电网革命：新一代电力系统的5个特性

新一代电力系统发展方向

与传统的电力系统相比，新一代电力系统的物理特性、设备基础、运行特征、控制方式都将发生根本改变，具有广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控、开放共享五个方面特征。

 广泛互联

是指系统规模大、接入主体多，电网成为资源大范围优化配置平台。电力系统接入主体更加多样化，分布式电源、微电网、储能、电动汽车等大量新型用能设备大量接入；电网、信息网、物联网深度融合，网络跨地域、跨领域互联，能够实现大范围的能源互济供应。

智能互动

是指系统具备高度智慧化和交互性，电力生产、消费与电力市场紧密融合。“大云物移”和人工智能技术得到广泛应用，电力系统全环节具备智能感知能力、实时监测能力、智能决策水平。发电和用户的双向选择权放开，发电侧与售电侧各主体在电力市场中广泛参与、充分竞争，用户通过经济政策或价格信号，实现主动负荷需求响应。

灵活柔性

是指系统具有强大的适应性和抗干扰能力，新能源消纳水平显著提升。储能、虚拟同步机、大功率电力电子器件、柔性输电等新技术、新设备广泛应用，系统的灵活性和适应性显著提升。源随荷动、荷随网动，源网荷实现联动，电网运行的弹性显著增强。

安全可控

是指系统具有高度稳定性和可靠性，电网安全可控能控。电网预防和抵御事故风险的能力显著提升，降低大面积停电风险。交流与直流、各电压等级电网协调发展，主网、配电网效率效益和供电可靠性双提升。网络信息加密技术普及，电力系统信息安全防护水平显著增强。

开放共享

是指系统具有高度开放性和共享度，电网成为综合能源服务平台。电力、燃气、热力、储能等资源，通过电网实现互联互通，能源综合利用效率得到优化。互联网理念贯穿各类用电业务，形成透明开放的服务网络。支撑分布式能源、各类用能设备友好接入。

构建新一代电力系统，技术创新是关键，需要在以下五个方面重点突破。

一是坚强的网络结构。这是构建新一代电力系统的基础。从世界范围看，加强电网互联互通、扩大联网规模，是很大国家实现能源资源大范围优化配置、推进能源清洁转型的战略性选择。目前，欧洲已建成统一同步电网，可以实现新能源在各国互济消纳，为适应风电、太阳能大规模发展的需要，欧盟计划到2030年将各国的跨国输电容量再增加一倍。中国国家电网到2035年的跨区输电规模将从目前的1.9亿千瓦进一步提高到3.8亿千瓦，10多个特高压直流群接入东中部地区，需要加快发展特高压交流输电，构建坚强的送、受端同步电网，解决大直流带来的潮流汇集与疏散安全问题。

二是综合安全防御体系。加快发展更快、更强、广域、智能的大系统控制技术，对电网故障的实时跟踪分析将从分钟级提升为秒级、毫秒级，安全防御体系向电源侧、用户侧深度延伸，电源侧重点提高集群控制的灵活性，用户侧重点提高分散控制的精确性。电网环节要加快发展柔性交、直流输电，增强电力系统灵活调节能力。电网调度朝着高度智慧化方向发展，具备全网状态感知能力、自适应巡航能力，成为新一代电力系统的智能中枢，保障系统安全稳定运行。

三是快速平衡调节能力。新一代电力系统的频率调节与无功调节将朝着快速、动态、深度、精准方向发展。频率调节方面，重点是推动传统火电、核电机组增强深度调峰能力，加快发展新能源机组调频技术和大规模电池储能技术。无功调节方面，重点利用调相机、FACTS、柔性直流、储能等动态无功装置建立主网虚拟无功电源群。要加快发展精准负荷控制技术，支持电动汽车、分布式电源、微电网以及各类智能用电装置参与系统平衡调节，实现源-网-荷-储协调互动。

四是新能源友好并网。在新一代电力系统中，新能源机组应当朝着更高效、更友好、更经济方向发展。一方面要加快发展大容量风机、更高转化效率的光伏发电。另一方面，大力提升新能源机组涉网性能，使其逐步接近常规机组，重点要提高新能源机组的频率、电压耐受能力，加快发展虚拟同步机技术，主动支撑电网频率、电压稳定。同时，要大力发展高精度电力气象预测技术，实现新能源电站集群控制，推进电网友好型风电场和太阳能电站建设。

五是基础理论和新一代仿真。基础理论方面，重点要研究电力电子化系统、交直流混联系统的稳定基础理论。在新一代仿真方面，随着能源互联网建设的深入推进，系统仿真的领域要从电力领域向能源领域拓展，仿真的方法从电磁暂态+机电暂态仿真向电磁暂态+小步长仿真转变，建设更高精度、更快速度、更强功能的仿真平台。