面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

原文作者：李晖，刘栋，姚丹阳

原文标题：面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

原文链接：

https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2021&filename=ZGDC202118010&uniplatform=NZKPT&v=3UDY-INjhgq2vc8YCGTbAT4Y0rYPLbqWyZnpPQHmVNNR7lHQ7wOzv96vun0I0WlY

原文来源：知网、《中国电机工程学报》,2021,41(18)

笔记作者：星河几许

1.  What

2.  Why

3.  How

3.1 十三五电力系统发展回顾

• 经济发达地区用电超预期；
• 负荷尖峰化特征显著。

2)电源装机：

• 目前火、水仍为第一、第二大电源，风电、光伏为第三、第四大电源；

• 煤电发电量和装机占比持续下降，新能源装机占比快速发展，其他能源发展不及预期。

3)电力技术：

• 新能源发电装备日趋成熟；

• 火电技能减排水平不断提高；

• 特高压直流输电技术逐渐成熟；

• 柔性直流输电技术不断升级；

• 柔性潮流控制技术试点应用。

3.2 未来电力系统发展方向

• 高比例新能源对高峰电力平衡带来很大挑战，现阶段仍需火电等常规机组兜底保障；
• 电力系统效率效益面临下降风险，需要破解成本疏导难题；
• 电网结构性分享仍然存在，需要补齐局部主网架短板。
  

2)内涵特征：

• 高比例新能源满足电力供应；

• “大电源、大电网”与“分布式系统”兼容并举保障本质安全；

• 源网荷储多举措丰富系统调节手段；

• 多能源、物理信息系统融合提升能源综合利用效率。

3.3 十四五电力系统发展研判

• 用电量增长空间很大；
• 最大负荷增速用电量增速；
• 第三产业和居民生活用电是拉动用电增长的主要动力；
• 中东部地区降长期是我国负荷中心；
• 峰谷差呈上升趋势，需求侧响应潜力大。

• 电源发展清洁化趋势凸显；
• 新能源布局向中东部倾斜；
• 清洁高效开发煤电，优先就近、就地布局；
• 西电东送、北电南送规模进一步提升。

• 电源发展清洁化趋势凸显；
  
• 持续提升已建输电通道利用效率；
• 新建一批跨区直流输电工程；
• 优化电网整体格局；
• 加强区域主网架结构。

4)电力新技术重点公关方向：

• 完善需求侧响应技术手段；

• 突破光热发电技术瓶颈；

• 攻克大容量储能技术难题；

• 拓展柔性直流输电技术应用场景；

• 试点应用新型柔性交流输电技术；

• 推广应用新型调相机技术。

3.4 中长期能源电力演化展望

基于碳达峰目标的2030年能源电力发展计算模型，如图1所示：

基于碳中和目标的2060年能源电力发展计算模型，如图2所示：

1) 2030年能源电力发电情况估算

未来十年内，煤电在发挥兜底保障作用的基础上，仍将承担较大的电量供应责任，煤电调峰需求超过50%，考虑届时仍有大量现役参数老旧机组运行，且部分区域供热机组占比较高，冬季供热期调峰能力进一步受限，需加大推进热电解耦等灵活性改造，提高煤电总体调峰能力。

2) 2060年能源电力发电情况估算

电力行业占能源行业碳排放比例呈先升后降趋势。从装机规模看，光伏、风电分别成为我国第一、第二大电源；从发电量上看，风电、光伏分别成为我国第一、第二大电源。煤电调峰能力需求在80%左右，建议“十四五”后新投产的煤电机组最小出力按照20%设计，以支撑构建以新能源为主体的新型电力系统。

本文总结我国电力系统“十三五“发展经验的基础上，提出”十四五“应加强关注的问题，对2030、2060年能源电力演化路径进行展望。

针对文中新技术重点攻关方向，以后可重点关注如下几个点：

1) 丰富完善需求响应理论基础、关键技术和标准体系。

2) 加强对”光伏+储能+小型分布式调相机“一体化监视和控制方向应用研究，为用户提供新型保障电力解决方案。

3) 研究新型调相机技术，模块化设计、安装调节简洁、运维方便，在新能源集中地区和电网末端推广。

原文始发于微信公众号（CTS纵横安全实验室）：面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判