科学规划支撑“三型两网”建设 推动能源转型发展
发布日期：2019-12-05 来源：国家电网报 作者：国家电网报 浏览次数：270
未来30年，能源电力将迎来清洁低碳转型的新时代，电网作为连接能源生产和消费的枢纽，其功能形态必将发生革命性变化。国网经研院作为国家电网有限公司电网规划和工程设计技术归口单位，将牢牢把握能源革命的战略机遇，在推动能源转型发展中争做先锋。
能源电力发展的新时代
2015年11月，国家主席习近平在巴黎出席气候变化巴黎大会开幕式并发表重要讲话，中国在“国家自主贡献”中提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。党的十九大报告提出，推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系。“革命”说明了变革之深刻，清洁低碳则是能源转型的首要特征，绿色发展、生态文明都在呼唤清洁发展的新时代。
结合能源转型的大趋势，国家电网有限公司2019年年中工作会议明确提出，预计到2050年，我国能源发展会出现“两个50%”，即：在能源生产环节，非化石能源占一次能源的比重会超过50%；在终端消费环节，电能在终端能源消费中的比重会超过50%。这将对能源电力发展产生深刻影响。
在消费侧，受宏观经济增速放缓、能耗水平不断降低等因素影响，我国终端能源消费总量将呈现先升后降趋势，到2050年逐步降至与2018年基本持平的水平；电能在终端能源消费中的比重从2018年的25.5%提升至超过50%，基本翻了一番，意味着电力需求也将实现翻番。
在供给侧，非化石能源占一次能源比重由2018年的14.3%提升到2050年超过50%，意味着增量消费需全部由非化石能源满足，存量消费中化石能源还要压减30%以上。考虑各种非化石能源的资源禀赋和发展潜力，未来发展的重点应是风、光等新能源发电，预计新能源装机规模还将成倍增长。
未来电网面临的挑战
在能源转型发展的新时代，电力需求仍将持续增长，具有强随机性、波动性的新能源大规模并网，分布式、交互式用能设施大量接入，给电网规划和运行带来巨大挑战。
面临负荷持续增长对电力供应保障的挑战。未来负荷增速虽有所放缓，但由于基数大，负荷增长绝对值仍然很大，长远来看，电力供应紧张局面将长期存在。同时，新能源对高峰负荷平衡贡献较小，大规模高比例新能源接入后，高峰电力平衡面临更大困难。
面临新能源大规模发展对系统安全运行的挑战。新能源大量替代常规机组后，对电网的电压和频率支撑能力变弱，且新能源出力与负荷用电在时间上呈现反特性，大规模接入后将极大增加电网平衡调节调峰压力。
面临源荷特性变化对电网运行效率的挑战。新能源利用小时数低，部分常规机组作为新能源调峰备用，利用小时数也会随之降低，相关电力送出及疏散线路的利用效率将会下降。同时，负荷峰谷差增大、“尖峰化”特性显著，若继续按照当前满足最大负荷需求的原则开展电网规划建设，将会造成全年大量时段设备容量闲置。
科学规划支撑“三型两网”建设
应对能源转型中电网发展面临的各种问题与挑战，需要深入贯彻公司“三型两网、世界一流”战略目标，从安全可靠、绿色低碳、灵活高效、智能互动等方面持续发力，构筑各级电网协调发展的坚强智能电网作为支撑，打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网提供保障，加快推动“两网”融合发展，有效破解供需平衡、安全稳定、效率提升等一系列难题。
国网经研院全面贯彻落实公司“三型两网、世界一流”战略目标，服务能源转型发展，推动电网实现跨越升级。
科学规划坚强智能电网，服务新时代能源转型发展。切实转变规划思路，遵循“先就地就近、后跨省跨区”原则，统筹研究电源布局和跨区输电通道规划。深化送受端网架结构研究，受端结合新能源并网及消纳，完善电力送出通道，按需加强关键断面；送端围绕特高压直流和清洁电力外送，实施配套接入和近区网架优化工程。更加注重电网效率效益，按照适度从紧原则，考虑满足电力“紧平衡”，用97%或95%最大负荷进行电力平衡分析。开展系统调节能力研究，统筹抽水蓄能电站建设、火电灵活性改造、需求侧管理等措施，提升新能源消纳水平。开展中长期电网发展前瞻性研究，分析各类电源开发规模、跨省跨区电力流安排、中长期目标网架，研究构建新型有功／频率、无功／电压调节体系，完善电网支撑体系。
加强泛在电力物联网关键技术研究攻关，以数字技术为传统电网赋能。在促进电网提质增效上，研究电网数字化转型目标和路径，提升电网的感知能力、互动 水平、运行效率和自愈能力，使设备管理更高效、调度控制更灵活、供电质量更优质、电网运行更安全；开展泛在互联和深度感知融合研究，汇集各类资源参与电力系统调节，促进源网荷储协同互动，整合负荷曲线、实现削峰填谷，推动“源随荷动”模式向“源荷互动”模式转变。在推动能源低碳转型上，深入研究清洁能源发电全息感知、智能分析、精准预测的有效途径，提高清洁能源与电网协同规划、灵活调度、市场交易能力，有力支撑各类清洁能源接入；深化物联网技术与能源服务技术融合应用研究，推动各类用能设施高效便捷接入、状态全面感知、智慧互动。
全力支撑“两网”融合发展，助力构建世界一流能源互联网企业。深入开展“两网”融合规划研究，更加注重规划的系统性、整体性和协同性，加强主网架、配电网、智能化规划统筹，推动泛在电力物联网建设中数据平台、应用系统、网络安全有机融合，确保“两网”建设的资源要素、技术标准、业务应用相协同。充分发挥大电网规划与量化分析实验室作用，创新建设“网上电网”，打造图数一体、在线交互、人工智能的规划可视化应用平台，支撑电网科学规划。
能源电力发展的新时代
2015年11月，国家主席习近平在巴黎出席气候变化巴黎大会开幕式并发表重要讲话，中国在“国家自主贡献”中提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右。党的十九大报告提出，推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系。“革命”说明了变革之深刻，清洁低碳则是能源转型的首要特征，绿色发展、生态文明都在呼唤清洁发展的新时代。
结合能源转型的大趋势，国家电网有限公司2019年年中工作会议明确提出，预计到2050年，我国能源发展会出现“两个50%”，即：在能源生产环节，非化石能源占一次能源的比重会超过50%；在终端消费环节，电能在终端能源消费中的比重会超过50%。这将对能源电力发展产生深刻影响。
在消费侧，受宏观经济增速放缓、能耗水平不断降低等因素影响，我国终端能源消费总量将呈现先升后降趋势，到2050年逐步降至与2018年基本持平的水平；电能在终端能源消费中的比重从2018年的25.5%提升至超过50%，基本翻了一番，意味着电力需求也将实现翻番。
在供给侧，非化石能源占一次能源比重由2018年的14.3%提升到2050年超过50%，意味着增量消费需全部由非化石能源满足，存量消费中化石能源还要压减30%以上。考虑各种非化石能源的资源禀赋和发展潜力，未来发展的重点应是风、光等新能源发电，预计新能源装机规模还将成倍增长。
未来电网面临的挑战
在能源转型发展的新时代，电力需求仍将持续增长，具有强随机性、波动性的新能源大规模并网，分布式、交互式用能设施大量接入，给电网规划和运行带来巨大挑战。
面临负荷持续增长对电力供应保障的挑战。未来负荷增速虽有所放缓，但由于基数大，负荷增长绝对值仍然很大，长远来看，电力供应紧张局面将长期存在。同时，新能源对高峰负荷平衡贡献较小，大规模高比例新能源接入后，高峰电力平衡面临更大困难。
面临新能源大规模发展对系统安全运行的挑战。新能源大量替代常规机组后，对电网的电压和频率支撑能力变弱，且新能源出力与负荷用电在时间上呈现反特性，大规模接入后将极大增加电网平衡调节调峰压力。
面临源荷特性变化对电网运行效率的挑战。新能源利用小时数低，部分常规机组作为新能源调峰备用，利用小时数也会随之降低，相关电力送出及疏散线路的利用效率将会下降。同时，负荷峰谷差增大、“尖峰化”特性显著，若继续按照当前满足最大负荷需求的原则开展电网规划建设，将会造成全年大量时段设备容量闲置。
科学规划支撑“三型两网”建设
应对能源转型中电网发展面临的各种问题与挑战，需要深入贯彻公司“三型两网、世界一流”战略目标，从安全可靠、绿色低碳、灵活高效、智能互动等方面持续发力，构筑各级电网协调发展的坚强智能电网作为支撑，打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网提供保障，加快推动“两网”融合发展，有效破解供需平衡、安全稳定、效率提升等一系列难题。
国网经研院全面贯彻落实公司“三型两网、世界一流”战略目标，服务能源转型发展，推动电网实现跨越升级。
科学规划坚强智能电网，服务新时代能源转型发展。切实转变规划思路，遵循“先就地就近、后跨省跨区”原则，统筹研究电源布局和跨区输电通道规划。深化送受端网架结构研究，受端结合新能源并网及消纳，完善电力送出通道，按需加强关键断面；送端围绕特高压直流和清洁电力外送，实施配套接入和近区网架优化工程。更加注重电网效率效益，按照适度从紧原则，考虑满足电力“紧平衡”，用97%或95%最大负荷进行电力平衡分析。开展系统调节能力研究，统筹抽水蓄能电站建设、火电灵活性改造、需求侧管理等措施，提升新能源消纳水平。开展中长期电网发展前瞻性研究，分析各类电源开发规模、跨省跨区电力流安排、中长期目标网架，研究构建新型有功／频率、无功／电压调节体系，完善电网支撑体系。
加强泛在电力物联网关键技术研究攻关，以数字技术为传统电网赋能。在促进电网提质增效上，研究电网数字化转型目标和路径，提升电网的感知能力、互动 水平、运行效率和自愈能力，使设备管理更高效、调度控制更灵活、供电质量更优质、电网运行更安全；开展泛在互联和深度感知融合研究，汇集各类资源参与电力系统调节，促进源网荷储协同互动，整合负荷曲线、实现削峰填谷，推动“源随荷动”模式向“源荷互动”模式转变。在推动能源低碳转型上，深入研究清洁能源发电全息感知、智能分析、精准预测的有效途径，提高清洁能源与电网协同规划、灵活调度、市场交易能力，有力支撑各类清洁能源接入；深化物联网技术与能源服务技术融合应用研究，推动各类用能设施高效便捷接入、状态全面感知、智慧互动。
全力支撑“两网”融合发展，助力构建世界一流能源互联网企业。深入开展“两网”融合规划研究，更加注重规划的系统性、整体性和协同性，加强主网架、配电网、智能化规划统筹，推动泛在电力物联网建设中数据平台、应用系统、网络安全有机融合，确保“两网”建设的资源要素、技术标准、业务应用相协同。充分发挥大电网规划与量化分析实验室作用，创新建设“网上电网”，打造图数一体、在线交互、人工智能的规划可视化应用平台，支撑电网科学规划。