千瓦以上。深圳、上海等地的城市級虛擬電廠示范項目，已驗證了虛擬電廠的技術(shù)可行性。虛擬電廠需依托智能技術(shù)實現(xiàn)資源聚合，供需協(xié)同也需要智能技術(shù)實現(xiàn)互通。
物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等智能技術(shù)的爆發(fā)式發(fā)展，正在推動人類社會步入智能時代，也將深刻變革并支撐電力系統(tǒng)新形態(tài)。2024年11月頒布的《中華人民共和國能源法》第三十一條明確規(guī)定：“國家加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，加強電源電網(wǎng)協(xié)同建設，推進電網(wǎng)基礎設施智能化改造和智能微電網(wǎng)建設，提高電網(wǎng)對可再生能源的接納、配置和調(diào)控能力?！?025年9月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于推進“人工智能+”能源高質(zhì)量發(fā)展的實施意見》，提出了包括“圍繞新型電力系統(tǒng)下的電網(wǎng)安全、新能源消納、運行效率等要求，開展電力供需預測、電網(wǎng)智能診斷分析、規(guī)劃方案智能生成等電網(wǎng)規(guī)劃設計應用”等多項新型電力系統(tǒng)建設需要的智能技術(shù)和場景。
作為新型電力系統(tǒng)新形態(tài)的核心途徑和核心抓手，供需協(xié)同和靈活智能也可以反過來用于研判各種新形態(tài)的適用范圍：若某一新形態(tài)難以體現(xiàn)供需協(xié)同，沒有用到靈活智能，則可能陷入類似“油改電”的誤區(qū)，難以真正實現(xiàn)清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效的“穩(wěn)定三角”。
新型電力系統(tǒng)需要真的新形態(tài)
（一）新政策推動新形態(tài)不斷涌現(xiàn)
2025年2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于深化新能源上網(wǎng)電價市場化改革 促進新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》，提出“新能源全面入市”的新形態(tài)，引發(fā)行業(yè)巨大反響。該形態(tài)推動新能源高質(zhì)量發(fā)展，提升新能源智能化水平（如發(fā)電預測準確性、運維建設效率等）。其核心在于破除電網(wǎng)無償兜底的機制，建立新能源分攤系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)成本的通道。但其本質(zhì)還是“供需平衡”，難以緩解系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)壓力——若要保障安全，要么需要增加靈活性資源建設投入（影響“經(jīng)濟高效”），要么需要減少具備發(fā)電條件的新能源發(fā)電（影響“清潔低碳”）。
2025年5月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于有序推動綠電直連發(fā)展有關(guān)事項的通知》，提出“綠電直連”新形態(tài)，是“新能源全面入市”的有效補充。該形態(tài)通過專線直接連接供需雙方，實現(xiàn)“強”供需協(xié)同，可以激發(fā)供需主體活力、實現(xiàn)自主匹配，且綠電溯源直接、清潔低碳特征明確。但專屬線路可能導致設備利用率較低，難以發(fā)揮平臺與規(guī)模效應，間接增加社會成本，比較適合大電網(wǎng)建設不足的區(qū)域。
2025年7月，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展零碳園區(qū)建設的通知》，指出“加強園區(qū)及周邊可再生能源開發(fā)利用，支持園區(qū)與周邊非化石能源發(fā)電資源匹配對接，科學配置儲能等調(diào)節(jié)性資源，因地制宜發(fā)展綠電直連、新能源就近接入增量配電網(wǎng)等綠色電力直接供應模式”。該政策進一步完善了“綠電直連”形態(tài)，明確要科學配置調(diào)節(jié)性資源，但難點恰在于“科學配置”。若換個視角，零碳園區(qū)其實是智能微電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)載體。
（二）聚合型智能微電網(wǎng)——新型電力系統(tǒng)原生的新形態(tài)
微電網(wǎng)并不是全新形態(tài)，甚至可以說，愛迪生在紐約珍珠街搭建的首個商業(yè)化電力系統(tǒng)，本質(zhì)就是微電網(wǎng)。早期微電網(wǎng)難以滿足用電需求，且供電資源與用戶距離較遠（需長距離傳輸以更高電壓等級降低損耗），同時為提升可靠性需實現(xiàn)互聯(lián)互通，才逐步演化成如今的大電網(wǎng)。然而，量變引起質(zhì)變：正如新能源占比不斷提升給電力系統(tǒng)運行帶來巨大挑戰(zhàn)，大電網(wǎng)復雜性的不斷提升，也對電力系統(tǒng)運行構(gòu)成嚴峻考驗。2025年4月，西班牙、葡萄牙發(fā)生大停電事故，影響5000萬人，核心原因是運行人員未預料到的無功級聯(lián)故障。中國尚未發(fā)生類似大停電，一方面體現(xiàn)了中國電力系統(tǒng)全鏈條的技術(shù)與管理能力的領(lǐng)先，另一方面也可能意味著，在安全充裕與經(jīng)濟高效的權(quán)衡中，我們對前者賦予了更高權(quán)重——這也意味著日常運行時電力系統(tǒng)資產(chǎn)利用率、投資回報率相對較低。
在新能源占比和電網(wǎng)復雜性不斷提升的雙重壓力下，僅依靠大電網(wǎng)承擔電力系統(tǒng)安全充裕的責任，恐怕難以持續(xù)，智能微電網(wǎng)成為必選項。傳統(tǒng)微電網(wǎng)是從“用戶滿足自身用電”這個單一目標考慮的，并網(wǎng)型微電網(wǎng)依靠大電網(wǎng)兜底，未充分考慮全社會成本與系統(tǒng)安全。而智能微電網(wǎng)站在系統(tǒng)視角，通過靈活智能實現(xiàn)本地供需協(xié)同，可減少系統(tǒng)安全壓力、降低全社會成本、提升系統(tǒng)安全，最終實現(xiàn)清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效的“穩(wěn)定三角”。但現(xiàn)實中，往往存在“有本地發(fā)電資源的負荷不足”“有大量用電需求但本地發(fā)電資源匱乏”的矛盾，導致獨立型智能微電網(wǎng)的建設空間有限。在此背景下，聚合型智能微電網(wǎng)的形態(tài)應運而生。
聚合型智能微電網(wǎng)是以公共配電網(wǎng)為物理連接、以“智能電表+智能合約”為數(shù)字連接，實現(xiàn)新能源發(fā)電與用電負荷供需協(xié)同的“微型”電力系統(tǒng)。其可根據(jù)經(jīng)濟性與可行性，選擇本地配置靈活性資源或付費購買外部靈活性資源，建立“誰受益、誰付費”的靈活性資源成本合理回收機制，并可衍生出“一聚一”“一聚多”“多聚一”“多聚多”等子形態(tài)。
“一聚一”的形態(tài)也可稱作“綠電聚連”。和“綠電直連”相比，核心差異在于無需建專線，即使需要新建線路，也可以統(tǒng)籌規(guī)劃和運營，發(fā)揮平臺規(guī)模效應。當然，從綠電溯源的角度看，“綠電聚連”需額外投入智能化研發(fā)與建設，但相對電力一次設備投入，這部分成本基本可以忽略。中國不應摒棄國際領(lǐng)先的大電網(wǎng)與電力智能化能力，也不應簡單遵循歐盟不盡合理的要求，而應該積極向國際社會推廣“綠電聚連”這類“全社會成本更低”的綠電溯源形態(tài)，推動形成國際標準。
“多聚多”等其他形態(tài)的運行機制，可參考德國的平衡單元機制，且虛擬電廠已為此奠定了良好技術(shù)基礎。盡管虛擬電廠與聚合型智能微電網(wǎng)都采用“聚合”形態(tài)，但二者在核心目標與運行邏輯上存在本質(zhì)差異：虛擬電廠的核心定位是“增加系統(tǒng)靈活性供給”，而聚合型智能微電網(wǎng)則致力于“減少系統(tǒng)靈活性需求”，最終降低全社會靈活性資源成本。
聚合型智能微電網(wǎng)也可以延伸到居民用電領(lǐng)域。在海外已經(jīng)有大量的V2H（Vehicle to Home）案例，通過電動汽車為住宅供電，結(jié)合屋頂光伏等實現(xiàn)家庭微電網(wǎng)，此時新能源車成為綠電的“搬運工”。由于中國主要居住環(huán)境與海外存在差異，直接推廣V2H比較困難，但中國已建成大量的V2G（Vehicle to Grid）項目，電動汽車聚合及與電網(wǎng)互動的技術(shù)已很成熟。因此，中國可在居民小區(qū)建設“聚合型V2H（即聚合型家庭微電網(wǎng)）”，使不同位置的住宅與電動汽車通過小區(qū)公共電網(wǎng)實現(xiàn)供需協(xié)同。
愿景
聚合型智能微電網(wǎng)作為新型電力系統(tǒng)原生形態(tài)，需要在機制與技術(shù)層面開展深入研究和探索。在機制方面，聚合型智能微電網(wǎng)可被看作“能源聯(lián)產(chǎn)承包責任制”，需要建立配套政策，以適配新型電力系統(tǒng)的新型電力生產(chǎn)關(guān)系；在技術(shù)方面，需以智能電表和智能合約為核心，研發(fā)支持點對點匹配技術(shù)、實時結(jié)算技術(shù)等。
聚合型智能微電網(wǎng)與獨立型智能微電網(wǎng)，如同一根根“彈簧”，共同構(gòu)成智能配電系統(tǒng)這個“減震器”。一個個“減震器”支撐起智能輸電系統(tǒng)“車身”，保證新型電力系統(tǒng)的平穩(wěn)行駛。新型電力系統(tǒng)建設應該避免“油改電”，堅持“以終為始”，打造“純電”原生、靈活智能無處不在、分層分級供需協(xié)同的新形態(tài)。
