新型電力系統建設專家談
日期：2023-10-16 來源：南方電網報
? ? ? 10月9日，南方電網公司發(fā)布《南方電網新型電力系統發(fā)展報告(2021—2023)》(以下簡稱《報告》)。報告指出，今年1—9月，廣東、廣西、云南、貴州、海南南方五省區(qū)新增非化石能源裝機2394萬千瓦，占新增總裝機的81.5%，高于我國平均水平近10個百分點，南方五省區(qū)清潔電源供給格局基本形成。《報告》發(fā)布后，引起各方關注和熱議。為此，南網報記者就南方電網新型電力系統建設專訪了業(yè)內專家。
電力規(guī)劃設計總院黨委書記、院長杜忠明——
南方區(qū)域非化石能源高占比代表我國電力發(fā)展大趨勢
電力規(guī)劃設計總院黨委書記、院長杜忠明認為，隨著新型電力系統的加快構建，我國非化石能源占比將逐漸提升，南方區(qū)域的高占比代表了未來電力發(fā)展的大趨勢。
記者：今年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議提出，“要深化電力體制改革，加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統，更好推動能源生產和消費革命，保障國家能源安全。”如何理解新型電力系統的特征？
杜忠明：新型電力系統包含了五個方面的特征。第一，清潔低碳。這始終是系統構建最主要的方向和目標，因此，當前的重點任務是提升非化石能源占比。目前我國非化石能源消費比重為17%，目標是到2030年提升至25%，壓力還是很大的。要實現清潔低碳發(fā)展，就必須通過新型電力系統構建實現新能源、非化石能源可靠替代傳統化石能源。
第二，安全充裕。這是新型電力系統構建的根本任務，也是保障我國用電安全、保障中國式現代化建設的用電需要。根據預測，未來用電會呈現剛性增長趨勢，要通過系統構建保障用電需求。
第三，經濟高效。這是高質量發(fā)展的必然要求。要通過系統構建進一步提升效率，讓系統運行高效經濟，從而支撐經濟高質量發(fā)展。
第四，供需協同。未來電力系統特性從“荷隨源動”向“源網荷儲互動”轉變，供需協同就顯得格外重要。特別是在需求側管理上要采取多重措施，與供應側加強協同。
第五，靈活智能。這方面要通過技術與體制機制創(chuàng)新實現電力系統升級，從傳統系統向新型系統轉型，實質上也是一種產業(yè)的升級換代，要通過創(chuàng)新實現能源的清潔低碳綠色轉型，讓系統更加靈活智能。
記者：隨著新型電力系統加快構建，非化石能源占比將不斷提升，我國南方區(qū)域這一數據更是大幅超過全國平均水平。今年前三季度，南方五省區(qū)新增非化石能源發(fā)電裝機容量占比超八成，這有著怎樣的意義？未來南方區(qū)域如何進一步提升比例？
杜忠明：南方資源稟賦特點決定了一直以來其非化石能源占比高于全國平均水平，今年以來占比超八成處于全國領先水平，這有兩方面意義：一是表明了南方區(qū)域在水電、風光資源優(yōu)化配置上有了長足的發(fā)展和進步。西電東送水電占比明顯提升，同時風、光電開發(fā)規(guī)模也日益擴大，使得整個區(qū)域非化石能源占比都在提升。二是高占比代表了未來電力發(fā)展的大趨勢。我國構建新型電力系統，要通過新能源、非化石能源的持續(xù)開發(fā)利用來提升其占比，不光是裝機層面的數據提升，更希望終端用電消費占比數據的提升，這也是未來努力的方向。
記者：在構建新型電力系統過程中，西電東送戰(zhàn)略將發(fā)揮怎樣的作用？未來南方區(qū)域又該如何繼續(xù)發(fā)展西電東送？
杜忠明：西電東送在南方電網發(fā)展中有著舉足輕重的地位，目前，南方區(qū)域西電東送有“八交十一直”500千伏及以上通道，送電規(guī)模將近6000萬千瓦，累計送電量突破3萬億千瓦時，這在世界上都是龐大的規(guī)模。
未來，南方區(qū)域內部非化石能源發(fā)電開發(fā)潛力有限，因此，要從外挖潛。從電源側看，北方有沙戈荒基地、西南有西藏水電資源，南方區(qū)域要進一步擴大范圍和規(guī)模，從北方、西南地區(qū)送電，大力推進西電東送、北電南送。從負荷側看，粵港澳大灣區(qū)及南方各省份經濟社會發(fā)展，也會帶動用電持續(xù)增長，特別是大灣區(qū)外向型經濟明顯，清潔用電用能的需求潛力巨大，南方區(qū)域未來要擴大綠色能源配置，向大灣區(qū)持續(xù)輸送綠色清潔的電力。 （帥泉）
清華大學副校長、電機系教授曾嶸——
數字化是新型電力系統建設的必經之路
在構建新型電力系統和推進“雙碳”目標的過程中，電網的數字化與綠色化需要相互成就。然而，行業(yè)仍有不少關鍵核心技術有待突破創(chuàng)新。清華大學副校長、電機系教授曾嶸接受記者采訪時表示，數字化與綠色化是相互依存、相互促進的關系；構建新型電力系統，數字化不存在可不可選的問題，而是必然要走的路。
記者：報告提出，數字電網是新型電力系統和新型能源體系的關鍵載體，以數字化、綠色化協同發(fā)展促進新型電力系統和新型能源體系建設，以數字化賦能綠色化發(fā)展，以綠色化帶動數字化升級。您如何看待電網數字化與綠色化之間的關系？
曾嶸：數字化與綠色化是相互依存、相互促進的關系。首先，數字化賦能綠色化發(fā)展，用數字信息化技術賦能電力系統源網荷儲各環(huán)節(jié)，促進能源綠色轉型發(fā)展；其次，綠色化能帶動數字化升級，不光是能源電力，鋼鐵、交通、建筑等等行業(yè)綠色化的過程都對數字化提出了巨大需求，同時也為數字化技術提供了各色應用場景。
過去幾十年，我國能源電力的發(fā)展歷程就是逐步綠色化的過程，這其中數字信息化發(fā)揮著巨大作用。比如說，早期設備管理都是用紙筆記錄，后來依靠信息系統。而數字化內涵則更加深刻，會涉及到業(yè)務模型的數據化、基于數據輔助分析決策等情況。對于新型電力系統而言，數字化不存在可不可選的問題，而是必然要走的路。
記者：當前，我國電力行業(yè)在特高壓柔性直流、數字電力芯片等科技創(chuàng)新領域已取得一定成果，但與建成新型電力系統和實現“雙碳”目標仍有不小的距離。這其中有哪些關鍵核心技術需要突破創(chuàng)新？
曾嶸：我國電力行業(yè)最近二三十年發(fā)展很快，但客觀地說，實現“雙碳”目標的任務還是很艱巨的。這么龐大復雜的電力系統，如何保證安全可靠運行，本身就是很大的挑戰(zhàn)。而隨著風電、光伏接入越來越多，電力系統平穩(wěn)運行面臨挑戰(zhàn)，更要有一系列的技術保證，這些都需要不斷探索研發(fā)。未來幾十年間，行業(yè)還有不少關鍵核心技術需要突破。
具體到新型電力系統技術，我想分幾方面加以闡述：
在電源側，需要更低成本和更實用的新能源發(fā)電技術，把新能源發(fā)電系統與傳統電網更好地接入融合起來。而從整個電力系統穩(wěn)定看，還需要一定比例的煤、氣、油發(fā)電，這些因發(fā)電產生的碳排放，需要突破核心技術加以捕集、封存、利用。
在電網側，需要更加安全高效靈活的新型超/特高壓輸電技術、用于觀測電網的新型傳感技術、系統控制保護技術、人工智能技術等應用。
在負荷側，要發(fā)展儲能技術，既要發(fā)展電化學儲能，也要發(fā)展壓縮空氣、重力儲能，還要發(fā)展適宜一定儲存時長的氫儲能技術。
此外，還有關于碳經濟、新型調度等新興前沿技術，也都是構建新型電力系統所需要的。
記者：針對這些關鍵核心技術的創(chuàng)新突破，企業(yè)與高?？蒲袡C構該如何深化合作？
曾嶸：黨的二十大報告指出，要“提升國家創(chuàng)新體系整體效能”。提升創(chuàng)新體系效能有兩個非常關鍵的主力——龍頭企業(yè)和高水平研究型大學。創(chuàng)新的目標是提高經濟社會效益，從這層意義來講，就容易理解國家為什么提出企業(yè)是創(chuàng)新的主體。龍頭企業(yè)了解重大需求，并且有資源投入和落地場景，技術成果只有通過落地應用發(fā)現問題，并加速迭代，才能最終形成高質量的科技創(chuàng)新。
而頂尖高校擁有研究基礎、人才儲備等方面優(yōu)勢，雙方互補協同創(chuàng)新是非常好的形式。企業(yè)應與高校建立起真正高效的合作機制，把重大需求導入到創(chuàng)新聯合體中，聯合攻關、各展所長，最終形成高水平成果并應用，給社會提供好的產品和服務。所以，我認為，校企建立良好的合作機制是目前工作的重點。（帥泉）
中國工程院院士、南方電網公司首席科學家饒宏——
在非化石能源裝機等核心指標上，南方電網具有領先優(yōu)勢
中國工程院院士、南方電網公司首席科學家饒宏認為，“十四五”以來，南方電網公司在新型電力系統建設的理論研究與實踐探索上，取得了不少好的成果。從全國層面看，南方電網在非化石能源裝機及發(fā)電量占比、電能占終端能源消費比重、客戶平均停電時間等方面具有領先優(yōu)勢。
記者：近年來，南方電網公司在新型電力系統建設方面取得了哪些重要成果？
饒宏：南方電網公司創(chuàng)新提出將數字電網打造成為承載新型電力系統的關鍵載體，以數字化、綠色化協同發(fā)展推進新型電力系統和新型能源體系建設的實施路徑，科學構建新型電力系統的“南網方案”。
“十四五”以來，南方電網公司在新型電力系統建設的理論研究與實踐探索上，取得了不少好的成果。一是努力打造數字電網這個關鍵載體，支撐破解能源電力安全、綠色、經濟“不可能三角”問題。二是在南方區(qū)域，清潔電源為主體的供給格局已經基本形成。三是南方電網公司已基本建成現代供電服務體系。四是積極推進南方區(qū)域電力市場建設。五是加大科研和創(chuàng)新力度，推動新型電力系統建設。
記者：新型電力系統具有哪些關鍵性特征？
饒宏：南方電網公司系統研究提出表征新型電力系統的十個核心指標，包括非化石能源裝機/發(fā)電量占比、新能源電力滲透率、新能源消納率等，構成了一套客觀科學的指標體系。從全國層面看，南方電網在非化石能源裝機及發(fā)電量占比、電能占終端能源消費比重、客戶平均停電時間等方面具有領先優(yōu)勢。
記者：具體到粵港澳大灣區(qū)新型電力系統建設，我們已經取得了哪些成效？
饒宏：粵港澳大灣區(qū)在新發(fā)展格局中具有重要戰(zhàn)略地位。我們建成了灣區(qū)柔性直流互聯主網架，通過柔性直流背靠背工程，實現了直流多饋入負荷中心電網分區(qū)和柔性互聯，有效降低了交直流互相影響、短路電流超標和大面積停電風險。
另外，粵港澳大灣區(qū)周邊海上風電資源豐富，我們積極推動海上風電高質量發(fā)展，全力服務好粵西、粵東千萬千瓦級海上風電集群的有序接入和友好并網。同時，南方電網公司大力加強科技創(chuàng)新力度，在關鍵技術研發(fā)、裝備研制、示范應用等方面取得了突破性進展，促進了電力工業(yè)產業(yè)集聚壯大。
記者：通過這份報告，我們可以看出南方電網公司在技術路線上具有哪些特色？
饒宏：從新型電力系統建設的技術路線上看，南方電網公司在數字電網、柔性直流輸電等方面具有顯著的特色。南方電網西電東送采用直流輸電為主的技術路線，在特高壓遠距離大容量多端直流輸電和柔性直流輸電方面，取得了多項世界第一。多年的運行經驗表明，我們的電網網架結構清晰、經濟合理，運行安全可控。這樣的發(fā)展路線，符合南網特點，取得了顯著的經濟社會效益。（帥泉 郭冬冬 宿雪晶）
電力規(guī)劃設計總院黨委書記、院長杜忠明——
南方區(qū)域非化石能源高占比代表我國電力發(fā)展大趨勢
電力規(guī)劃設計總院黨委書記、院長杜忠明認為，隨著新型電力系統的加快構建，我國非化石能源占比將逐漸提升，南方區(qū)域的高占比代表了未來電力發(fā)展的大趨勢。
記者：今年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議提出，“要深化電力體制改革，加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統，更好推動能源生產和消費革命，保障國家能源安全。”如何理解新型電力系統的特征？
杜忠明：新型電力系統包含了五個方面的特征。第一，清潔低碳。這始終是系統構建最主要的方向和目標，因此，當前的重點任務是提升非化石能源占比。目前我國非化石能源消費比重為17%，目標是到2030年提升至25%，壓力還是很大的。要實現清潔低碳發(fā)展，就必須通過新型電力系統構建實現新能源、非化石能源可靠替代傳統化石能源。
第二，安全充裕。這是新型電力系統構建的根本任務，也是保障我國用電安全、保障中國式現代化建設的用電需要。根據預測，未來用電會呈現剛性增長趨勢，要通過系統構建保障用電需求。
第三，經濟高效。這是高質量發(fā)展的必然要求。要通過系統構建進一步提升效率，讓系統運行高效經濟，從而支撐經濟高質量發(fā)展。
第四，供需協同。未來電力系統特性從“荷隨源動”向“源網荷儲互動”轉變，供需協同就顯得格外重要。特別是在需求側管理上要采取多重措施，與供應側加強協同。
第五，靈活智能。這方面要通過技術與體制機制創(chuàng)新實現電力系統升級，從傳統系統向新型系統轉型，實質上也是一種產業(yè)的升級換代，要通過創(chuàng)新實現能源的清潔低碳綠色轉型，讓系統更加靈活智能。
記者：隨著新型電力系統加快構建，非化石能源占比將不斷提升，我國南方區(qū)域這一數據更是大幅超過全國平均水平。今年前三季度，南方五省區(qū)新增非化石能源發(fā)電裝機容量占比超八成，這有著怎樣的意義？未來南方區(qū)域如何進一步提升比例？
杜忠明：南方資源稟賦特點決定了一直以來其非化石能源占比高于全國平均水平，今年以來占比超八成處于全國領先水平，這有兩方面意義：一是表明了南方區(qū)域在水電、風光資源優(yōu)化配置上有了長足的發(fā)展和進步。西電東送水電占比明顯提升，同時風、光電開發(fā)規(guī)模也日益擴大，使得整個區(qū)域非化石能源占比都在提升。二是高占比代表了未來電力發(fā)展的大趨勢。我國構建新型電力系統，要通過新能源、非化石能源的持續(xù)開發(fā)利用來提升其占比，不光是裝機層面的數據提升，更希望終端用電消費占比數據的提升，這也是未來努力的方向。
記者：在構建新型電力系統過程中，西電東送戰(zhàn)略將發(fā)揮怎樣的作用？未來南方區(qū)域又該如何繼續(xù)發(fā)展西電東送？
杜忠明：西電東送在南方電網發(fā)展中有著舉足輕重的地位，目前，南方區(qū)域西電東送有“八交十一直”500千伏及以上通道，送電規(guī)模將近6000萬千瓦，累計送電量突破3萬億千瓦時，這在世界上都是龐大的規(guī)模。
未來，南方區(qū)域內部非化石能源發(fā)電開發(fā)潛力有限，因此，要從外挖潛。從電源側看，北方有沙戈荒基地、西南有西藏水電資源，南方區(qū)域要進一步擴大范圍和規(guī)模，從北方、西南地區(qū)送電，大力推進西電東送、北電南送。從負荷側看，粵港澳大灣區(qū)及南方各省份經濟社會發(fā)展，也會帶動用電持續(xù)增長，特別是大灣區(qū)外向型經濟明顯，清潔用電用能的需求潛力巨大，南方區(qū)域未來要擴大綠色能源配置，向大灣區(qū)持續(xù)輸送綠色清潔的電力。 （帥泉）
清華大學副校長、電機系教授曾嶸——
數字化是新型電力系統建設的必經之路
在構建新型電力系統和推進“雙碳”目標的過程中，電網的數字化與綠色化需要相互成就。然而，行業(yè)仍有不少關鍵核心技術有待突破創(chuàng)新。清華大學副校長、電機系教授曾嶸接受記者采訪時表示，數字化與綠色化是相互依存、相互促進的關系；構建新型電力系統，數字化不存在可不可選的問題，而是必然要走的路。
記者：報告提出，數字電網是新型電力系統和新型能源體系的關鍵載體，以數字化、綠色化協同發(fā)展促進新型電力系統和新型能源體系建設，以數字化賦能綠色化發(fā)展，以綠色化帶動數字化升級。您如何看待電網數字化與綠色化之間的關系？
曾嶸：數字化與綠色化是相互依存、相互促進的關系。首先，數字化賦能綠色化發(fā)展，用數字信息化技術賦能電力系統源網荷儲各環(huán)節(jié)，促進能源綠色轉型發(fā)展；其次，綠色化能帶動數字化升級，不光是能源電力，鋼鐵、交通、建筑等等行業(yè)綠色化的過程都對數字化提出了巨大需求，同時也為數字化技術提供了各色應用場景。
過去幾十年，我國能源電力的發(fā)展歷程就是逐步綠色化的過程，這其中數字信息化發(fā)揮著巨大作用。比如說，早期設備管理都是用紙筆記錄，后來依靠信息系統。而數字化內涵則更加深刻，會涉及到業(yè)務模型的數據化、基于數據輔助分析決策等情況。對于新型電力系統而言，數字化不存在可不可選的問題，而是必然要走的路。
記者：當前，我國電力行業(yè)在特高壓柔性直流、數字電力芯片等科技創(chuàng)新領域已取得一定成果，但與建成新型電力系統和實現“雙碳”目標仍有不小的距離。這其中有哪些關鍵核心技術需要突破創(chuàng)新？
曾嶸：我國電力行業(yè)最近二三十年發(fā)展很快，但客觀地說，實現“雙碳”目標的任務還是很艱巨的。這么龐大復雜的電力系統，如何保證安全可靠運行，本身就是很大的挑戰(zhàn)。而隨著風電、光伏接入越來越多，電力系統平穩(wěn)運行面臨挑戰(zhàn)，更要有一系列的技術保證，這些都需要不斷探索研發(fā)。未來幾十年間，行業(yè)還有不少關鍵核心技術需要突破。
具體到新型電力系統技術，我想分幾方面加以闡述：
在電源側，需要更低成本和更實用的新能源發(fā)電技術，把新能源發(fā)電系統與傳統電網更好地接入融合起來。而從整個電力系統穩(wěn)定看，還需要一定比例的煤、氣、油發(fā)電，這些因發(fā)電產生的碳排放，需要突破核心技術加以捕集、封存、利用。
在電網側，需要更加安全高效靈活的新型超/特高壓輸電技術、用于觀測電網的新型傳感技術、系統控制保護技術、人工智能技術等應用。
在負荷側，要發(fā)展儲能技術，既要發(fā)展電化學儲能，也要發(fā)展壓縮空氣、重力儲能，還要發(fā)展適宜一定儲存時長的氫儲能技術。
此外，還有關于碳經濟、新型調度等新興前沿技術，也都是構建新型電力系統所需要的。
記者：針對這些關鍵核心技術的創(chuàng)新突破，企業(yè)與高?？蒲袡C構該如何深化合作？
曾嶸：黨的二十大報告指出，要“提升國家創(chuàng)新體系整體效能”。提升創(chuàng)新體系效能有兩個非常關鍵的主力——龍頭企業(yè)和高水平研究型大學。創(chuàng)新的目標是提高經濟社會效益，從這層意義來講，就容易理解國家為什么提出企業(yè)是創(chuàng)新的主體。龍頭企業(yè)了解重大需求，并且有資源投入和落地場景，技術成果只有通過落地應用發(fā)現問題，并加速迭代，才能最終形成高質量的科技創(chuàng)新。
而頂尖高校擁有研究基礎、人才儲備等方面優(yōu)勢，雙方互補協同創(chuàng)新是非常好的形式。企業(yè)應與高校建立起真正高效的合作機制，把重大需求導入到創(chuàng)新聯合體中，聯合攻關、各展所長，最終形成高水平成果并應用，給社會提供好的產品和服務。所以，我認為，校企建立良好的合作機制是目前工作的重點。（帥泉）
中國工程院院士、南方電網公司首席科學家饒宏——
在非化石能源裝機等核心指標上，南方電網具有領先優(yōu)勢
中國工程院院士、南方電網公司首席科學家饒宏認為，“十四五”以來，南方電網公司在新型電力系統建設的理論研究與實踐探索上，取得了不少好的成果。從全國層面看，南方電網在非化石能源裝機及發(fā)電量占比、電能占終端能源消費比重、客戶平均停電時間等方面具有領先優(yōu)勢。
記者：近年來，南方電網公司在新型電力系統建設方面取得了哪些重要成果？
饒宏：南方電網公司創(chuàng)新提出將數字電網打造成為承載新型電力系統的關鍵載體，以數字化、綠色化協同發(fā)展推進新型電力系統和新型能源體系建設的實施路徑，科學構建新型電力系統的“南網方案”。
“十四五”以來，南方電網公司在新型電力系統建設的理論研究與實踐探索上，取得了不少好的成果。一是努力打造數字電網這個關鍵載體，支撐破解能源電力安全、綠色、經濟“不可能三角”問題。二是在南方區(qū)域，清潔電源為主體的供給格局已經基本形成。三是南方電網公司已基本建成現代供電服務體系。四是積極推進南方區(qū)域電力市場建設。五是加大科研和創(chuàng)新力度，推動新型電力系統建設。
記者：新型電力系統具有哪些關鍵性特征？
饒宏：南方電網公司系統研究提出表征新型電力系統的十個核心指標，包括非化石能源裝機/發(fā)電量占比、新能源電力滲透率、新能源消納率等，構成了一套客觀科學的指標體系。從全國層面看，南方電網在非化石能源裝機及發(fā)電量占比、電能占終端能源消費比重、客戶平均停電時間等方面具有領先優(yōu)勢。
記者：具體到粵港澳大灣區(qū)新型電力系統建設，我們已經取得了哪些成效？
饒宏：粵港澳大灣區(qū)在新發(fā)展格局中具有重要戰(zhàn)略地位。我們建成了灣區(qū)柔性直流互聯主網架，通過柔性直流背靠背工程，實現了直流多饋入負荷中心電網分區(qū)和柔性互聯，有效降低了交直流互相影響、短路電流超標和大面積停電風險。
另外，粵港澳大灣區(qū)周邊海上風電資源豐富，我們積極推動海上風電高質量發(fā)展，全力服務好粵西、粵東千萬千瓦級海上風電集群的有序接入和友好并網。同時，南方電網公司大力加強科技創(chuàng)新力度，在關鍵技術研發(fā)、裝備研制、示范應用等方面取得了突破性進展，促進了電力工業(yè)產業(yè)集聚壯大。
記者：通過這份報告，我們可以看出南方電網公司在技術路線上具有哪些特色？
饒宏：從新型電力系統建設的技術路線上看，南方電網公司在數字電網、柔性直流輸電等方面具有顯著的特色。南方電網西電東送采用直流輸電為主的技術路線，在特高壓遠距離大容量多端直流輸電和柔性直流輸電方面，取得了多項世界第一。多年的運行經驗表明，我們的電網網架結構清晰、經濟合理，運行安全可控。這樣的發(fā)展路線，符合南網特點，取得了顯著的經濟社會效益。（帥泉 郭冬冬 宿雪晶）
