电力，作为现代社会的动脉，其稳定供应对于民生和经济发展至关重要。然而，2022年的一系列极端天气事件，引发罕见的“缺电危机”，让公众真切地感受到了电力行业的不易与挑战，也揭示了我国电力系统在能源结构、基础设施、电力系统等方面存在的短板与挑战。
自“缺电危机”后，构建一个更加安全可靠的电力系统不仅跃入大众视野成为话题，而且已经成为国家能源建设的关键重点和发展焦点。
01 我国电力系统“源网荷储”的发展现状
我国电力系统可以划分为四个关键要素：电源侧、电网侧、负荷侧及储能。
（1）电源侧
目前我国的电力来源以火电、水电、风电、太阳能发电、核电等为主，其中火电虽然仍旧占据半壁江山，但清洁能源的占比持续提升。数据显示，风电与光伏占国内总发电量的比重也由2014年的3.6%提升至2023年的18.1%。
（2）电网侧
电网侧由国家电网和南方电网两大公司负责运营。为实现电网的本质安全，我国电网侧通过分层分区策略，分设为东北、华北、西北、华中、华东、南方六大区域电网，形成了“分散布局、就近供电、就地平衡”的电网特色。
（3）负荷侧
即用电端，其与我国经济发展息息相关，负荷侧包括第一、第二、第三产业用电，以及城镇/农村居民用电。新能源、电动汽车充电基础设施、新型储能等新兴主体快速发展，并网协同愈加被重视。
（4）储能
传统电力系统中不包括储能环节，而新型电力系统中，储能的建设具有必要性。由于风光这类新能源受天气影响发电不稳定，极端情况下甚至会对电网造成伤害，所以必须配置储能。
02 从“电气化时代”到“数字化时代”，能源转型迫在眉睫
在我国电力系统的早期建设中，主要目标是扩大电网规模和输送能力，解决“让更多人稳定用电”的问题。长期以火电为主的发电结构，使得调整火电机组功率就能基本满足负荷波动的需求，没有出现太大问题。
随着碳中和策略的深入实施，我国电源结构正逐步向清洁化和多元化发展，尤其是风能和太阳能的比重日益增加。这一转变虽促进了能源结构的优化，但同时也带来了一系列并网挑战。
发电侧，风电和光伏发电高峰与负荷侧用电高峰时段的错配，导致调节压力增大，清洁能源供电质量的波动也对电网稳定运行提出了更高的要求
电网侧，西北地区发电能力强而用电需求低，东部地区则相反，这种空间分布的不均衡加剧了电力调配的难度。此外，分布式能源的广泛接入，也使得电网调度管理愈加复杂。
负荷侧也今非昔比，一方面，经济快速发展，电力需求越来越大；另一方面，充电桩、新能源车辆、智算中心等行业快速发展带来用电的结构变化。
新的电力形势下，加快构建新型电力系统意义重大，既是助力实现“双碳”目标的关键载体，长远保障我国能源安全的战略选择，也是应对好电力转型挑战的有效举措。
03 新型电力系统打破传统能源体系的“不可能三角”
清洁低碳、安全充裕、经济高效，被视为传统能源体系的“不可能三角”，而新型电力系统仿佛就是为了突破这个“不可能三角”而诞生。
随着新能源的大规模开发和可调节负荷的广泛接入，新型电力系统的形态逐步由原来的“源网荷”三要素向“源网荷储”四要素转变、由“源随荷动”向“源网荷储协调互动”转变。
源网荷储一体化加速推进的背景下，在源、网、荷、储等各环节均会催生出大量与新型电力系统相匹配的新技术，包括火电灵活改造、碳捕集改造技术、多时间尺度储能技术规模化应用、电网数字化转型、能效诊断与提升技术、智慧化调度体系、虚拟电厂、微电网、柔性灵活交直流输电等。
新型电力系统将形成安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合等四大重要特征，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，共同构建出新型电力系统的“四位一体”框架体系。
04 四川省为新型电力系统建设提供了特色化范本
目前，西南电网清洁能源的装机容量高达1.3亿千瓦，其中四川的装机容量达到1.1亿千瓦，占据总体的85%左右。西南电网以其低碳环保的电力结构而独树一帜，成为国内清洁能源占比最高、外送电量比例最大的区域电网，同时在装机容量和用电负荷方面则相对简约。
从资源禀赋来看，四川省是中国重要的水电基地，拥有丰富的水能资源，水电技术可开发量约占全国的22.4%，位居全国第二。金沙江、雅砻江、大渡河流域，在全国13大水电基地中分别居第1、3、5位。
除水电外，四川的风光新能源建设也并未落下，风光新能源装机1584万千瓦、约为2020年底装机的2.6倍；预计2025年和2030年新能源装机还将分别扩容至3200万千瓦和8200万千瓦，未来风光并网投运年新增约1000万千瓦。四川持续优化能源结构，将电力供给结构由水电单一主体转变为水电和新能源双主体，其他电源做补充的多能互补的能源结构。
四川一直以来都是电力外送的大省，四川是我国水电第一大省，是“西电东输”工程主要省份，四川的电主要输送到华东地区，包括重庆、江苏、浙江、上海等地，年外送电力超1300亿千瓦时。以2021年电力公司数据为例，四川水电外送电量约1368亿千瓦时，约占水电总发电量的36.7%。
清洁能源为主的电力结构与新型能源体系的发展趋势高度吻合，赋予了四川电网鲜明的特色和样板价值。
在国家加速构建新型电力系统的战略浪潮中，四川省凭借其天然优势——丰富的高清洁能源电力结构、坚定的电力系统改革决心以及先进的技术实践，勇敢地担当起新型电力系统建设的重任，成为独具特色的样板区。其成功经验和创新做法为全国的新型电力系统建设提供了有益借鉴。
（1）继续加大电网主网架投资建设，加速补齐结构短板
“十四五”期间，四川电网规划建设总投资超2000亿元，创历史之最，比“十三五”增长70%。省内建成雅安、茂县、康定等8大500KV电力汇集送出通道，省外通过“七直九交”与华东、华中、西北、重庆、西藏等相关电网互联互通，建成了全国规模最大、电压等级最多、运行最复杂的超大型枢纽电网。
（2）开展新型交直流输电技术应用，促进跨区域的电力消纳
2022年9月29日，我国西南地区首个特高压交流工程——国家电网有限公司川渝1000千伏特高压交流工程正式开工。作为连接四川、重庆电源和负荷中心，构建西南特高压交流骨干网架的起步工程，此次将新建双回特高压线路658公里，总投资288亿元，计划于2025年夏季高峰前投运。
（3）建设高水平研究院，攻关能源互联网底层技术与创新应用，促进能源产业技术进步和产业发展
四川省与清华大学合作设立清华四川能源互联网研究院，依托清华大学的新能源学科优势和四川的清洁能源资源，该院致力于推动低碳能源发展，重点研究关键装备、智慧系统、信息赋能和能源碳中和。
经过8年发展，研究院建立了10个研究中心和8个实验室，取得了包括电力电子芯片、柔性直流输电断路器、特高压电路测量技术，以及压缩空气储能技术等多项创新成果。同时，孵化了23家创新型企业，总估值近60亿，其中包括准独角兽企业易冲半导体，显著促进了能源互联网领域的技术进步和产业发展。
（4）运用AI和大模型技术，开展气象大模型对电力负荷预测，高效监控碳排放
国网西南分部副主任胡超凡曾表示“人工智能与电网深度融合是新型电力系统重要的驱动力。目前在电力调度生产中，会利用人工智能技术大量替代简单重复性的工作，开展智能分析。比如负荷预测方面，通过开展气象大模型对电力负荷预测的相关研究，更加准确把握电力需求的动态变化，为电网安全稳定运行提供有力保障”。
此外，国网四川省电力公司正在推进省级碳排放监测分析服务平台的建设和运营，与国家级平台实现数据整合。该平台集成了历史电量、GDP、清洁能源比例等关键数据维度，并采用AI驱动的电碳计算模型，高效分析电力数据，精准测算能源和工业活动的碳排放。这项技术革新不仅极大提高了碳排放核算的效率与精准度，还为全省乃至全国的碳排放监管提供了坚实的数据支撑，为实现碳达峰和碳中和目标奠定了坚实的决策基础。
（5）成都率先探索虚拟电厂新业态，“1+2+N”模式发挥了引领作用
成都市政府已颁布《成都市虚拟电厂建设实施方案（2023—2025年）》，旨在打造“1+2+N”模式的城市级虚拟电厂。该方案计划建立一个集中的市级虚拟电厂平台，整合两大资源支撑体系——电源和负荷资源，并拓展至多个行业和区域的子虚拟电厂。
依托该政策的关键指引，成都市已初步建成虚拟电厂，成功接入7个子虚拟电厂，集成超过40万千瓦的可调节电源和负荷资源。本年度，成都市虚拟电厂的调节能力预计将增至80万千瓦以上。展望2025年，成都市将实现对分布式电源、储能设施和可调负荷等资源的全面接入，届时可调节能力有望扩展至130万千瓦以上，可进一步增强城市能源的智能化和灵活性。
在新型电力系统建设的宏伟蓝图中，四川省以创新和探索精神，开拓了一条具有地方特色且行之有效的可行路径，为能源行业的革新与发展提供了宝贵的经验和模式，为推动能源转型和实现“双碳”目标发挥了重要示范作用。
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