為經濟社會發展持續提供低碳能源——訪上海交通大學電子信息與電氣工程學院長聘教授嚴正

　　構建以新能源為主體的新型電力系統是能源革命內涵的深化，為我國電力工業發展指明了方向。本刊記者就如何構建新型電力系統等問題采訪了上海交通大學電子信息與電氣工程學院長聘教授嚴正。

　　《國家電網》：新型電力系統具備哪些特征?

　　嚴正：構建以新能源為主體的新型電力系統，意味著未來電力系統的主要能源形式將是風電、光伏發電等可再生能源發電， 同時大量分布式新能源還將接入用戶側，電力系統將面對源、荷兩端的重大變化。構建新型電力系統，具有重大歷史意義，其特征主要呈現為：

　　一、高比例新能源接入。未來新能源高比例接入將呈現集中式與分布式并重的態勢，包括西北、華北、東北地區的大規模風光基地，東部沿海地區的海上風電基地，以及數量可觀、就近消納的分布式電源。

　　二、大規模靈活性資源配置。儲能與需求側響應等靈活性資源將迅速發展，以保障新能源消納與系統安全穩定運行。預計到2060年，我國儲能裝機將達4.2億千瓦，需求響應規模有望達到3.6億千瓦。

　　三、終端負荷多元化。隨著電能逐漸成為主要能源消費品種，終端用能結構的電氣化水平持續提升，電動汽車、智能家居、屋頂光伏、家用儲能等設備的廣泛應用，將促進海量多元化終端電能產消者的形成。

　　四、電網高度數字化。面對源荷的高度不確定性，數字化將成為保證電力系統安全可靠運行的重要延拓技術。伴隨著“數字中國”理念的不斷深化及內涵的不斷豐富，“數字電力系統”將是我國率先建成的重大數字化基礎設施。

　　《國家電網》：構建新型電力系統是一個革命性、系統性的工程，您認為其核心和關鍵是什么?

　　嚴正：總體來說，新能源占主導地位將是新型電力系統的核心特征。以實現該核心特征為目標，需要采取構建廣泛互聯的大電網平臺、加強電網基礎設施智能互動能力、優化電網靈活柔性資源配置、提升電力系統安全運行水平等關鍵措施。此外，還應盡快推動和發展以下兩類“融合”：

　　一、以碳達峰、碳中和目標為引領，加強油、氣、煤、電等不同類別能源企業之間的協調貫通，形成發展合力，提高新型電力系統在實現再電氣化進程中的主導作用。

　　二、在不斷推進發-輸-用-儲各環節能源基礎設施建設的基礎上，加強中國特色社會主義理論與工程技術科學的滲透、融合，持續推進中國特色的能源市場化進程，理順并充分發揮不同能源形態在能源鏈上的價值，提高能源利用效率。

　　《國家電網》：在現有電力系統的基礎上構建新型電力系統，將面臨哪些挑戰?

　　嚴正：研究適應高比例新能源電網運行需求的生產模式和運行技術手段，成為構建新型電力系統的主要內容。為應對高比例新能源帶來的一系列挑戰，新型電力系統在提升新能源友好并網及主動支撐性能、新能源發電效率與運行可靠性的基礎上，還需采取以下措施：

　　一、加強新型電力系統建設的頂層設計，做好系統規劃。合理規劃應對新能源發電隨機性的調峰電源體系建設， 優化電網平臺資源配置，提高系統靈活性。

　　二、加強大型電力系統主網架的物理與數學模型的精準建模和仿真。目前，對于新能源大規模接入系統的復雜運行工況，在系統層面仍缺乏對某些復雜振蕩現象物理機理的準確把握，需要加強大系統層面上的基礎研究，提高對電網各種復雜工況的仿真分析能力。

　　三、加強以信息與通信技術為基礎的二次系統建設。通過人工智能、大數據等先進算法及云平臺，彌補物理建模上的不足。通過電力物理信息融合，實現源網荷儲的高效互動，以及電力業務與應用全場景智能化。

　　《國家電網》：如何處理好能源安全和能源綠色低碳轉型的關系?構建新型電力系統對實現碳達峰、碳中和目標有何意義?

　　嚴正：硬件方面，加強在“卡脖子”技術上的突破，加強對于新型電力系統關鍵技術的科研攻關投入與技術推廣應用，如改進新能源發電材料技術，延長新能源發電及儲能設備的使用壽命等。

　　軟件方面，加強對大規模復雜電力系統的物理機理基礎研究，提高電網調度控制領域關鍵核心軟件算法的國產化水平，提高電力電子化、強隨機性運行環境下對電力系統的感知和預警能力。

　　政策方面，加強頂層設計和相關政策研究，以實現碳達峰、碳中和目標為基礎，梳理不同形式能源價格對電能價格的影響，構建面向新型電力系統的市場體系創新機制，在全社會促進清潔能源接入并提高用戶側電能的利用效率。

　　在碳達峰、碳中和目標中，綠色低碳能源主要是以電能的形式加以利用的。因此，電力系統是最大的能源轉化與運輸基礎設施。新型電力系統在電源側采用清潔能源替代傳統能源，在用戶側通過電能替代實現低碳減排，為經濟社會發展提供持續的低碳電能，意義重大。

　　《國家電網》：未來，發電側、電網側和用電側的生態圖景如何?電網企業如何更好地發揮作用?

　　嚴正：未來電網較現在將更為復雜和龐大。其中，電源側大型能源基地的開發將趨于飽和;分布式能源的接入多種多樣，更新換代快，分布式能源將會長期存在;電網側由于能源分布存在時空差異，整體運行方式復雜多變，要求具備更快速靈活的調控能力。同時，配電網覆蓋面廣，直接面對用戶，智能化水平急待提高，會成為長期發展重點;用戶側用電形式將更加便捷可靠，將擁有更加豐富的與價格及供電可靠性捆綁的用電選擇權。

　　構建以新能源為主體的新型電力系統已箭在弦上，國家電網有限公司作為我國能源電力領域的領頭企業，正在為實現碳達峰、碳中和目標貢獻重要力量。一方面，電網智能化水平大幅提高。通過構建堅強智能電網和能源互聯網，保證電能傳輸的安全高效，提高事故處理的能力。另一方面，資產利用率持續提升。通過加強源網荷儲協同控制，打造智慧能源綜合服務體系，確保電力系統作為電能輸送平臺，為經濟社會發展提供綠色高效的可持續服務。同時，持續開展產學研協同的技術攻關及試驗示范，對新型電力系統關鍵技術開展系統深入研究，發展和鞏固電網企業在能源領域的優勢。