行业解读|统筹发展和安全，扎实做好新形势下电力系统稳定工作
来源：水电水利规划设计总院
实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军。长期以来，我国电力系统在多个关键时期平稳转型，以稳定可靠的电力供应，保障经济社会快速发展需要。当前，我国已建成全球最大的清洁煤电供应体系，可再生能源装机与发电量大幅提升，电力可靠性和电能质量达到较高水平，保持特大型电网安全运行时间最长纪录，北京、上海、广州等特大型城市用户平均停电时间处于世界先列；电气化发展水平位居国际前列。构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统是推动能源生产和消费革命、保障国家能源安全的重要任务。
近期，国家能源局对加强新形势下电力系统稳定工作作出相关部署，指明了形势和新挑战，明确扎实做好新形势下电力系统稳定工作的有关要求。
1.加强电力系统稳定工作意义重大
电力系统稳定是电力行业健康发展，保障电力安全可靠供应的基础。碳达峰碳中和目标下，我国能源绿色低碳转型持续加快推进，新能源发电和直流输电工程迅速发展，我国能源电力形态正发生深刻变化。
一是电力系统运行稳定风险快速增加。
新能源装机规模快速增长，电力电子设备高比例接入，特高压交直流输电混联运行，电力系统的生产结构、运行机理和功能形态都在快速演变。一方面，系统调节能力出现巨大需求，灵活调节能力快速提升任务艰巨，极端天气现象频率增加也给可再生能源安全可靠供电带来新挑战。另一方面，常规同步机占比下降，系统转动惯量、调频能力降低，同时大容量直流故障使系统面临更大冲击功率，频率失稳风险增加；部分新能源场站容量大、与交流主网电气联系较弱，短路比低，电压失稳风险增加。
二是电力系统稳定问题还将长期存在。
我国电力需求还将继续保持刚性增长，基于我国能源资源禀赋，我国在今后一段时间内仍将维持以煤电为主的电源结构。受电力供应保障及系统运行安全等因素约束，在未来相当长时间内，电力系统仍主要以交流同步机制运行，电力调度电力运行的机理没有发生本质改变，但频率、电压等安全稳定运行的裕度日益减小，安全稳定问题更加突出。
国家能源局出台《关于加强新形势下电力系统稳定工作的指导意见》，并召开第三次电力系统稳定工作会议，立足我国国情，明确了电力系统稳定基础、构建原则、主要目标和重点任务，是应对电力系统新的严峻挑战的现实需求，是以系统思维统筹发展和安全的深入探索，也是为满足人民美好生活和经济发展需要提供可靠电力保障的不懈努力。
2.着力夯实电力系统稳定基础
电力保供是电力系统稳定发展的根本要求，着力构建源网荷储各环节统筹协调支撑的电力保供体系，要坚持用好存量、做优增量的原则，以合理的电源结构、坚强柔性电网平台、科学有序的调节性资源建设，明确“源、网、储”三侧的建设要求，从物理层面为电力系统安全稳定打好基础。
一是在电源侧统筹各类资源。
增强挖掘常规电源调节支撑能力，新建煤电机组需全部实现灵活性改造、现役机组应改尽改、退役机组转应急或调相改造；积极推动大型水电和抽水蓄能的规划建设，加快研究出台全国主要流域水风光一体化规划建设指导性意见，加强全国各区域间抽水蓄能资源优化配置，统筹新能源基地抽水蓄能布局建设。强化提升新能源涉网性能，通过配储等形式提升新能源场站的主动调节能力，积极推动新能源/储能构网型技术发展及示范应用，提升对系统频率、电压的支撑能力。
二是在电网侧增强调节支持能力。
规划构建合理分层分区和各级协调解环的电网网架结构，强调构建坚强柔性电网平台。设置新能源资源规划大区，通过加强大区内电网结构，充分发掘利用新能源区域互补特性，实现出力平滑效应，提高电力置信水平，降低调节需求。积极推动特高压柔性直流输电技术、柔直背靠背技术、柔性低频/分频输电技术发展应用，保障直流送受端系统的稳定水平。
三是科学规划配置储能资源。
储能发展要因地制宜按需规划、为用而储，从多时间尺度、多应用场景、多储能类型协调综合布局，向精细化、科学化、系统化转变，有序推进抽水蓄能建设、积极推进新型储能建设，构建多元融合发展模式。
3.构建稳定技术支撑体系 加强电力系统全过程稳定管理
加强基础理论研究和仿真分析能力，强化系统运行控制能力，建立适应新型电力系统的技术标准体系，确保稳定工作要求在新型电力系统全过程、全环节、全方位落实。
一是加强基础理论创新提升运行控制能力。
电力系统运行机理发生深刻变化，需创新电力系统稳定性控制理论与方法，考虑运行工况多变性和随机性，强化在线安全分析，提升高比例新能源和高比例电力电子设备系统运行控制能力。利用信息化、智能化技术，研究实现海量分散可控资源的精准评估、有效聚合和协同控制，建设全局优化、智能决策的调度技术支持系统。
二是加强稳定技术标准体系建设。
建立健全稳定技术标准体系，设计涵盖新能源、新型储能、虚拟电厂、分布式智能电网等新型并网主体的涉网运行调度技术标准，推进完善新型电力系统分析与控制等各方面标准研制，强化标准在引领技术发展、规范技术要求等方面的作用。
三是重点强化统筹整体管理。
深化规划阶段安全稳定研究深度，通过规划建设期系统安全稳定和充裕性论证，引导网源协同规划、同步投产。提升新能源预测水平，开展各类电源及储能设施涉网性能管理，提高面向高比例可再生能源接入的调度管控能力。建立可实现与智能调度系统、能量管理系统、中长期交易系统等交互的电力现货市场技术支撑平台。
4.加强可再生能源对电力系统的支撑能力
一是加强可再生能源支撑能力规划建设。
在保障能源安全可靠供应的前提下推动可再生能源大规模开发利用。积极推动大型水电和抽水蓄能的规划建设，加快研究出台全国主要流域水风光一体化规划建设指导性意见，加强全国各区域间抽水蓄能资源优化配置。通过推动深远海海上风电开发建设，提高东部沿海地区清洁能源供应能力，积极探索可再生能源制氢氨等新业态，试点打造低碳电厂、低碳园区，推动可再生能源就地就近消纳。
二是加强统筹电力流和能源资源禀赋的关系。
强化源网协同规划，重点考虑结合资源特点与供需关系优化确定和调整电力流，充分利用区域互补特性，构建送端新能源规划大区，合理确定近期新能源建设实施方案，平滑新能源波动性，降低系统调节需求。加强研究直流通道的送、受两端各自承担调节责任的分配与平衡问题。
三是加强调度控制技术的创新。
应结合柔性直流的规划研究、全国统一电力市场交易规则的制定完善，增加负荷侧调节资源，建立适应新能源特性的电力平衡和调度方式。研究在无煤电支撑情景下的通道安全稳定送出问题，提出可再生能源时段性供需不平衡问题的技术解决方案。