南方电网推动构建新型电力系统

以新能源为主体的新型电力系统，它比我原来提出的新一代电力系统要求更高。5月14日，中国科学院院士周孝信在江苏家中接受记者采访，就新能源发展、数字化技术等分享观点。他表示，南方电网公司发布的《南方电网公司建设新型电力系统行动方案（2021—2030年）白皮书》（以下简称《白皮书》），为数字化与新型电力系统的紧密结合提供了一体化的行动方案，具有南方电网的特点，建议以数字化推动源网荷储协调发展，加强先进储能技术研发，创建新型电力系统的理论和技术体系，助力双碳目标实现。

专访中国科学院院士周孝信

以数字化推动源网荷储协调发展

南网传媒全媒体记者 宿雪晶 陈细英 通讯员 田凌

新型电力系统是能源电力可持续发展的大方向

记者：您在几年前提出的新一代电力系统，与以新能源为主体的新型电力系统有不少共通之处，请问电力系统发展经过了哪些阶段？目前呈现出什么特点？

周孝信：2013年我在《中国电机工程学报》上发表文章提出了三代电网的概念。第一代电网，指20世纪前50年，低电压、小机组、小电网为主的电力系统发展初级阶段。随着第二次世界大战结束后全球经济恢复和新中国成立，尤其是中国改革开放以来，经济发展对电力的需求急速增加，电网和相关技术的发展发生巨大变化，大电网、大机组、超/特高压交直流输电组成了第二代电力系统的大格局，但第二代电力系统的电源结构主要基于化石能源，面对其进一步发展对环境的严重污染和日益严重的全球气候变化的危机，这种模式难以持续。第三代电网即新一代电力系统，始于本世纪初期，是以可再生能源和低碳清洁能源发电为主，是大机组和中小机组相结合，大电网和中小电网以及微电网并存的新时代，是可持续的能源电力发展新模式。

对于新一代电力系统，我从技术上概括了它的四个主要特征：高比例可再生能源电力系统、高比例电力电子装备电力系统、多能互补综合能源电力系统、信息物理融合的智慧能源电力系统。现在看来，这些特征与新型电力系统有不少共通之处，而新型电力系统是以新能源为主体，要求更高。在碳达峰、碳中和大背景下，加快构建以新能源为主体的新型电力系统，具有很大的挑战性，但这是人类利用能源电力可持续发展的大方向。

制氢储能是新型电力系统应对中长周期能源电力波动确保供应安全的重要保障

记者：以新能源为主体是新型电力系统最为显著的特征，如何应对大规模新能源接入给电网带来的影响？

周孝信：面对新一代电力系统的构建，我提出了六类具有全局性影响的关键技术。其中三类是安全高效低成本长寿命新型储能技术清洁高效低成本氢能生产储运转化和应用技术和数字化、人工智能和能源互联网技术。由于新能源发电波动性和间歇性强，大量接入电网会直接影响电力系统的安全稳定运行，这是需要全人类共同攻克的难题。储能则可以很好地平衡新能源的波动。我国自上世纪六十年代开始开发建设抽水蓄能电站，随着我国新兴能源的大规模开发利用，目前抽水蓄能电站的配置已由过去侧重于用电负荷中心逐步向能源基地、送出端和落地端等多方面发展。近年来以化学电池为主的新型储能装置在电力系统中快速发展，未来将与抽水蓄能电站一起成为应对新能源短周期波动性间歇性的主要措施；但对风电光伏发电等受异常天气变化影响的中长周期功率和能量波动来看，清洁制氢和储氢将是最为经济有效的方式，即利用可再生能源制氢，将随时变化不可控的清洁电力转化为可储存、便于运输的绿色液体气体燃料和化工原料，这既是对可再生能源的充分利用，又能通过储氢和氢转化产品（甲烷、甲醇等）成为应对新能源中长周期波动的备用清洁能量来源，还可以在电网运行中通过调节电解水装置等给电网带来新的灵活性调节手段。从这个意义上看，制氢、储氢和用氢，应该是未来新型电力系统的重要组成部分。当前，我们要充分利用新能源占比逐步提高过程的时间窗口，进一步研发制氢储氢和氢转化技术，提高效率，降低成本，为未来新型电力系统的安全可靠稳定运行做好充分准备。

数字化推动源网荷储协调发展

记者：建设新型电力系统刻不容缓，南方电网公司在近期发布了《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》《建设新型电力系统行动方案（2021—2030年）白皮书》，请问您对此有什么建议？

周孝信：这两本新的《白皮书》将数字化和新型电力系统结合得非常紧密，从概念理念到目标任务，提供了一体化的行动方案，都具有南方电网的特点。

数字化改革不是为了数字化而数字化，是为了解决电网、电力系统存在的问题。特别是当新能源的比例越来越高时，需要充分运用数字化、信息化手段来推动源网荷储协调发展，以应对新能源发电出力的波动性、间歇性，以及新型电力系统规划设计、调度运行、保护控制等方面的一系列难题。其中，数据的实时性、可靠性和完整性是应用的前提。为此，我们要加强基础理论研究，攻克关键技术，创建新型电力系统的理论和技术体系，为实现可持续发展作出能源电力行业应有的贡献。

记者：在建设新型电力系统的实施过程中，您认为还需考虑哪些方面？

周孝信：一是增强新型电力系统的韧性。电网的韧性，是指能够全面、快速、准确感知电网运行态势，协同电网内外部资源，对各类扰动做出主动预判与积极准备，主动防御，快速恢复重要负荷和电网正常运行的能力。增强电网的韧性，也是电网数字化要解决的重要问题。在构建新型电力系统的过程中，要高度重视解决可能遇到的各种各样自然灾害影响，或是一些无法预估的运行风险，将其纳入构建新型电力系统的规划设计和研发工作中。

二是协同发展。南方电网供电区域内既有经济发展比肩世界一流湾区的粤港澳大湾区，也有自然条件恶劣的西部欠发达地区。如何带动薄弱环节同频共振，因地制宜建设促进欠发达地区发展的新型电力系统，让所有人共享构建新型电力系统的发展成果，也是我们要密切关注的。

双碳目标下，我国提出构建以新能源为主体的新型电力系统，实现能源清洁低碳转型。如何理解新能源的主体地位？能源电力行业如何谋划发展，才能更好地服务能源转型和双碳目标实现？5月13日，中国工程院院士、中国科学院广州能源研究所研究员陈勇接受记者采访，分享自己的观点。

专访中国工程院院士、中国科学院广州能源研究所研究员陈勇

发展数字能源数字电网势在必行

南网传媒全媒体记者 帅泉 通讯员 刘洋 李婧靓

发展新能源，要持续自主技术创新

记者：中央首次提出构建以新能源为主体的新型电力系统，如何理解新能源的主体地位？

陈勇：构建以新能源为主体的新型电力系统，推动能源清洁低碳转型，就是为了实现双碳目标。关键是如何理解新能源。我认为，不再是传统概念里简单按能源种类和新旧与否划分，而应该从基于新技术开发利用、极大提升能源利用效率、实现低碳零碳排放的角度划分。

由此，新旧能源之间是可以转化的。比如化石能源是传统能源，使用时会产生二氧化碳，但假如有一天，通过技术创新，使利用效率极大提升、二氧化碳可以资源化利用，那就成了新能源。再比如，太阳能、风能是传统能源，通过新技术转化成了新能源，但如果不从全生命周期理论出发，不考虑能源转换材料的生产消耗过程以及服役期满后的装备再生利用与处置，那它们又会带来新的问题。所以，能源发展，一定要不断进行技术创新。

另外，能源发展一定要实事求是，遵循客观规律。能源产业的特点是：投入大、周期长、关联多、惯性强、定量性，不是说要就能马上有，说不要就能马上丢的。

记者：国家特别强调核心技术的自主创新，电力行业创新的意义是什么？

陈勇：自主创新的最大意义在于遏制卡脖子。过去有句话：能买到的，就不要自己造。现在要转变思路了，即便能买到的，同时也不放弃自主创新。

很多案例和教训告诉我们，必须要全面加强自主创新，做到自强自立。我国核电、特高压输电技术，都是电力行业自主创新的重大成果。其中，特高压输电技术从我国地域广袤但能源分布不均的实际国情出发，走中国特色自主创新之路，是非常好的技术创新。现在南方电网又研发柔性直流输电技术，也是考虑到波动性、间歇性新能源接入电网后可能导致的实际问题。

数字化提高能源利用率

记者：实现双碳目标，能源是主战场。为推动能源清洁低碳转型，实现双碳目标，能源行业应从哪些方面发力？

陈勇：随着双碳目标提出，节能减排、能源多元化、用能多样化是必然发展趋势，这就为数字能源技术发展提供了巨大的舞台和空间。数字能源是IT技术与能源产业高度融合的产物，通过数字平台的建设，将大量泛在的各种能源数据汇集，并通过分析优化能源结构、使用方式，来提高能源使用效率和精准性。终端能源电气化水平不断提高，也是发展趋势，从发电、输电、配电到用电，错综复杂，信息量大，因此，有必要发展数字电网技术，以提高效率和最适度。但发展数字能源、数字电网也要重视后台设备的安全问题。

记者：许多行业之间都有千丝万缕的联系，能源行业如何与其他行业一起协同减碳？

陈勇：不只是各行业，能源行业与每一个人都息息相关，每个人都要喝水用电，所以，从本质上说，能源行业的碳排放，源自每个人的生产生活所需。如果大家不用能源，它不可能自己从地底下冒出来。问题都是人为产生的，解铃还须系铃人。所以，生产生活过程的节约减排对实现双碳目标是重中之重。少浪费，必然少生产，少消耗，少排放。

因此，国家号召制止餐饮浪费、建设无废社会，真不是件小事。餐饮浪费造成的各种污染和碳排放量非常大。我们正在研究相关课题，拟通过实际数据来揭示问题。节约减排，归根结底得从我做起，人人出力，形成良好习惯。

专访中国电力企业联合会党委书记、常务副理事长杨昆

数字化是驾驭新型电力系统的根本路径

南网传媒全媒体记者 钟倩灵 通讯员 曾森

5月15日，南方电网公司发布《南方电网公司建设新型电力系统行动方案（2021—2030年）白皮书》（以下简称《白皮书》），并举行数字电网推动构建新型电力系统专家研讨会。中国电力企业联合会党委书记、常务副理事长杨昆出席会议并接受专访，与记者共探在双碳目标下，建设新型电力系统有哪些要点？

记者：党中央作出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的重大战略部署，您认为这将给能源电力行业带来哪些机遇和挑战？

杨昆：实现双碳目标，电力行业即迎来转型发展的重大机遇，也面临艰巨挑战。从机遇上看，经济发展为实现双碳目标激发更多活力，全球能源生产与消费将呈现清晰的电气化趋势，而构建绿色低碳循环发展体系需要新型电力系统支撑。同时，科技革命与数字化转型也推动低碳电力技术跨越式发展。

挑战是前所未有的，我国二氧化碳排放体量大，从碳达峰到碳中和仅有30年时间，任务更为艰巨，电力行业承担更大的减排压力。新能源的随机性、波动性和间歇性特点以及电网结构元器件电力电子化倾向，决定了电网运行性态的变化，系统控制模式和调控方式也面临着新的调整，灵活调节资源的高需求也对系统运行带来挑战。

记者：在构建新型电力系统过程中，如何加快形成以新能源为主体的电力供应格局？

杨昆：一是保持风电、太阳能发电快速发展。坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模。在开发、送出和市场消纳协调发展的前提下，在三北地区建设以新能源为主体的清洁化电源基地，实现新能源集约、高效开发；积极开发中东部风能、太阳能资源，有序发展海上风电，建设东南沿海海上风电基地。

二是积极推进水电、核电、气电电源的开发。以西南地区主要河流为重点，加快推动流域调节作用强的龙头电站开发，实施雅鲁藏布江下游的水电开发。坚持安全有序发展核电的方针，启动一批沿海核电项目。十五五十六五期间，逐步加快核电建设节奏。同时，统筹气源供应保障能力和气价、电价承受能力，在东中部用电负荷中心地区和西部天然气骨干管网沿线的新能源资源富集地区，因地制宜地合理布局、适度发展调峰气电。大规模开展火电机组灵活性改造，提高系统调节能力。

记者：南方电网公司加快建设新型电力系统，紧密发布《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》和《南方电网公司建设新型电力系统行动方案（2021—2030年）白皮书》，您怎么评价？

杨昆：南方电网发布《白皮书》和《行动方案》对推动能源电力行业转型升级和低碳发展影响深远，意义重大。有了这样系统的、全面的、深刻的认知，对于建设新型电力系统是一个好的基础，我相信，在此基础上一步步实现双碳目标，南方电网在其中会扮演重要的角色，并做出应有的贡献。

记者：在建设新型电力系统过程中，您对如何加强数字赋能有什么建议？

杨昆：现在大家都在谈物理电力系统数字化、数字孪生电网，我们已经找到驾驭新型电力系统的根本路径，那就是数字化。南方电网发布的《白皮书》中提出数字赋能是新型电力系统的显著特征，对此我高度赞同。新型电力系统将呈现数字与物理系统深度融合，以数据流引领和优化能量流、业务流，使电网具备超强感知能力、智慧决策能力和快速执行能力。同时，要打造多元融合高弹性电网，以适应高比例新能源、高比例电力电子设备需要。要建立全网协同、数字驱动、主动防御、智能决策的新一代调控体系。还要加强预测预警体系建设，保证极端事件下的电力系统恢复能力。

记者：新型电力系统必将给能源电力领域带来革命性变革。请问在实施路径中，如何充分考虑成本与效益的关系？

杨昆：构建新型电力系统，实现双碳目标需要寻求绿色、安全与经济发展的内在平衡点。新能源规模化发展和技术进步将推动风电、太阳能发电以及新型储能设施的建设成本显著下降。同时，由于新能源具有随机性、间歇性、波动性特点，新型电力系统在保障电力安全供应的前提下，支持实现新能源的高渗透率，必须大力提升系统调节能力，由此产生的系统消纳成本需要高度关注。因此，我们既要加快推进新型电力系统建设，确保如期实现双碳目标，又要在制定和优化实施路径的过程中，统筹考虑转型发展与经济合理的关系，做好高比例新能源下的系统综合发电成本控制，实现低成本减碳与高质量发展的动态平衡。

为此，要统筹处理好发展与减排、成本与效益、短期和中长期的关系，高度重视构建新型电力系统可能面临的成本上升风险，超前研究系统消纳新能源成本的疏导机制，加快推动新能源参与电力市场，持续完善绿色电力交易机制，推动形成科学合理的电价机制，持续提升电力工业发展质量与效益。

本文来源：南方电网报