華中區域加快構建新型電力系統推進能源清潔低碳轉型實踐思考

國家能源局華中監管局黨組書記、局長 任育之

能源事關經濟社會發展全局。黨的十八大以來，在“四個革命、一個合作”能源安全新戰略指引下，我國能源行業取得長足發展，能源保障基礎不斷夯實，為經濟社會發展提供了有力支撐。在新發展階段，我國能源行業長期面臨的需求增長快、供給制約多、環境壓力大等挑戰依然存在。當前，我國以推動構建新型電力系統，大力發展新能源，實現經濟社會綠色低碳轉型來應對能源發展面臨的安全保障和可持續性發展挑戰。

近年來，華中區域電力企業把構建新型電力系統作為促進區域新能源發展、滿足多元化用能需求、保護長江經濟帶生態環境和保障區域發展戰略順利實施的戰略舉措，開展了一系列的實踐探索，加大了自我改革力度，促進了新能源發電占比的提升，降低了對化石能源的依賴，以能源清潔低碳轉型發展為保護綠水青山的生態環境作出貢獻。同時，在華中新型電力系統建設過程中，也逐步出現電力系統安全穩定運行風險增大、系統調節能力不足、新能源利用率下降等一系列問題和趨勢，亟需各方面重視和解決。為此，需要系統梳理華中新型電力系統建設實踐情況，進一步加強頂層設計，明確區域新型電力系統建設的目標和措施，更好地促進區域新能源高質量發展。

華中區域新型電力系統發展情況

國家能源局華中監管局監管的華中區域，包括湖北、河南、江西、湖南、四川、重慶和西藏等七省（區、市），橫貫我國中西部，涵蓋華中和川渝藏兩個異步相連的區域性電網（以下簡稱“華中電網”）。華中電網是西電東送和南北互供的重要通道，是全國聯網的中樞和安全基石，也是保障華中區域能源需求的關鍵基礎設施。

近年來，華中電網能源轉型加快發展，以風電、光伏發電為代表的新能源裝機規模快速增長，發電量占比穩步提升。2023年，華中新能源發電量達到1996億千瓦時，同比增長達28.2%。到2024年底華中電網新能源裝機將達2.1億千瓦，超過火電成為第一大電源。為滿足新能源發電的需要，華中電網建成一批調節型電源，抽水蓄能電站規模達649萬千瓦，新型儲能電站裝機483萬千瓦，推進了煤電“三改聯動”，區域煤電機組靈活性改造容量超過3000萬千瓦，大幅提升系統調節能力。在湖北隨州廣水市，打造了世界首個百兆瓦級的100%新能源新型電力系統科技示范工程，探索和掌握新型電力系統核心技術并積累實際運行經驗。

由于“十四五”規劃的各項新能源發展指標均超進度完成，快速逼近現有電力系統消納極限，華中電網新能源利用率明顯下降。2023年華中電網新能源利用率為98.3%，預計2024年新能源利用率降至95.6%，棄電量約110億千瓦時。為滿足華中電網新能源快速發展和區域能源轉型需求，加快華中區域新型電力系統建設迫在眉睫。

華中區域新型電力系統發展面臨的突出問題與挑戰

隨著華中區域新能源發電占比不斷提升，華中電網在新能源并網消納、安全穩定、市場交易、調度運行等方面出現一系列問題和矛盾，限制了新能源進一步發展。

（一）電力供應保障形勢依然嚴峻。雖然新能源發電爆發式增長，在華中電網中占比越來越大，超越化石能源發電，但由于新能源的特點，難以穩定保障負荷需求，特別是受氣象條件影響大的長時間周期保障能力不足。迎峰度夏度冬等用電高峰期，華中電網電力供應存在不同程度的時段性供應緊張問題。

（二）新能源利用率正在下降。隨著電力系統存量靈活調節資源被大量增長的新能源裝機快速消耗，以及系統新增調節能力的增長不足，未來幾年新能源利用率可能逐年下降，局部地區、局部時段棄風棄光問題將更加突出。調節性電源的發展面臨抽水蓄能建設周期長、新型儲能成本高、以周和月為周期的調節性資源不足等諸多因素約束，發展速度和規模難以滿足實際需要。華中電力系統抽水蓄能和電化學儲能等調節性電源裝機容量占比僅約3%，難以支撐新能源的快速發展。

（三）電網安全穩定問題變得日益突出。華中電網新能源發電裝機的大幅增長以及跨區直流輸電規模的持續擴大，電網交直流耦合特性更趨復雜，系統“雙高”特征更加顯著，電壓頻率穩定問題更加突出。電力系統可控對象從以源為主向源網荷儲各環節擴展，控制規模呈指數級增長，傳統調控技術手段難以做到全面可觀、可測、可控，對電網特性認知、運行控制、故障防御三大體系提出更大挑戰。跨省跨區輸電高度依賴穩控系統，在安全上存在隱憂。500千伏網架承擔更多特高壓故障能量的沖擊和潮流轉移任務，出現承載能力的不足和運行靈活性的下降，系統穩定和短路電流超標問題交織，電網安全運行難度增大。

（四）適應新型電力系統的市場機制尚未健全。當前，電力市場化改革和新型電力系統建設兩大任務正在同時探索推進，電力市場應發揮對新能源、儲能、虛擬電廠等資源的優化配置作用，但由于市場機制還不完善，促進新型電力系統建設的作用未充分發揮。一是新能源大規模參與市場機制不完善，新能源發電還以保障性收購為主，市場在促進新能源消納和引導新能源建設發展上的作用發揮不足。二是跨省區交易協同機制不暢，輸電權交易機制尚未建立，跨區輸電價格機制不靈活，“點對點”跨省區交易難以落地，地方政府行政干預跨省區電力市場問題依然存在。三是新型儲能參與市場機制仍在探索，配建儲能缺乏參與市場機制，新型儲能充放電價格倒掛、“建而不用”、調運方式不合理問題突出，缺乏合理成本疏導機制。四是用戶側靈活調節資源參與市場化機制仍需健全，輔助服務品種單一、參與主體少，亟需完善用戶側參與輔助服務分擔共享機制，推動用戶側主動參與系統調節，引導源網荷儲各方面協同發展。

華中區域新型電力系統建設路徑思考

華中區域新型電力系統建設實踐過程中面臨的問題和矛盾，其原因是多方面的，既有新能源自身資源特性的原因，也有相關理論技術儲備不夠、電網基礎設施建設投入不足、行業管理機制創新滯后、電力市場機制不完善等方面因素。一些是全國普遍存在的共性問題，也有華中區域特有的問題。解決這些問題和矛盾，要堅持系統思維，正確處理新能源與傳統能源、全局與局部、政府與市場、能源開發與節約利用等關系。堅持以供給側改革為主線、以能源消費變革為基礎、以電網建設為支撐、以安全穩定為底線、以技術創新為根本、以體制機制改革為保障，實現安全和發展的科學統籌。

（一）堅持以先立后破推動轉型為方向。在推動能源結構轉型的同時，要充分注意電網保障能源供應的責任，要準確把握新能源和傳統能源、全局和局部的關系，堅持先立后破，統籌區域內外能源資源高效利用，逐步推動電力供給結構以化石能源發電為主體向新能源提供可靠電力支撐轉變。一是大力促進化石能源發電轉型發展。推動化石能源發電逐步向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型。河南、江西、重慶、湖北等煤電占比大的省份要積極推進煤電機組節能降碳改造、供熱改造和靈活性改造。二是加強新能源項目規劃建設管理。創新開展全過程監管，加強規劃落實情況監督，推動國家大型風電光伏基地和配套電網項目落實，保障“千鄉萬村馭風行動”等促進新能源發展舉措順利落地。三是創新模式鼓勵各類儲能發展。根據新能源增長規模和利用率要求明確調節能力提升目標，明確各類儲能發展規模。推動抽水蓄能電站科學布局和有序發展，積極探索常規水電改抽水蓄能和混合式抽水蓄能電站技術應用，充分發揮湖北、江西小水電資源多的優勢。結合應用場景構建儲能多元融合發展模式，穩妥推進風光儲等構網型新型技術在西藏等網架結構薄弱、常規能源支撐不足的偏遠地區應用。

（二）堅持以堅強智能電網建設為支撐。華中區域電網要建成多種電網形態融合發展的新型電網，堅持交直協同、分層分區、靈活智能、因地制宜，既要滿足大規模跨省跨區清潔能源優化配置需要，也要滿足海量分布式新能源接入需求。一是加強規劃引導。要深入做好華中區域能源規劃和電網規劃的協調，科學統籌區域間和區域內能源資源優化利用。優化華中區域電網同周邊區域電網的聯系，促進區域能源資源時空互濟。充分發揮華中區域內特高壓網架大通道作用，推動區外清潔電力在區內靈活分配，更好地促進清潔能源消納。科學統籌電源和電網建設，明確區域內化石能源、新能源和調節性電源的發展時序、規模和布局，優化電網結構適應新能源接入需要。二是加快新型電網建設。加強區域內交直流混聯的特高壓主網架，加快特高壓柔性直流輸電技術創新應用，滿足能源資源跨省跨區輸送和平衡需要；配電網建設改造要因地制宜，在有條件的地區，積極推進電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設試點，從傳統的“無源”單向輻射網絡向“有源”雙向交互系統轉變，滿足大規模分布式新能源、電動汽車充電基礎設施、新型儲能、虛擬電廠等新主體、新業態接入需求。要將農村配電網建設成新能源消納利用的平臺，促進農村地區率先實現碳達峰和碳中和。三是優化電網調控方式。研究提升電力智能調度水平，逐步建立基于大數據、云計算、5G、數字孿生、人工智能等新興技術的智慧化調控運行體系，滿足分布式發電、儲能、多元化負荷發展需求。探索加強電網調度成效和指標考核，推動完善電網調度監管政策和指標體系，切實將“三公”調度要求落到實處。

（三）堅持以確保安全生產為底線。要堅持統籌高質量發展和高水平安全，不能以犧牲安全為代價求發展。一是要處理好化石能源和新能源之間的關系。要切實將安全要求體現在規劃過程中，統籌各類電源規模和布局，堅持先立后破，把握好新能源替代傳統發電的節奏，可靠發電能力要滿足電力電量平衡需要并留有合理裕度，為系統提供足夠的調峰、調頻、調壓和阻尼支撐。二是嚴格開展各類電源及儲能設施涉網性能管理，對不符合要求的新能源企業要限期整改。加強大型電源和主網設備的可靠性管理及二次系統運維保障。推進新型并網主體電力監控系統安全防護能力建設，強化供應鏈安全管理，深化安全防護評估。三是建立健全應對極端天氣、自然災害、突發事件的電力預警和應急響應機制，不斷完善區域跨省電力應急演練機制，加強災害預警預判和各方協調聯動。強化網絡安全防護建設。

（四）堅持以推進技術創新為根本。科技是第一生產力，創新是第一動力，要大力培育能源新質生產力，推動傳統能源綠色升級和智慧賦能，加強關鍵新技術研發攻關和示范應用。一是加強關鍵技術攻關。聚焦智能電網、新型高效儲能、高效光伏發電、低風速風電、CCUS、煤電清潔高效利用等關鍵技術攻關和工程示范，解決新型電力系統在長時儲能、運行仿真、控制機理、智能調度、繼電保護、網絡安全等方面難題。二是提升電力系統數智化水平。適應新型電力系統海量異構資源的廣泛接入、密集交互和統籌調度需要，推動電力領域設備設施的數字化改造和智能化升級，推動“云大物移智鏈邊”等先進數字信息技術在電力系統廣泛應用，提高設備設施可觀、可測、可調、可控水平。三是大力促進新產業發展。加快建設高質量充電基礎設施網絡，形成城市面狀、公路線狀、鄉村點狀的充電基礎設施布局，為新能源汽車產業快速發展提供有力支撐。

（五）堅持以體制機制建設為保障。新型電力系統建設離不開有效市場和有為政府的支持。一是進一步發揮市場支撐作用。建設華中區域市場，融入全國統一電力市場體系。加強市場頂層設計，既要保護傳統火電機組投資積極性，又要鼓勵新能源及新模式積極參與市場，完善新能源、分布式電源、虛擬電廠、用戶側儲能等參與電力市場機制，推動火電機組充分參與跨省調峰互濟，引導更多負荷側調節資源參與輔助服務市場，建設與新能源特性相適應的電力市場機制。完善煤電容量電價制度，合理疏導煤電調峰、調頻、轉動慣量等輔助服務成本，更好發揮煤電在新型電力系統中的支撐保障作用。加強電力上下游成本疏導，建立各主體合理分攤系統成本的市場機制，實現多層次各類市場高效協同運作。二是更好發揮政府引導作用。地方政府要牽頭做好新型電力系統建設各項工作，科學規劃發展目標，明確指標任務和推動重點項目建設。引導節能環保生產生活方式，加快綠電替代，大力推廣新能源汽車、節能電鍋爐、大電機驅動等用電設備和工具的使用。實施節約用能戰略，深入挖掘工業、交通、建筑等重點領域節能潛力，鼓勵先進節能技術應用，控制不合理用能需求，把節約用電落實到經濟社會發展全過程各領域。鼓勵綠電消費，推動電力市場與碳排放權交易、用能權交易、綠證交易等市場融合發展，持續擴大綠電和綠證交易規模，以市場化方式發現綠色電力的環境價值。三是有力發揮監管保障作用。要加快打造適應新型能源體系和新型電力系統發展需要的能源監管體系，實現能源監管能力現代化。能源監管機構要在加強國家能源政策和規劃執行情況監管、推動全國統一電力市場體系建設、加強市場和壟斷環節監管及維護電力系統安全穩定運行等方面更好地發揮作用。積極應用人工智能、大數據等現代科技手段，探索“全過程監管、穿透式監管、數字化監管、跨部門協同監管”等新監管方式。