如何实现高比例可再生能源情景下的电力系统安全稳定运行？

2. 电网优化配置能力

在电网侧，通过智能技术、区块链技术等提升调度控制能力，创新调度模式，优化水火风光储等多能源互补协调控制，综合运用风光自然互补、水电梯级联调、火电深度调峰、储能削峰填谷，为新能源消纳腾挪空间，提升新能源消纳水平。

随着技术的进步，电网公司有更多先进的技术手段，优化提升配置能力，保障电网安全稳定运行。比如，在负荷下降引起电压超限问题时，可以采取关闭自动电压控制和电容器、关闭电抗器、源网荷协调控制、加强重点线路巡检等来应对；在光伏发电渗透率较高的地区，负荷下降给电压控制和无功平衡带来挑战时，采取包括断开传输线路、确保大型工业客户连接、调整发电机出力等措施应对；以及提高旋转备用、增加可中断负荷，以便供应中断时迅速恢复供需平衡；等。

3. 提高功率预测精度

功率预测是新能源场站运行的重要工作，发电功率预测系统作为并网新能源电场的基础系统之一，是电网调度管理部门制定并网发电计划的主要参考手段。发电功率预测系统的运行情况会影响新能源电场的并网电发电量，同时，又直接影响电网公司的调度策略。

因此，电网公司和发电企业利用大数据、云计算等技术，不断提升新能源预测准确率，强化运行管理和技术指导，优先消纳新能源。同时又在负荷侧通过使用基于最新数据的数学模型、加强与大型工业用户的沟通、调整安全约束经济调度等举措，解决负荷预测难题，从而使电力供需双方实现基本的实时平衡。

4. 加大电网设施建设

在支持可再生能源发展的过程中，电网起到了不可取代的重要作用。特高压输电技术全面突破，远距离、大容量、低损耗的技术经济优势，使其得到广泛应用，解决了我国电力生产与消费的空间格局不一致问题。截至2019年底，我国在运特高压累计线路长度达4.8万千米，累计输送电量16000亿千瓦时，2019年输送的4650亿千瓦时电量中有超过70%是清洁能源。

目前，南方区域已经形成“八条交流、十条直流”共18条500千伏及以上西电东送大通道，最大送电能力超过5000万千瓦。依托西电东送输电通道，西部清洁能源得以输送到东部负荷中心。

正在建设中的昆柳龙直流和云贵互联工程等西电东送重点工程，可以帮助云南增加近5000万千瓦的电力外送能力，将促进清洁能源在更大范围内消纳。

2020年，国家电网明确规划剩余全部2直5交特高压路线迅速核准开建，同时超预期追加“金上水电外送工程”“陇东-山东工程”“哈密-重庆工程”3条直流线路，纳入国家电力统一规划后开展科研设计一体化招标。

电网设施建设的规模和质量不断提升，为可再生能源高渗透率情景下的电力安全稳定运行提供了坚实的系统保障。

总之，科技进步改变人们的生产生活，进入二十一世纪以来，电力系统技术突飞猛进，电力设备控制技术、电力系统功率调节技术、智能调度技术、交直流输电技术、柔性交直流输电技术、特高压技术等新技术的广泛应用，保障了当代电力系统的安全稳定运行。

可再生能源高渗透率的发展建议

新冠疫情发生后，全球经济陷入衰退，交通、贸易出现中断，冲击各国能源市场，而可再生能源表现出了较强的弹性，预计2020年全球电力结构将出现最大幅度的低碳转型。随着科技的进步和市场的完善，电力系统也已具备了应对可再生能源高渗透率情景的准备。

现阶段，各国正在出台或讨论经济刺激政策，若这些一揽子政策能够与能源低碳转型充分结合，既能实现经济复苏目标，还能够实现气候变化控制目标，是非常完美的投资选择。因此，本文提出以下建议：

1. 我国政府应明确发展可再生能源可以作为经济刺激的主要方向之一。

目前，已经有很多国家和地区关注绿色复苏，如欧盟各国计划用于发展可再生能源行业、新能源汽车以及其他低碳技术的预算达430亿欧元；韩国计划到2025年在绿色新政项目上投入114.1万亿韩元。中国在2020年两会期间明确了“新基建”的经济刺激计划，但更多关注提供数字转型、智能升级等基础设施，对可再生能源的支持力度略显不足。因此，建议在“十四五”乃至更长的时间里，以更大决心支持能源生产与消费革命，提高可再生能源建设规模，制定更大力度的国家战略规划。

2. 除了补贴手段外，绿色金融、绿色债券、绿色基金、绿色保险等绿色经济产品可以在经济复苏和可再生能源发展中起到积极作用。

可再生能源发电项目虽然边际成本几乎为0，但初始投资成本较高。因此，采用绿色经济产品可以帮助扩大投资规模、降低融资成本。政府还可以通过提供担保和合同减少金融风险，吸引更多民间投资者在可再生能源领域进行投资。政府直接或间接主导着超过70%的全球能源投资，因此，各国政府应当将投资引导至一条更加可持续发展的道路上来。2020年，财政部牵头成立国家绿色发展基金股份有限公司，国家开发银行首次试点多市场同发“应对气候变化”专题绿色金融债券，这些都为可再生能源发展提供了有力的资金支持。

3. 加快电气化进程，拓宽可再生能源应用空间。

根据国网能源研究院的判断，预计2050年非化石能源占一次能源的比重将超过50%，电能在终端能源消费中的比重将超过50%。所有提供动力、热力的能源都是潜在的电能替代者，电气化进程对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系至关重要。在我国，尤其是交通电气化对空气污染防治具有重大影响。更具可持续性的运输措施，需要加速推动电动汽车的普及，并进一步提高传统汽车的效率。

2020年10月国务院批准的《新能源汽车产业发展规划》为电动汽车发展注入了强心剂。另外，数据中心被定义为“新基建”的范畴，这些都是用电大户。如果选择电气化和数据中心等能够与可再生能源产业相融合的发展道路将是实现经济刺激和可持续发展双重目标的重要保障。

4. 完善电力市场建设，创造适合可再生能源发展的市场环境。

电力是民生必需品，在交易中具有商品的特点，但核心作用是保障民众的日常生活。过于剧烈的价格波动，既不利于吸引足够的投资以保障供应，也不利于电力供应的清洁化和绿色化，因此我国在推进电力市场机制建立的过程中，应该吸收各个国家电力市场建设进程中的经验及教训，为各种可能存在的极端情况提供转换机制。

针对各地区电力市场实践中出现的问题，电力中长期交易规则仍需完善，同时辅以电力现货市场交易、跨省区电力交易、辅助服务市场交易、以及隔墙售电或虚拟电厂等新形式，给电力市场主体更多选择权。在电力市场中，通过机制设计，使全社会共同承担可再生能源消纳责任，多种方式推广绿证交易，创造更多的绿证需求，培育社会绿色消费习惯，引导绿证市场进入良性循环通道。

5. 增强系统灵活性，创造适合可再生能源发展的技术环境。

由于电力需求的下降，并且可能长时间低于原有预期，可再生能源发电的占比可能普遍上升，系统对灵活性的需求将比以往更为迫切。提升灵活性的主要解决方案包括配置调节电源、负荷侧响应、储能技术应用、提升互联互通等，它们各有优缺点，效果和特点也不尽相同。当前，电化学储能和抽水蓄能规模，与我国发电装机规模相比，调节能力仍显不足，低成本、高安全、高效率的电化学储能技术亟待突破和大规模应用。因此，建议加快建立并完善电力辅助服务市场，针对灵活性电源、电化学等储能系统出台容量电价，进一步提高灵活性调节电源以及储能装置建设的积极性，提高电力系统的调节能力。

6. 优化电网建设，提高电网投资效率。

新冠疫情危机表明，人类社会安全稳定都离不开坚强可靠、系统均衡、低廉高效的电力系统，这就需要持续的电网投资，以安全可靠的电网支撑电力供给和需求。电力被国家和社会赋予了较多的社会责任，必须实现社会的普遍服务，必须为满足电力用户的用电意愿进行必要的电网建设。电网建设规划不能脱离电源侧、用户侧而独立制定，必须为实现清洁能源开发利用与电网建设的协调配合，实施综合规划，跨区输电通道与送端配套清洁电源和送受端配套电网建设都需要加强。科学合理必要的电网建设支出可以保障在可再生能源高渗透率情景下的电力安全稳定运行，完备的市场规则下有效率的投资支出可以实现在电力主体之间的成本分摊。虽然2020年全国新能源利用率整体可以保持在95%以上，但个别省区面临较大压力。一些特高压工程项目的投产起到了缓解新能源并网消纳的难题，但对满足更高的可再生能源占比目标来说，还需要持续高效的必要投入。“十四五”期间，电网公司要承担起建设坚强电网、提升绿色能源外送能力的重要使命，提高清洁能源消纳比例，巩固能源安全。

相信在未来若干年，电力技术的持续进步和广泛应用，全国统一电力市场的建立和完善，都能够为可再生能源高渗透率情景下的电力系统安全稳定运行提供坚强的保障。