新型电力系统发展蓝皮书.docx

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1、新型电力系统发展蓝皮书前言I一、发展现状与问题挑战1（一）发展现状1（二）问题挑战3二、形势要求与内涵特征6（一）新形势新理念提出的新要求6（二）新型电力系统的内涵和特征8三、三个发展阶段及显著特点11（一）加速转型期（当前至2030年）11（二）总体形成期（2030年至2045年）14（三）巩固完善期（2045年至2060年）16四、总体架构与重点任务18（一）加强电力供应保障性支撑体系建设18（二）加强新能源高效开发利用体系建设20（三）加强储能规模化布局应用体系建设23（四）加强电力系统智慧化运行体系建设24（五）强化新型电力系统标准与规范创新26（六）强化核心技术与重大装备应用创新27

2、（七）强化相关配套政策与体制机制创新30一、发展现状与问题挑战（一）发展现状目前我国电力系统发电装机总容量、非化石能源发电装机容量、远距离输电能力、电网规模等指标均稳居世界第一，电力装备制造、规划设计及施工建设、科研与标准化、系统调控运行等方面均建立了较为完备的工业体系，为服务国民经济快速发展和促进人民生活水平不断提高的用电需求提供了有力支撑，为全社会清洁低碳发展奠定了坚实基础。电力供应保障能力稳步夯实。截至2021年底，我国各类电源总装机规模23.8亿千瓦，西电东送规模达到2.9亿千瓦。全国形成以东北、华北、西北、华东、华中（东四省、川渝藏）、南方六大区域电网为主体、区域间异步互联的电网格局

3、，电力资源优化配置能力稳步提升。2021年，全社会用电量达到8.3万亿千瓦时，总发电量84万亿千瓦时。电力可靠性指标持续保持较高水平，用户平均供电可靠率约99.9%,农村电网供电可靠率达99.8%。电力绿色低碳转型不断加速。截至2021年底，非化石能源装机规模达1L2亿千瓦，占比达到47%,首次超过煤电装机规模（11.1亿千瓦）。2021年，非化石能源发电量达2.9万亿千瓦时，占总发电量的35%。其中，新能源发电量1万亿千瓦时，占总发电量的12%,分别比2010年和2015年提升11个、8个百分点。气电,3%生物质,2%图12021年全国各类电源装机和发电量占比电力系统调节能力持续增强。截至2

4、021年底，煤电灵活性改造规模累计约L5亿千瓦，抽水蓄能装机规模达到3669万千瓦，新型储能累计装机规模超过400万千瓦。新能源消纳形势稳定向好，全国风电、光伏发电利用率达到97%、98%,特别是西北地区风电、光伏发电的利用率达到了94.5%.94.6%,同比提升L5个百分点、3.6个百分点。电力技术创新水平持续提升。清洁能源装备制造产业链基本完备。全球最大单机容量K)O万千瓦水电机组投入运行。华龙一号全球首堆投入商业运行，全球首个高温气冷堆核电项目成功并网运行。单机容量10兆瓦全系列风电机组成功下线。光伏电池转换效率持续提升。柔性直流、“互联网+”智慧能源、大规模新型储能、综合能源等一大批新

5、技术、新模式、新业态蓬勃兴起。图2三代核电示范工程及小型模块化反应堆图3张北柔性直流电网示范工程及柔性直流输电装备电力体制改革攻坚成效突出。2021年，全国电力市场交易规模进一步扩大，全年完成市场化交易电量3.8万亿千瓦时。全国统一电力市场体系启动建设，具有中国特色的电力中长期、辅助服务市场机制和规则体系全面建立，现货市场建设试点稳定结算试运行。上网电价改革进一步深化，输配电价改革持续优化，分时电价、阶梯电价机制逐步健全。配售电业务加快放开，形成多元化市场主体参与的新格局。用电营商环境持续优化，一般工商业电价连续三年降低，世界银行“获得电力”评价指标排名跃升至全球第12位。（二）问题挑战一是多

6、重因素叠加，部分地区电力供应紧张，保障电力供应安全面临突出挑战。当前国际局势依然复杂多变，能源价格高企，动力煤、天然气等大宗商品价格出现大幅上涨;国内煤炭、天然气供应紧张，价格持续高位，火电企业经营存在困难，叠加能耗双控以及水电出力的不确定性，部分地区电力供应紧张。长期来看，我国电力需求仍维持稳步增长趋势，尖峰负荷特征日益凸显。新能源装机比重持续增加,但未能形成电力供应的可靠替代，电力供应安全形势严峻。需要始终坚持底线思维，全力保障能源安全，推动构建适应大规模新能源发展的源网荷储多元综合保障体系。2022年季,电力保供面崎-.少水.W不种fi,区域忸高“忤先创SJI达到m,1三懵电火电水电即0

7、*1961年有完整气象记录以来锁,同时长江干赛和主要支Jt来水为有水文记录以来同IW牯，2022年8月1日,华东区*Q遇极热无风天气，当日使“负荷四川作为全水电装机第一大偌次在淞!出现电用钦3.15亿千瓦,Ifi赖i小出力125万千瓦,网时率仅15%.图42022年我国电力可靠供应难题凸显二是新能源快速发展，系统调节能力提升面临诸多掣肘,新能源消纳形势依然严峻。新能源占比的不断提高，其间歇性、随机性、波动性特点快速消耗电力系统灵活调节资源。近年来，虽然经过各方不断努力，全国新能源利用率总体保持较高水平，但消纳基础尚不牢固，局部地区、局部时段弃风弃光问题依然突出。未来，新能源大规模高比例发展对系

8、统调节能力提出了巨大需求，但调节性电源建设面临诸多约束，区域性新能源高效消纳风险增大，制约新能源高效利用。火电风电太阳能发电水电（含抽蓄）核电图5我国各类电源装机结构三是高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”特性日益凸显，系统运行压力持续增加。相比于同步发电机主导的传统电力系统，新型电力系统低惯量、低阻尼、弱电压支撑等特征明显。我国电网呈现交直流送受端强耦合的复杂电网形态，电网电压层级复杂，高低压层级电网之间、送受端电网之间协调难度大，电力系统安全稳定运行面临较大风险挑战。随着高比例新能源、新型储能、柔性直流输电等电力技术快速发展和推广应用，系统主体多元化、电网形态复杂化、运行方式多样

9、化的特点愈发明显，对电力系统安全、高效、优化运行提出了更大挑战。-j-*Wi5击功率中6000 ：2000 -2000YOoO功率*合放大交充小扰动O 02 04 06!nA,ft ：800 Wvat 300 kW图6电力系统安全稳定运行面临较大风险四是传统电力调度方式难以完全适应新形势新业态，调控技术手段、调度机制、信息安全防护等亟待升级。一是随着数量众多的新能源、分布式电源、新型储能、电动汽车等接入，电力系统信息感知能力不足，现有调控技术手段无法做到全面可观、可测、可控，调控系统管理体系不足以适应新形势发展要求。二是当前电力调度方式主要是面向常规电源为主的计划调度机制，尚不能适应电力市场环

10、境下交易计划频繁调整，不能适应高比例新能源并网条件下源网荷储“多向互动”的灵活变化。三是作为重要基础设施领域，电力系统已成为网络攻击的重要目标，信息安全防护形势更加复杂严峻，调度系统的信息安全防护能力亟需提升。五是电力关键核心技术装备的自主化、国产化水平偏低,电力系统科技创新驱动效能需持续提升。我国能源电力领域已形成具有较强国际竞争力的完整产业链、供应链和价值链,但同世界能源电力科技强国相比仍存在短板与不足，氢能、新型核电、碳捕捉利用及封存（CCUS）、燃料电池、大型燃气轮机、高温材料等核心技术装备长期被国外垄断，支撑新型电力系统构建的“卡脖子”技术和核心装备亟需攻关突破。需要加强政策引导，激

11、发创新潜力，打造新型电力系统多维技术路线推动能源电力全产业链融通发展。六是电力系统转型发展过程中仍然面临诸多障碍和风险挑战，亟需完善适应新型电力系统的体制机制。随着电力体制改革进入“深水区”，深层次矛盾不断突显，电力市场不充分不协调不平衡问题较为突出。进入新发展阶段，落实“双碳”战略部署，解决电力转型发展中遇到的瓶颈和顽疾，关键要靠体制机制创新，为构建新型电力系统提供保障。二、形势要求与内涵特征（一）新形势新理念提出的新要求党的二十大报告强调：“要积极稳妥推进碳达峰碳中和，深入推进能源革命，加快规划建设新型能源体系，这为新时代我国能源电力高质量跃升式发展指明了前进方向，提出了更高要求。为完整、

12、准确、全面贯彻落实党中央决策部署，积极践行“双碳”战略，推动构建新型能源体系，电力系统必须立足新发展阶段、贯彻新发展理念，重点在功能定位、供给结构、系统形态、运行机理、调控体系等领域顺应发展形势、响应变革要求，主动实现“四个转变二一是电力系统功能定位由跟随经济社会发展向主动引领产业升级转变。践行“双碳”战略，能源是主战场，电力是主力军。作为能源供给体系的核心，电力系统发展应逐渐向跨行业、跨领域协同转变，各产业用能方式向全面低碳化转型，以电力供给支撑经济增长，实现经济高效低碳发展。充分发挥技术创新对电力系统转型升级的支撑作用，通过源网荷储各环节的关键核心技术创新和重大装备攻关推动相关产业“补链”

13、“延链”“强链”，促进产业结构提档升级。二是电力供给结构以化石能源发电为主体向新能源提供可靠电力支撑转变。煤电在未来相当长一段时间内仍是我国电力供应安全的重要支撑，需加快煤电清洁低碳化发展,推动化石能源发电逐步向基础保障性和系统调节性电源并重转型。为实现“双碳”目标，在水电等传统非化石能源受站址资源约束增速放缓、核电建设逐步向新一代先进核电技术过渡的情况下，新能源应当逐步成为绿色电力供应的主力军，并通过配置调节能力、提升功率预测水平、智慧化调度等手段，建立系统友好型电站，为系统提供可靠电力支撑,助力终端能源消费全面绿色转型升级。三是系统形态由“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变，电网多种新

14、型技术形杰并存。推动解决新能源发电随机性、波动性、季节不均衡性带来的系统平衡问题，多时间尺度储能技术规模化应用，系统形态逐步由“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变。考虑到支撑高比例新能源接入系统和外送消纳，未来电力系统应仍以交直流区域互联大电网为基本形态，推进柔性交直流输电等新型输电技术广泛应用。以分布式智能电网I为方向的新型配电系统形态逐步成熟，就地就近消纳新能源，形成“分布式”与“大电网”兼容并存的电网格局。四是电力系统调控运行模式由单向计划调度向源网荷储多元智能互动转变。新型能源体系下，伴随大规模新能源和分布式能源接入，电力系统调度运行与新能源功率预测、气象条件等外界因素结合更加紧密

15、，源网荷储各环节数据信息海量发展，实时状态采集、感知和处理能力逐渐增强，系统调控体系需由浅层调控向深层调控逐步转变，调度模式需由源荷单向调度向适应源网荷储多元互动的智能调控转变。（二）新型电力系统的内涵和特征2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上对能源电力发展作出了系统阐述，首次提出构建新型电力系统，党的二十大报告强调加快规划建设新型能源体系，为新时代能源电力发展提供了根本遵循。新型电力系统是以确保能源电力安全为基本前提，以满足经济社会高质I分布式智能电网：基于分布式新能源的接入方式和消纳特性，以实现分布式新能源规模化开发和就地消纳为目标的智能电网，主要领域在配电网。量发展的电力需求为首要目标，以高比例新能源供给消纳体系建设为主线任务，以源网荷储多向协同、灵活互动为坚强支撑，以坚强、智能、柔性电网为枢纽平台，以技术创新和体制机制创新为基础保障的新时代电力系统，是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。新型电力系统具备安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合四大重要特征，其中安全高效是基本前提，清洁低碳是核心目标，柔性灵活是重要支撑，智慧融合是基础保障，共同构建了新型电力系统的“四位一体”框架体系。新型电力系统四大基本特征图7新型电力系统四大基本特征安全高效是构建新型电力系统的基本前提。新型电力系统中，新能源