“十五五”是推动能源转型、实现“双碳”目标的关键时期,预计我国新能源发电装机将保持快速增长,新型电力系统发展将面临新形势新挑战,规划的目标、边界、要素都将发生深刻变化。规划是引领电力系统科学发展的关键之一。“十五五”电力规划要以系统观念为引领,面向全环节开展技术、市场、政策等全要素规划,回答好整体政策机制顶层设计,电价、市场与规划闭环互动,气候气象、数据资源、人工智能等新要素、新技术深度融入,以及新模式新业态引导治理等一揽子问题,实现各类要素更高水平的协同平衡。
当前,我国电力系统正在向高比例新能源、高比例新市场主体、高比例电力电子设备、高概率极端气候气象的“四高”特征加速演进,也在加速进入全面“入市”转型发展的新阶段,面对更大不确定性、更大脆弱性以及更多元利益主体等挑战。构建新型电力系统是“源网荷储碳数智治链”一体化融合创新发展的经济社会环境巨系统工程,“十五五”以及中长期电力规划要统筹优化好各阶段“安全、绿色、经济、共享”四重目标,开展源、网、荷、储、技术、市场、政策等跨行业跨领域全要素协同规划,找准转型发展节奏和路径。
目前的能源电力规划范式多以“预测-落实”为主,即按照全社会总供应成本最小原则通过基础设施扩展满足所预测的确定性需求。但这种范式已经不能完全适应深度不确定性的内外部环境。“十五五”规划需要转向“适应性-预警”的规划范式,不仅局限于满足未来负荷需求、确保供电可靠性,更要延伸至人工系统对自然系统的适应性,以及人工系统和人文社会之间的耦合演化。“适应性-预警”规划范式为了适应新负荷和新能源为增量主体的新结构、源荷和电网新形态及互动模式、电力安全新特点与保障安全新模式、市场属性愈发重要的资源配置模式,更关注极端扰动下的系统生存与恢复能力,强调对渐进式、结构性变化的长期适应能力。
新型电力系统建设路径、电源功能定位、技术方向布局三者的协同互动性正在逐渐加强。应以电源功能定位为枢纽,整体谋划转型路径与技术方向,坚持因时制宜、因地制宜、协同互补,实现“安全-经济-低碳”的多目标动态平衡。考虑经济、环境、电力逐渐加深的耦合互动关系,保障电力供应、合理引导产业以及电力需求布局日益重要。以甘肃省为例,“十五五”时期需要进一步推动产业西移,积极探索“新能源+”融合发展,打造“西电西用”典型模式。
气象对电力系统的影响呈现系统全环节、时间全尺度、地域全覆盖的特征,“气象电力”认知理念亟待确立。随着电力系统从人工系统向气象深度交织融合系统转变,研究对象亟须从人工活动主导向气象变化耦合转化。以新能源保证出力研究为例,传统规划以社会活动时段划分关键断面,通过“气象电力”视角重构评估逻辑,气温介导下新能源保证出力置信水平相较关键时段统计法显著提升,验证了气象-电力深度融合的优化潜力。面向“气象电力”体系构建,建议打造电力-气象协同创新联合体、深化气象-电力耦合规划,系统性增强电力系统气象气候适应性。
在相关技术创新方面,国网能源研究院近期发布了低碳综合能源智能仿真规划与辅助决策系统以及全景电力系统运行模拟分析系统NEOS-3.0版本。低碳综合能源智能仿真规划与辅助决策系统结合低碳综合能源系统“以可再生电力为核心,通过电、热、冷、氢互补来实现高比例就地消纳”的核心特征,采用全年逐时运行模拟和线性优化的手段来实现低碳综合能源系统的设备容量求解。全景电力系统运行模拟分析系统NEOS-3.0版本则能够应对新型电力系统规划建设过程中电源结构时空异质化、电网形态复杂化、平衡机制多元化等新挑战,新增了区域标准化算例体系构建、多时间尺度储能耦合建模、潮流分析算法嵌入、特高压直流跨区输电功率曲线多阶梯优化,以及自适应并行计算加速求解等功能,以更好支撑新型电力系统高质量发展。
作者:国网能源院能源所室主任伍声宇、中级研究员王照琪、高级研究员夏鹏
内容来源:《国家电网报》 2025年6月17日 第5版:视野周刊