首页“摩鑫注册”首页以新能源为主体的新型电力系统意味着对目前整个电力系统的技术将有一次很大甚至颠覆性的革新。而我们要提前做好准备。

　　当环境问题成为头等大事后，没有一个火力发电是无辜的，尽管现在我国已建成以火力发电为主的一个坚固，可靠性极高的电力系统。当新能源的号角已经吹起，我们真的做好准备了吗？

　　首先，新能源设备打铁需要自身硬。各类的新能源设备，做好准备了吗？我国现在风电设备、光伏设备的厂家非常多，但技术上尚未达到让新能源发电装备开始上台唱主角的地步。发电功率的不稳定，发电成本的居高不下，如何解决。首先新能源装备要从自身上提高自己的技术水平。而不是单纯的等风来、等太阳出现。既然要向大自然要能量，就要主动提供捕获大自然能量的能力，而不是单纯的等大自然的馈赠。

　　其次，对调峰调频，削峰填谷提出极高的要求。新能源为主体的电力系统其实并不意味着火力等传统发电的消失，而是让其角色更多从能源提供者向调峰调频和削峰填谷的转移。再配合储能技术的发展，以虚拟电厂等方式是我们在保证供电可靠性同时平滑的过渡到新能源为主体的电力系统。先进的大型储能技术对电能的转换效率还非常低，未来是采用集中式储能去实现还是分散式储能来实现，这也是一个很难的选择。从现在看分散式储能系统似乎更合适一点。但这需要对电力系统整体规划。

　　再次，应对自然灾害的能力还需大幅度提升，今年年初美国加州大停电好多人进行分析，但唯独忽略了一点，当把加州的情况转移到某一个岛国，它的电力系统外联真的就是没有，它该怎么办？怎么应对极寒天气下新能源发电的停运？采用备用几座火电发电厂还是每家自备柴油发电机？未来如果我国已经成为一个新能源为主体的电力系统，怎么去可靠应对？

　　还有，对电网对电力负荷的预测还要精准更精准，现在我们电力负荷预测模型并不少，总体来说预测区域越小，精度越高。但对大城市群等发达区域的预测还是不能够准确，因为我国经济发展速度很快，负荷变化很大，需要给出的提前量要很高。而很多的电力负荷预测是基于有火电等稳定能源供给为前提的。以后的预测，还要附加大天气变化等各种因素，这样电力系统的调度才能科学，协调。现今的数字化电网，数字化电力系统还远远没有达到可以成功预测的技术数据储备，需要更深入的研究。智能运算需要更加融合于电力系统当中。

　　总之，新能源为主体是主基调，但实施起来一定是区域示范，逐步推广，然后逐步改善，在进一步推广，一步步的来，不是一锤子的事情。

　　近日，内蒙古乌兰察布新一代电网友好绿色电站示范项目（二期）工程首台风机顺利吊装。据悉，本次首台吊装的风力发电机组为6.25兆瓦机型，是目前陆上风电场单体最大的发电机型，与之配套的1000吨履带吊也是目前陆上风电最大的吊装设备。那么，中国设计承建的全球规模最大、全国首个“源网荷储”一体化示范项目——内蒙古乌兰察布源网荷储示范项目，具有哪些意义？反映了能源变革什么趋势？

　　该项目位于内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗境内（毗邻神州飞船返回着陆场）。在这个“不通飞机、不通高铁、只通飞船”的地方，中国能建践行国家“30·60”“双碳”目标，全力建设国内首个“源网荷储”一体化综合应用的新能源示范工程。

　　项目包含170万千瓦风电、30万千瓦光伏以及55万千瓦/2小时储能设施，依托先进的智慧联合调度技术，实现了大规模风、光、储的协同优化和智能高效运行，通过协调优化运行，使新能源场站向电网主动提供顶峰电力支撑和调峰等功能（顶峰能力约等效一台60万千瓦级火电机组），保障自身消纳同时为电网提供一定调峰能力，具备显著的电网友好特性。

　　“源网荷储”项目是一种包含“电源、电网、负荷、储能”整体解决方案的运营模式，核心是储能。由于风力发电和光伏发电的不稳定性，在风小、没风或阴天时，储能可以充当一个‘巨大充电宝’，让负荷保持稳定。本项目储能系统通过四个环节的协调可以实现平滑不稳定的风光发电，提高可再生能源占比，推进各类电源课的电源互补互济，解决清洁能源消纳及其产生的电网波动性等问题。

　　生态环保更精细。值得关注的是，光伏区引入“牧光互补”模式，在光伏电站种植牧草，实现了“一草两用”，对当地生态环保、环境修复起到了促进作用。目前，园区内风速降低50%，土壤水分蒸发量减少30%，水源涵养量大大增加，沙化土地呈双下降趋势。未来随着二、三期的投产投运，当地的草场会更绿，生物多样性也会进一步丰富。此外，这个项目的碳减排量相当于每年在马路上少跑1,500,000辆汽车，目前内蒙古电网已接入新型储能电站7座，容量180,000千瓦，预计这两年还会有二百多万千瓦的新型储能介入。

　　经济效益更可观。项目建成之后年发电量总计可达58亿度，这意味着如果按一户居民的月用电量为200度计算，这个发电量总计可供2,400,000户家庭使用，对内蒙古加快构建现代能源经济体系、改善生态环境、带动地方经济高质量发展具有重要意义。

　　技术水平更高端。项目依托的智慧联合调度中心作为工程的“中枢大脑”，加强与电网、负荷实时运行数据的耦合，强化与电网调度交易中心的互动，使新能源场站向电网主动提供顶峰电力支撑和调峰等功能，未来可适应电力市场的复杂运行环境，具备显著的电网友好特性。智慧联合调度中心还结合气象数据功率预测、大数据、人工智能技术及先进监测控制技术，促进各模块单元的风、光、储协同优化，实现智慧化高效运行、全环境数字化设备监控、智能化运行检修巡检等功能，突破了传统新能源工程的限制与瓶颈。

　　该项目包括1,700,000千瓦的风电、300,000千瓦的光伏以及550,000千瓦的储能系统，是全球储能装置配置最大的单体新能源场站，国内首个储能配置规模达到千兆瓦时的新能源场站。项目的示范效应将推动技术研发、装备制造和商业模式的三位一体创新，为实现碳达峰、碳中和“3060”目标作出有价值的探索和贡献。

　　首先，该项目可以有效解决电力系统综合效率不高、“源网荷”等环节协调不够、各类电源互补互济不足等问题，大幅提高清洁能源消纳水平，增强地区电力电网尖峰负荷保障能力，探索电网侧储能和绿色电力直供等新模式。

　　其次，该项目助力内蒙古从挖煤卖煤到能源革命，变要素驱动为创新驱动。在乌兰察布，新能源发电装机比例超过50%，储能技术让电网承载持续稳定，确保供电安全这边占地约3.9公顷的储能装置区和储存电量达280,000千瓦时，相当于13,000两次能源汽车的储电量。未来二三期项目还将配备更为先进的大容量集成储能系统。

　　第三，三期项目投运后，可以有效提升当地电力系统综合效率，强化源网荷储各环节的协调互动，同时解决新能源就地消纳、地区缺电等问题，并对我国不断探索电网侧储能和绿色电力直供等新模式、持续推进“新能源+储能”应用具有重要示范意义。

　　第四，该项目可助力国家能源实现集中式和分布式开发，推进蒙西电网形成“四横五纵”网架结构，蒙东电网建成“七横一纵”骨干网架，对促进内蒙古地区实现绿色转型、数字转型、创新转型的能源经济具有显著的示范效益、巨大的推广价值，对推动能源清洁低碳安全高效利用，加强能源资源一体化开发利用，提升能源全产业链水平具有重要意义，为建构系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代能源体系和全面建设社会主义现代化国家提供坚实可靠的能源保障。

　　前两天听了百度对于智能交通的解读很有启发。看到智能交通，我们第一反应就是自动驾驶，就像看到新型电力系统我们的第一反应就是新能源一样。

　　但别忘了交通是由人、车、路和环境组成的，自动驾驶汽车只是交通里的一个关键参与方。对于交通这样一个复杂系统，智能化的升级过程其实离不开人、车、路、环境的协同发展。因此我同意百度在自动驾驶的方向，即车路协同，不仅要“聪明的车”，还要“智慧的路”。

　　而电网这个复杂系统也是一样，新型电力系统不仅仅是将常规能源换成风电光伏或者核能，更重要的是源（电源）、网（电网）、荷（用电负荷）、储（储能）的协同发展，我们不仅要聪明的电源，还要智慧的电网和负荷。

　　基于这样的终局思考，就不能只专注于电源的替换，还要延伸到了分布式电源组成的虚拟电厂、用电负荷的需求响应、储能技术、电制氢、数字孪生等新技术，最终形成一个更有韧性、更加灵活的新型电力系统。

　　包括中国在内的诸多国家同样追求能源独立。如果各个城市实现了电力自由和自足，那么中国必定能实现能源独立。下面通过简单易懂的文章介绍，新能源汽车、光伏风电和新型电网这四个中国遥遥领先的技术是如何帮助佛山实现能源独立。并粗略测算出投资四个能源基础设施的成本。唯有高效利用太阳能才能实现能源独立。风电、太阳能光伏才是能源独立的正确道路。下面我们从佛山这个经济体量较小的城市级能源消费市场来说明。如何让各个城市实现能源独立，实现的路径，成本和办法。查询南方电网官网得知，佛山作为GDP破万亿的工业大市，制造业发达、企业用能多，2022年佛山全社会用电量达758.91亿千瓦时。即所消费的电力完全有本城市范围内的太阳能光伏、风电发电。我们知道通常1平方米太阳能光伏面板峰值发电功率70W~150W，（按100W计算）。100万千瓦光伏，总占地面积约20平方公里，每年可对外输送清洁电能15~18亿千瓦时。佛山年均日照时间3.52H。佛山1平方米年发电量在128度。按光伏面板面积计算，佛山需要600平方公里。按占地面积计算，约需要1000平方公里。

　　如果风力发电占比40%，那么佛山至少需要约600平方公里，佛山面积3875平方公里，约15%的国土面积即可实现电力自由和自给自足。如果只是用太阳能光伏发电，需要50GW以上，目前市面光伏发电EPC单价3.5元/W。50GW一年需要投资3300亿投资。如果风电或其他能源占比为40%，那么需要投资约1800亿。约为佛山年产值的15%。光伏、风力发电的储存是很大的问题。有了电力来源还需要考虑储能。佛山至少需要建立400亿千瓦时每年的存储电能基础设施。而新能源汽车实现约一半以上的储能需求。关于新能源汽车如何做到这么低成本，相关阅读：请点击下划线文字跳转截至2022年底，佛山市机动车保有量约为387万辆。我们假设平均每辆新能源汽车上有15千瓦的可能充放电机。每天充电4小时，放电3小时，充放电功率按50%计算，即一半的机动车参与了储能。充电总量为423亿千瓦时，放电总量为318亿千瓦时。刚好实现了储能需求。如果考虑在佛山配建的抽水储能，电化学储能电站和生物质、水电火电站的，那么这些实际储能需求还会更低。投资这约400万辆新能源汽车的成本可以忽略不计，而佛山电网当前容量已经无需扩建，可能电网末端需要简单改造。

　　也就是说只需要再投资2000亿左右的光伏，就能实现佛山的能源独立。这个建议中，最为关键的是如何让新能源电动车成为储能的关键，其储能度电成本是多少。答案是：电动车储能成本低于0.15元每度，比单纯建立一个钠电池电化学储能电站还低，比抽水蓄能电站还低。这是如何做到的呢？分时复用了新能源汽车的充放电设施，将充放电利用小时数增加了。免费关注有趣科技创新请点击卡片

　　大国科技学苑仰望苍穹、浪漫星空、思考人生、求证真理。 智慧存于心，善美见于行，美好常相伴，所遇皆所求。324篇原创内容公众号文章的最后，很多人会疑问，钠离子储能电站电池可以做到充放电一万到两万次，150瓦时每千克，充放电成本低至0.2元，为什么不能用到新能源汽车上呢？要用上也是可以的，使用新式增程结构就好了。

　　新型电力系统的包含新能源的大量接入，但也包含各种如无人机巡线，电网自动化设备的大量投入。但相比于各种无人化设备的投入，新能源系统的接入似乎是新型电力系统更为关注的点。那我更想从普通人的角度来谈一谈新能源接入的看法。

　　以新能源为主体的新型电力系统意味着清洁，意味着环保，从国家整体层面而言意味着双碳目标“碳达峰，碳中和”的落实。大家都知道，传统的电力发电一直是以火电为主的，大家很小的时候也都学过各种比如发电，潮汐能发电，生物发电等新型的发电体系，但为什么在现在的新能源应用中看不到他们的身影呢？

　　首先，电网所带负荷一般都是MW级别的，较小的发电体系是无法满足需求的，而大规模的发电又需要考虑经济建设成本，运行维护等成本（如果专业一些，就是全寿命周期成本），当然，还需要考虑一些新能源资源分布的问题。而电网电厂虽然是民生垄断企业，但成本依然是需要考虑的呀，所以一些无法工业化应用的新能源发电体系就被out了。

　　其次，还要考虑的是新能源系统对电力系统的影响。众所周知，对于电力系统而言，最重要的是稳定性问题。但现代应用的新能源发电，以风电和光伏为例，其发电量是不确定的。但电力系统的发输变配用是一体的，电力系统多发出的电怎么办？负荷需求大的时候新能源系统是否能满足？于是，出现了两个概念。

　　这些概念的提出指的是对负荷以及新能源出力的短时预测，利用电池，抽水蓄能等储能手段，在保证电力系统功率平衡的条件下，合理分配各类新能源发电系统及储能系统的功率，在满足电力系统和用户需求的前提下，保证新能源和发电系统经济且稳定的运行（哈哈，这段自定义还是写的不错的吧！）。

　　最后，需要考虑的就是电力系统不稳定的问题。新能源的接入一方面会带来不确定的负荷冲击，另一方面由于电力电子设备的大量应用，也会存在很多的问题。

　　它意味着电力产业链的全方位建设，包括但不限于储能，新能源，材料等各个行业的协调配合。

　　从长远来看，电力系统需要转型，而随着厂网分家，分布式能源的发展，我国新型电力系统还有很长的路要走！

　　想要理解新型电力系统的意义，我们就需要先以一种更高深、更长远的视角理解这个充满挑战的世界与时代。

　　从长远来看，人类面临的最大危机是气候问题，特别是在全球气候变化已从未来挑战变为现实困境的当下，减碳行动迫在眉睫。在2020到2030的十年里，减碳将步入关键窗口期：若想实现“1.5摄氏度”的目标，每年全球减碳需达到100至150亿吨。现在，全人类必须以“3倍力度✖3倍速度”来推动减碳，才能看到扭转气候趋势的希望。在此背景下，我们需要构建起一个以新能源为主体，绿色低碳、安全灵活、多元互动及高度市场化的新型电力系统，使其承载起能源转型和迈向零碳未来的历史使命，才能支撑“双碳”目标的实现。

　　一直以来，施耐德电气持续致力于将能源领域成熟经验和创新数字化技术相融合，以夯实一个基座能力、坚持技术创新与生态共赢两大方向为核心，为能源转型进程提供更绿色、稳定安全的电力支持，打造出“新型电力绿三角”，让新型电力系统能够真正为能源转型进程提供加速度，继而实现我们所构想的零碳未来。

　　2020 年，我国风电+光伏发电量占比约9.5%，弃风率3.5%，弃光率2%。随着我国新能源发电量占比的提升，弃风弃光压力将持续增大，因此，需要加强新能源高效开发利用体系建设，推动新能源集中与分布并举、陆上与海上并举、就地利用与远距离外送并举，构建新能源多元化开发利用新格局。为迎接新能源行业所推动的能源新变局，施耐德电气以横纵为轴，为新型电力系统筑牢拥有覆盖全场景覆盖能力的强大电气“基座”：

　　✅ 横向-随着能源电力转型不断深入，“源网荷储”各环节的功能定位和特性将发生重大调整和不同挑战，而施耐德电气在这四个环节拥有完备的场景应用方案。在电力系统的加速转型期，施耐德电气认为，构建拥有强大基座的新型电力系统，则更应落地于现实应用场景，以“源、网、荷、储”为主线，打造全面覆盖能源供需两侧端到端的全链路解决方案。以源端的新能源场景为例，近年来新能源快速发展，但新能源消纳形势依然严峻，施耐德电气选择以完整的软硬件方案，在助力新能源大规模开发和高水平消纳的同时，持续保障电力安全的可靠供应。

　　✅ 纵向-施耐德电气为供电侧、电网侧和需求侧提供了专业的顶层设计咨询，软硬件一体化解决方案的选择和布署，覆盖项目全生命周期的服务，帮助客户打通整个能源管理端到端的全价值链条，助力各行各业融入新型电力系统，加速实现双碳目标。

　　在发展以新能源为主体的新型电力系统的过程中，面对各种接踵而至的挑战，技术创新是驱动能源电力系统变革的动力。因此，在强大基座之上，施耐德电气将数字化创新和电气化创新作为两大技术创新方向，为包括需求侧、电网整体架构在内的诸多应用场景增强安全性、可靠性和柔性。

　　在数字化和绿色化双转型的背景下，为了更好地保障电力系统连续可靠运作，各行业用户的配电系统均面临着各种挑战，包括：因断路器状态不可见导致设备运维过程繁琐、因设备不支持无线通讯导致互联互通不易、因运行环境复杂严酷难以维持设备稳定过程、因能源消耗成本高导致绿色低碳进程缓慢……

　　对此，施耐德电气发布了全新一代空气断路器系列产品，该系列产品凭借在安全稳定、便捷运维、互联互通以及绿色低碳等方面的多项重磅升级，实现了能源电力低压设备在质量和智能方向的双重突破，能够满足建筑、OEM机械制造、工业、船舶制造、电力基础设施、数据中心、电子等行业对于配电设备及系统轻松运维、互联互通、安全稳定、绿色低碳的需求，为新型电力系统加速智能配电变革提供电气化支持。

　　如今，物联网技术与人们的生产生活密不可分，不仅可以助力实现双碳和智能制造，也让世界变得更加智能、更加宜居。但输配电网络的基层——终端配电环节却仍未得到广泛的智能化普及，实现终端智能化、数字化升级迫在眉睫。施耐德电气凭借全新终端配电智能化解决方案，将传统微型断路器加载智能电操与全新终端状态及电能阅读器模块结合，依靠创新的功能设计、灵活紧凑的模块化设计、广泛的适配性，实现更高效、更便捷、更智能的三箱智慧运维与能源管理，帮助终端配电配电在数字化浪潮中运筹帷幄，实现数字化与绿色低碳双转型。

　　为了更好地助力中国能源产业转型及新型电力系统建设，施耐德电气与生态圈伙伴中的与多个权威机构携手，联合发布多份电力领域深度洞察报告，以深度洞悉和实践成果助力行业加速转型，指引行业迈向可持续发展：

　　施耐德电气与国网能源研究院携手，从“路径规划者”与“方案提供者”双向视角出发，结合从洞察分析到实践路径的具体呈现，与国网能源研究院联手打造《挑战与信心，一往无前——能源趋势研判》报告，对未来能源发展趋势做出判断，进一步指引新型电力系统的构建之路。施耐德电气和国网能源研究院认为，数字化手段将是能源发展的新思路破局与是重要路径之一。其中。数字化共享有望助力配电网实现规模化分布式能源的灵活接入，数字思维将重塑能源电力资源要素分配方式，可以更好地配合能源治理体系向供需协同方向的演进，并有效提升安全“韧性”，打造安全、清洁、高效的能源新体系。

　　施耐德电气联合中国科学院城市环境研究所开展了绿色设计技术合作项目，重点围绕构建绿色设计评价工具、形成绿色评价技术规范、搭建产品绿色设计与系统评价平台、编写绿色设计教材等方面展开了多维、深入的“产-研”合作，并最终将其宝贵成果凝结成册，发布《电子电器产品绿色设计理论与数字化应用》，深入探讨了绿色设计的核心理念和数字化技术应用，为绿色设计从业者和学习者提供了详实的技术支持和实践参考，加速全产业链的绿色低碳进程。

　　在施耐德电气看来，以新能源为主体的新型电力系统，是通往绿色、低碳与高效“零碳未来”的关键，也是我们迈向能源使用新纪元的一条“绿色之径”，但这条路上仍然面临着许多挑战与考验。施耐德电气希望通过分享我们在此领域的解读与实践案例，给更多朋友提供参考帮助，期待在可以预见的未来，新型电力系统能够成为碳中和社会的“血脉”，支撑人类构建一个零碳世界。

　　很高兴认识你！这是@施耐德电气的官方知乎账号，施耐德电气是能源管理与自动化领域的专家，引领数字化转型以实现高效和可持续。我们的业务遍及全球100多个国家。另外，我们是法国企业，并且我们不卖钢笔：）

　　转载自微信公众号能见Eknower，原文链接中央首次提出构建以新能源为主体的新型电力系统，意味着什么？

　　首先是风电和光伏将进入倍增阶段。按照智囊机构的普遍预测，到2030年新能源装机可能会达到16-18亿千瓦，风电和光伏的爆发式增长已经是确定性事件，不再存有争议。截至2020年底，我国风电和光伏累计装机为5.3亿千瓦，这意味着从现在起的未来十年，新能源装机将新增10.7亿-12.7亿千瓦左右。而“十三五”期间，我国风电和光伏平均每年新增装机为0.72亿千瓦左右。

　　其次是储能将实现爆发式增长。储能被认为是解决新能源发电不稳定的最主要工具，可以实现削峰填谷，是现在电力系统运行中迫切需要的。国网能源研究院预计，中国新型储能在2030年之后会迎来快速增长，2060年装机规模将达4.2亿千瓦（420GW）左右。而截至2019年，我国中国的新型储能累积装机规模为2.1GW。这意味着，2060年中国新型储能装机规模将飙升近200倍。所谓新型储能，即为抽水蓄能之外的各类储能总称。

　　最后是能源数字化迎来黄金发展期。能源数字化体现在方方面面，包括源网荷储的各个环节。如果单纯用储能来平衡风、光等可再生能源的波动性，成本高昂且不易实现。电网公司将未来新型电力系统定义为能源互联网。而数字化就是能源互联网的核心抓手，未来需要利用数字化手段，打通源网荷储各个环节，例如把海量的分布式储能通过数字化手段形成一个虚拟的大型能源调节中心，进而帮助可再生能源的高比例接入和使用，来实现清洁、低碳的目的。传统智能电网时代，虽然已经具有智能化调控能力，但无法满足未来需要。以打车为例，早期在北京约车，大家都往96103打电线总台统一发布消息，司机再应单对接。虽然也能实现叫车，但是效率非常低，满足不了海量并发的这种需求。而能源互联网相当于升级版的打车软件，可以应对海量的用户侧接入，实现更大比例的生产，这是传统智能电网的集中调度、管控的方式难以应对的。

　　■ 要完善新型主体参与电力市场的方式机制，通过电源侧、电网侧、需求侧、储能侧等方面提升电力系统的灵活调节能力，适应大规模新能源并网的要求。

　　“西北地区风能、太阳能资源富集，近年来新能源装机呈现跨越式增长”，“西北电网新能源装机及发电量占比处全国区域电网前列”，“今年西北电网新能源总装机规模将超火电，成为西北全网第一大电源”。这是记者在近日召开的“西北新能源高比例发展研讨会”上听到的专家声音。

　　与会专家认为，在碳达峰碳中和目标指引下，西北地区新能源将进入大规模快速发展和高比例并网阶段。新能源高速发展，给消纳带来巨大压力，急需不断完善电力市场。

　　数据显示，截至2021年底，西北电网新能源装机占比高达42%，发电量占比达21%，远超新能源装机占比27%和发电量占比12%的全国平均水平，且已超过欧盟同期水平。2022年，西北电网新能源单日最大发电量占比达35%、瞬时最大出力占比达48%，均创历史新高。其中，青海省新能源发电出力占比更是达到了惊人的79%，比当时全省用电负荷高出4%。

　　西安交通大学教授李更丰表示，在碳达峰碳中和目标以及风光大基地规划建设的新形势下，西北电网新能源占比将进一步提高。预计2022年新能源总装机将超火电，成为西北地区第一大电源，西北电网也将因此成为全国新能源装机第一的区域电网，建成我国首个区域新型电力系统；预计到2025年，新能源装机将达2亿千瓦，占比将超50%，成为西北电网主体电源，电力系统将先于社会面率先实现碳达峰。2030年，西北电网新能源装机将超过3.5亿千瓦。

　　同时，记者从研讨会上获悉，根据现有增速推测，西北电网新能源发电量占比将于2025年超过1/4，2030年超过1/3，并于2045年达到50%。

　　李更丰告诉记者，2016—2021年，西北电网已实现弃风弃光率五连降以及新能源装机和发电量五连升。但是，随着新能源的急速发展，“五连升”势头预计2022年将可能停止。比如，今年5月，甘肃省弃风率攀升至18.3%，青海省弃光率上升至16.3%，这些情况说明西北地区新能源大发展给电网带来了持续增长的消纳压力。

　　业内专家认为，随着规模超1亿千瓦、以沙漠、戈壁、荒漠为主的大型风电光伏基地项目的陆续投产，西北地区的新能源电力消纳压力将越来越大。

　　在李更丰看来，制约西北地区新能源消纳的因素较为复杂。其中，主因是电力电量平衡受阻与安全稳定受阻，分别体现为断面受阻和调峰受阻。其中，断面受阻主要是指输送通道容量有限，西北电网内部网架结构为东西走向长链型结构，发电与负荷中心在地理上分布不均；调峰受阻主要是指系统调峰容量有限，近年来的数据显示，西北电网晚高峰时电力缺口持续增大，日间调峰能力严重不足。

　　电力规划设计总院副总工程师王霁雪表示，目前，西北电网既是直流落点和外送省份最多的区域电网，也是我国第一大送端和电力资源输出区域级电网。多个送端地区出现多个特高压直流，支撑电源和当地网架高度复杂。比如，陕北地区已纳规和已建成的通道都集中在延安、榆林等区域，而这些地区的新能源电源较为零散，为保障电网安全稳定，当地又重造了一张小电网。“目前较为紧迫的任务是，如何提早谋划，实现存量与增量线路之间的协同，以及新能源的支撑电源与电网通道之间的协同。”

　　随着西北电网新能源装机比例的持续增大，电力系统同时面临着保供与消纳压力。此外，西北地区的市场主体多元且复杂，各类市场主体利益错综交织，“搭便车”现象明显。

　　对此，李更丰建议，要完善新型主体参与电力市场的方式机制，通过电源侧、电网侧、需求侧、储能侧等方面提升电力系统的灵活调节能力，适应大规模新能源并网的要求。同时，在遵循市场规则的前提下，明确独立储能、需求响应、分布式光伏等新兴主体进入市场的方式及其独立市场主体的地位，通过价格机制合理有效地解决消纳问题，促进新型市场主体充分发展。

　　国网西北分部专家陈天恩表示，新能源电量渗透率从20%升至40%时，电网将面临更严峻的挑战。“在此背景下，已有的峰谷价差和辅助服务机制会显得力不从心，难以引导源网荷储协同运营，价格引导投资信号衰减，需要重新完善乃至重塑现行的电力市场。

　　此外，业内专家还建议，可通过跨省调峰增加区域互济空间，发挥跨区域调节能力，支撑送端的新能源发展，调动受端资源对提升送端电网灵活性的作用。从负荷特性来看，宁夏、甘肃、青海的最高负荷出现在冬季，陕西的最高负荷出现在夏季，各省（区）之间在季节上存在互补性。

　　泛能源大数据知识服务理念：汇聚数据海洋 构建数据生态 挖掘数据价值 发现全新知识 创造崭新智慧 提供创新服务

　　‍泛能源大数据（EEBD，Extended Energy Big Data）是中国工程院前副院长谢克昌院士、田亚峻研究员团队在长期从事能源战略研究和能源大数据建设的基础上提炼发展而来。EEBD突破了能源的传统边界，是以能源为中心将经济、社会、工程、科技、生态、环境、气候变化、国家安全等关联为一体的大数据，通过挖掘EEBD可为助理能源革命、“双碳”战略、国家高质量发展、数字经济提供科学、智慧方案。

　　在“双碳”背景下，中央财经委员会上提出构建以新能源为主体的新型电力系统。此背景下新能源发展迅速。根据预测， 2030年全国新能源总发电量占比将达到20%，2050年全国新能源总发电量占比高达48%。

　　储能可以提供调峰、调频、备用电源、黑启动、促进可再生能源消纳等功能，提高电网运行安全性和灵活性。储能的应用非常广泛，不是一个环节，而是对发输配用的全方面融入，发挥多重作用。

　　新型系统区别于传统电力系统，有大量的不稳定电源在发电，必须要有能量缓冲池，提升系统的阻尼和抗扰动性，否则会极大地影响电能质量，甚至导致电网崩溃。储能可以发挥巨大的作用，保障新型电力系统的发展，是新型电力系统中的核心要素之一！

　　对于电力设备板块，除国内电网特高压、数字化赛道的结构性高景气外，近期市场关注出海链条，

　　国内电网每年5000亿投资、3000亿是设备，假设网内：网外（发用电等）为1：1，国内传统电力设备市场约为6000亿；从各种统计数据交叉看，全球电力设备市场，中、美各占1/4，欧洲略小于1/4，ROW略多于1/4，即估算出全球2.4万亿、海外1.8万亿的体量。

　　任何地区的存量市场都被大型跨国企业+本土企业占据，西门子、施耐德、ABB、GE、阿尔斯通、WEG…

　　拉取了传统电力设备（变压器、开关等一二次设备及电表）的出口数据，22年出口规模约140亿美元、1000亿人民币，仅占海外市场5%。

　　传统领域的机遇通常源自于需求的增长，欧洲的驱动是新能源+电网，美国在此基础上还叠加了大基建和制造业回流，拉美、南美也类似，非洲更多是从无到有。当假设全球电力设备的需求增长从5%上升到10%，超出预期的5%对应的1000亿/年，中国即使只吃掉30%、也是300亿的增量，#基数足够低、天花板足够高。

　　庞大的市场、成熟的存量供给、相对缓慢的增速，显然传统电力设备不会形成如逆变器般的爆发赛道，同时由于准入门槛的区别，绝大多数电力设备企业，发展路径通常都是亚洲、非洲、南美、东欧，西欧、北美难度较大，因此只能自下而上选择具备自主拓展海外市场能力的企业。（一带一路除外）

　　以变压器为例，22、23年两年中国变压器出口增速均接近40%；以美国变压器市场为例，测算美国变压器市场1500亿人民币（69kV以下超千亿），近两年需求每年增加百亿，22年一年进口增加70亿（10亿美金），高增且本土产能新增缓慢，具备完备渠道的企业在美国实现高增置信度很高，即常说的小鱼进大市场。

　　电表是个特例变压器、开关及其他一二次设备通常需求较为同步（变电站、输电线路、用电侧都需要），需求无非新增扩容or十五二十年老旧改造，但电表是5-8年的替换周期或从无到有，因此不同地区的出口数据均不稳定，但有时候爆发力很强，且中国企业份额较大、可能会显著收益。

　　10月24日，中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，首次系统性阐述了中国推进“30·60”目标的正确方向和重点措施，明确了碳达峰碳中和工作重点任务。意见按照2025、2030、2060三阶段分别提出目标，预计到2060年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，非化石能源消费比重达到80%以上。意见提出，要积极发展非化石能源，实施可再生能源替代行动，大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等，不断提高非化石能源消费比重。坚持集中式与分布式并举，优先推动风能、太阳能就地就近开发利用。因地制宜开发水能。积极安全有序发展核电。合理利用生物质能。加快推进抽水蓄能和新型储能规模化应用。统筹推进氢能“制储输用”全链条发展。构建以新能源为主体的新型电力系统，提高电网对高比例可再生能源的消纳和调控能力。

　　能源领域产生了我国近90%的碳排放，但我国目前还处于经济增长期，对能源的总需求持续上行，而上升的能源需求与碳减排存在着较大的矛盾。因此，我们可以十分确定的展望，在从现在起到2060年，我国将开始一场轰轰烈烈、天翻地覆的绿色能源革命。那么问题来了，未来绿色能源发展的方向在哪里？答案是对碳进行“节源开流”，在“节源”端，大力推动以光伏、风能为主的零碳清洁电能并稳步发展能适应新能源出力不稳的储能体系，与此同时大幅减少火电在能源体系内的占比，并发展氢能等零碳新技术应用；在开流端，发展碳捕捉技术，将火力发电过程中产生的二氧化碳进行捕捉、存储；据中金测算，2060年70%的能源将由清洁电力提供，8%由绿氢支撑，剩余约22%的能源消费将通过碳捕捉方式实现碳中和。由于篇幅较长，对本专题的分析将拆分成新能源及储能技术发展、氢能技术发展、碳捕捉技术发展三篇文章对绿色能源发展的方向进行分析与展望，本文为系列文章第一篇。

　　当前主要的新能源技术有风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等，其中太阳能和风能是新能源技术中发展最快、出力最稳、成本最可控的技术，也是十四五以及2035年期间新能源发展方面的两大重点。近年来，太阳能、风能发电装机量大幅提升，且成本大幅下降，根据国务院2021年10月27日发布的《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书数据，截至2020年底，光伏装机2.5亿千瓦，全国风电装机2.8亿千瓦，装机总量超过5.3亿千瓦，占到全国总装机量的24%，近十年风电装机总量增长8倍，光伏装机总量增长17倍；与之相对应的煤电装机占比历史性降低到50%以下。

　　在成本方面，根据中金公司的测算，随着近10年来光伏晶硅中的硅片切割方式变化、钝化发射极以及高效PERC(Passivated Emitterand Rear Cell)等技术的发展，过去十年光伏发电的成本持续下降，其中晶硅光伏组件价格从1.2美元/W下降到0.17美元/W左右，下降了85%以上，2020年度电成本在0.31-0.41元之前；风电成本则下降了35%左右，2020年度电成本在0.28元（陆上风电）与0.61元（海上风电），光伏和陆上风电在成本方面已基本能实现平价上网。

　　然而，装机量与发电量却并不成正比，2021年1月到8月，风、光装机虽然上升到24%，但发电量却下降到了9%，比2020年度占比下滑0.68%，有行业数据显示2020年甘肃、吉林弃风率达13.8%、12.7%，西藏、青海弃光率分别达到25.4%与8%，也就是说新能源发的电被没有被有效消纳，原因主要有二，一是我国风电与光电存在明显资源分布不均衡的问题，西北地区风电、光电资源丰富，但经济发达东部地区资源确匮乏，西北的新能源电力在当地需求不足，但要往需求旺盛的东部输送又受到外送通道输送容量不足（2019年西北区域外送通道容量与新能源装机容量之比不足50%）以及市场化机制缺位（缺乏跨省跨区消纳的有效政策、补偿机制不足）所影响，导致就地消纳困难、外送缺乏能力以及动力；二是受困于成本以及技术等因素，当前尚未建立有效的储能机制，不能实现能用尽用。

　　展望2030年，新能源发电及储能的发展方向主要有以下三方面，一是通过技术手段进一步提升能源转换效率与增加国产替代，继续降低新能源发电的单位成本。光伏领域，在技术上继续探索第二、三代太阳能电池技术，当前第一代主流电池组效率在22%左右，通过探索新型吸光材料，有望将理论上限提升至68%，在实际应用中有望达到40%左右，另外新材料中硅料占比普遍降低，因此成本方面也将大幅下降，预计度电成本有望在当前基础上减少50%至0.2元/度之下。风电领域，通过增加扫风面积、将主轴等核心零部件进行国产替代等方式，度电成本任然有20~30%的下降空间，至0.2元/度（陆上风电）与0.4元/度（海上风电）。

　　二是大力发展储能技术同时降低储能成本，最终实现风电+储能与光电+储能相较于火电的平价。新能源发电不稳定的特性难以消除，还不能像火电一样进行持续、稳定的输出，而利用储能系统可以将新能源发电的电力出力波动由12%-30%降至3%，与火电出力波动的水平相当。储能技术目前主要有抽水蓄能（用过剩电能抽水至上水库）、电化学储能（电池储能），二者储能装机规模占比分别为89%、9%，合计超过98%，其他储能技术还有氢气储能和压缩空气储能。尽管抽水蓄能有较好的经济性，但对地理条件要求较高，难以在全国范围内推广，成本也难以压降；氢气储能受制于当前难以解决的成本以及储运方面的限制，预计在2030年还难以实现经济的可行性，但展望更远的将来，随着新能源发电的成本持续降低以及储运手段的发展，氢储能将或成为市场主流；压缩空气储能则面临着依赖化石燃料提供热源、需要大型洞穴进行储气、系统效率低的问题，可行性不大。电化学储能是短期内最为理想的储能技术，通过电池结构与制造工艺的优化、电极材料的升级有望增加电池循环次数，储能度电成本降低至0.3-0.4元/度，具备大规模商用的条件。据悉，当前政府在审核光伏项目时都要求配置储能，如青海要求配4小时20%的项目，也就是说拿一个100MW的光伏项目，需要配置的储能就是20MW乘以4小时=80MW。

　　三是提升电网的通道能力，健全市场机制，提升新能源电力西电东送的能力与意愿。如上文提及，2019年西北区域外送通道容量与新能源装机容量之比不足50%，而丹麦这这一比例达122.64%，我国是车多路窄，而发达国家是车少路宽，新能源消纳能力高低一目了然；另外，还需要建立适应新能源大规模并网的市场化机制与成本分摊机制，形成基于综合成本的输电费用定价机制；因此下一步的重点工作之一就是通过建立、完善和发挥智能电网资源配置功能以解决跨省跨区通道能力不足与市场机制缺失得问题。

　　[1]国务院.《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》.24/content_5644613.htm

　　[3]安永碳中和课题组.一本书读懂碳中和[M].北京:机械工业出版社,2021.

　　意味着新能源高比例接入，将会加快信息技术与能量供给的深度融合，电力传输更加高效且富有韧性。

　　依托新型电力系统建设，整合各类型能源资源，到碳中和阶段，新型电力系统将逐渐发展为更加柔性、更加开放、高度智能的能源互联网系统。

　　在新型电力系统下，电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段，让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒，让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。

　　顺应电力零售的市场化趋势，以分布式发电灵活性交易为切入点，电力零售、需求侧容量交易和运维、节能等综合能源服务都可以通过物联网场外互联网电商平台实现，借助供需匹配和智能结算，打造新的智慧能源商业模式和生态。将形成新的智慧能源商业模式和生态。

　　智慧用能还原了能源的商品属性，建立起竞争、开放、有序的供能和用能市场，对冷、热、电等资源进行优化配置，达到竞争性供需平衡的状态，大幅提高微网的用能效率和效益。

　　未来发电设备将逐渐呈现分散化的特征，电网拓扑结构也随之发生改变，电化学储能、氢能等新型储能作为产业链的重要环节，将进一步发挥削峰填谷作用。新型电力系统呼唤新型储能技术的突破。

　　当前，通过运用大数据、人工智能、5G、物联网等技术融合到智慧电网业务场景中，以数字孪生为纽带连接物理电网与数字世界，为智慧电网赋能，并提供更加实时、高效、智能的服务，促进智慧电网技术创新发展。

　　其中将数字孪生与电网的深化融合，能够有效推动电网产业数字化、网络化、智慧化发展进程，成为电网变革的强大助力。契合了我国以新型技术为产业转型升级赋能的战略需求，成为了应对当前百年未有之大变局的关键因素。图扑软件自主研发引擎 HT for Web 将 Web 智慧“双碳”微电网场景进行数字孪生，有效实现源网荷储一体化管控。整体场景采用了轻量化建模的方式，重点围绕智慧园区电网联通中的源、网、荷、储四方面的设备和建筑进行建模还原。

　　通过图扑软件完整复现的园区能量系统，实现分布式光伏发电系统、储能系统、太阳能+空气源热泵热水系统的综合管控。通过智慧能源管理系统，实现建筑能效管理、综合节能管理和“源网荷储”协同运行。

　　“源网荷储一体化”是一种可实现能源资源最大化利用的运行模式和技术，通过源源互补、源网协调、网荷互动、网储互动和源荷互动等多种交互形式，更经济、高效和安全地提高电力系统功率动态平衡能力。

　　在现有电源、电网协同运行的基础上，通过新的电网调节技术有效解决新能源大规模并网及分布式电源接入电网时的“不友好”问题，让新能源和常规电源一起参与电网调节。利用能源互联网核心设备——直流能量路由器满足未来电网对电能控制的复杂性和多样性要求。

　　储能是微电网中不可缺少的一部分，在用电低谷时作为负荷充电，在用电高峰时作为电源释放电能。它在微电网中能够起到削峰填谷的作用，极大地提高间歇式能源的利用效率。

　　点击园区内的储能箱会弹出 2D 面板对当前容量、电池温度、SOH 电池健康状态、累计充电量、累计充电次数、火灾风险进行统计和故障预警，保证集装箱系统的安全。

　　微电网作为一种靠近用户侧的微型综合能源系统，涵盖太阳能、风能等一次能源及电力二次能源，涉及电、热、气多种能源输配网络和负荷需求、储能、控制和保护设备及信息化平台，需以电能为核心，通过多能互联、信息能量耦合及市场经济引导，实现多能“供-需-储”协调优化和自平衡。

　　以现代信息通讯、大数据、人工智能、储能等新技术为依托，运用“互联网+”新模式，调动负荷侧调节响应能力。在城市商业区、综合体、居民区，依托光伏发电、并网型微电网和充电基础设施等，开展分布式发电与电动汽车（用户储能）灵活充放电相结合的园区（居民区）级源网荷储一体化建设。在工业负荷大、新能源条件好的地区，支持分布式电源开发建设和就近接入消纳，结合增量配电网等工作，开展源网荷储一体化绿色供电园区建设。

　　数字孪生智慧电网平台核心是以业务为导向，以特定需求构建高保真模型与精准仿真计算，在电网运行、协同控制、智能决策与长期演进等方面，实现电网运行状态实时监管、源网荷储协同调控、提升电网安全稳控的管理水平，使电网数字孪生成熟度由数化、互动、先知、先觉最后达到共智。推动能源绿色低碳循环发展，加快构建以新能源为主体的新型电力系统，助力碳达峰、碳中和这一宏伟目标的实现。

　　账号简介：关注本科电气专业课、重视快捷、便利但专业的电气工程专业知识分享与目前前沿技术，助力电气专业本科生专业课学习、期末考试与未来科研规划。小闪初出茅庐、认知尚浅，期待与您友好交流、互相学习。

　　重要提示：此专题环节是参考专家报告进行的进一步学习理解，更期待我的学习过程能让更多同志受益，希望我的努力对您有更大的帮助，谢谢您！

　　这一章节我们重点关注此报告（李立浧院士：透明电网和新型电力系统）的第二部分——核心要义（下），我也将这一个报告分为五个部分进行解释说明（因为知识量太丰富啦哈哈！！！）。这一报告有很多可以想的、可以说的，但我并非行业专家，只能尝试着“打打辅助”，所以这一模块更像是跟大家一起学习学习院士报告，同时和大家唠唠嗑，谢谢大家的支持！

　　开篇我先来一个“提纲挈领”，通过报告中学习，我们能够了解，新型电力系统的核心要义是——源网荷储。

　　根据这个，我们将会进行四个分条论述来进行更深地学习，来体会院士报告的精髓。

　　①新型电力系统的源将以新能源为主体（我们都知道“新型”中的新的重要组成部分就是新能源，而我们所构想的则就是以新能源为主体，但是这个也会有新的研究，我们在下面细说）；

　　②源的充裕性是其重要特征，是追求的目标（充裕性是很重要的，它是电力系统可靠性的重要组成部分）；

　　③电源结构将转变为风电、光伏等新能源为主导（风光电是目前我们可控的重要的可以大规模布置的新能源，它们也将成为我们未来的主体新能源，当然其他类型的新能源也会在不同场景下发挥他们的作用）；

　　④研究和发展新型电力系统的源的可控性、可预测性极其重要（这里我们就要说一下，我们之前的电网规划，首先就是“源定荷不定”，但是新型电力系统就会出现一种“源也不定荷也不定”的实际情况，这种情况将会更难控制，所以我们希望能够对源进行预测，并且要求其可预测性良好）；

　　⑤需要大力发展新能源利用的硬核技术，保障新型电力系统的电源可靠供应（这里所说的技术就包含很多了，包括电力电子、规划等等）；

　　⑥未来光伏发电是新型电力系统电源的核心，需要且应该大力发展，包括电网公司在内的社会力量都应该参加建设（这里则重点强调了光伏的重要意义，目前大家都知道中国光伏世界第一，但是其中也有很多艰辛，我们也需要未来更多的力量让我国光伏事业持续正向增长）。

　　①新型电力系统的电网形态是“大电网+主动配电网+微电网”（大电网可以执行“全国优化配置”、主动配电网可以执行主动消纳新能源、微电网可深度融合分布式电源、储能、负荷、监控等功能）；

　　②发展分布式智能电网为可再生能源发展和消纳提供基础，成为新型电力系统的新生态（分布式提供了一种可再生能源重要的消纳手段，可再生能源将在这种智能电网下获得新发展）；

　　③新型电力系统将与数字化、信息化、智能化技术深度融合，实现全面可见、可知、可控的透明化，电网将具备“自动导航”能力，建成透明电网（这里强调的是深度的数字化、信息化、智能化，我们在之前一定听说过智能变电站、智能发电厂，这次我们要构建的是可见、可知、可控的智能电网，这里形象地称其为“透明电网”）；

　　④新型电力系统的网是透明化的柔性电网，体现“灵活智能”（这里的柔性可以认为是一种基于电力电子技术构成的可控、可调技术，柔性也就来源于这种可控可调）。

　　②负荷特性更加复杂，呈现出越来越多的电力电子化特性（我们说了很多柔性，那么这种柔性也必然会带来电力电子特性负荷的增多）；

　　③负荷规模从传统的以大用户为单位，深入到规模更小的具体用户（这个就是电网延伸到更深入的位置，服务更加优质）；

　　④新型电力系统的负荷侧可以提供电能，从刚性、纯消费型向柔性、生产与消费兼具型转变；

　　①储能系统是新型电力系统负荷柔性可调节的关键支撑，要提高利用率，纳入电量电力平衡（我们在稳定性中了解电力电量平衡，当储能成为柔性可调的关键支撑之后，当然也应该纳入电力电量平衡考虑）；

　　③储能的基本功能是用，应该主要部署在负荷侧（这一点是从储能基本功能出发，为储能部署指明了一个方向）；

　　⑤储能的质和量应该大力发展，特别要注重经济性和安全性（强调了经济性与安全性，我们都了解这两性是电力系统的重要两方面，当储作为电力系统重要组成部分之后，它也应该负荷这一部分的要求）。

　　总而言之，我们要建设的新型电力系统主要重点在于“源网荷储”的一步步提升至我们设想的理想水平，这需要一代代的科学家、工程师、从业人员来进行突破，希望我国的电力系统越来越好！