新一代電力系統(tǒng)發(fā)展方向
與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，新一代電力系統(tǒng)的物理特性、設(shè)備基礎(chǔ)、運行特征、控制方式都將發(fā)生根本改變，具有廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可控、開放共享五個方面特征。
廣泛互聯(lián)
是指系統(tǒng)規(guī)模大、接入主體多，電網(wǎng)成為資源大范圍優(yōu)化配置平臺。電力系統(tǒng)接入主體更加多樣化，分布式電源、微電網(wǎng)、儲能、電動汽車等大量新型用能設(shè)備大量接入；電網(wǎng)、信息網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)深度融合，網(wǎng)絡(luò)跨地域、跨領(lǐng)域互聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的能源互濟供應(yīng)。
智能互動
是指系統(tǒng)具備高度智慧化和交互性，電力生產(chǎn)、消費與電力市場緊密融合。“大云物移”和人工智能技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)具備智能感知能力、實時監(jiān)測能力、智能決策水平。發(fā)電和用戶的雙向選擇權(quán)放開，發(fā)電側(cè)與售電側(cè)各主體在電力市場中廣泛參與、充分競爭，用戶通過經(jīng)濟政策或價格信號，實現(xiàn)主動負荷需求響應(yīng)。
靈活柔性
是指系統(tǒng)具有強大的適應(yīng)性和抗干擾能力，新能源消納水平顯著提升。儲能、虛擬同步機、大功率電力電子器件、柔性輸電等新技術(shù)、新設(shè)備廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性顯著提升。源隨荷動、荷隨網(wǎng)動，源網(wǎng)荷實現(xiàn)聯(lián)動，電網(wǎng)運行的彈性顯著增強。
安全可控
是指系統(tǒng)具有高度穩(wěn)定性和可靠性，電網(wǎng)安全可控能控。電網(wǎng)預(yù)防和抵御事故風(fēng)險的能力顯著提升，降低大面積停電風(fēng)險。交流與直流、各電壓等級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，主網(wǎng)、配電網(wǎng)效率效益和供電可靠性雙提升。網(wǎng)絡(luò)信息加密技術(shù)普及，電力系統(tǒng)信息安全防護水平顯著增強。
開放共享
是指系統(tǒng)具有高度開放性和共享度，電網(wǎng)成為綜合能源服務(wù)平臺。電力、燃氣、熱力、儲能等資源，通過電網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，能源綜合利用效率得到優(yōu)化。互聯(lián)網(wǎng)理念貫穿各類用電業(yè)務(wù)，形成透明開放的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。支撐分布式能源、各類用能設(shè)備友好接入。
構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)，技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵，需要在以下五個方面重點突破。
一是堅強的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這是構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從世界范圍看，加強電網(wǎng)互聯(lián)互通、擴大聯(lián)網(wǎng)規(guī)模，是很大國家實現(xiàn)能源資源大范圍優(yōu)化配置、推進能源清潔轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略性選擇。目前，歐洲已建成統(tǒng)一同步電網(wǎng)，可以實現(xiàn)新能源在各國互濟消納，為適應(yīng)風(fēng)電、太陽能大規(guī)模發(fā)展的需要，歐盟計劃到2030年將各國的跨國輸電容量再增加一倍。中國國家電網(wǎng)到2035年的跨區(qū)輸電規(guī)模將從目前的1.9億千瓦進一步提高到3.8億千瓦，10多個特高壓直流群接入東中部地區(qū)，需要加快發(fā)展特高壓交流輸電，構(gòu)建堅強的送、受端同步電網(wǎng)，解決大直流帶來的潮流匯集與疏散安全問題。
二是綜合安全防御體系。加快發(fā)展更快、更強、廣域、智能的大系統(tǒng)控制技術(shù)，對電網(wǎng)故障的實時跟蹤分析將從分鐘級提升為秒級、毫秒級，安全防御體系向電源側(cè)、用戶側(cè)深度延伸，電源側(cè)重點提高集群控制的靈活性，用戶側(cè)重點提高分散控制的精確性。電網(wǎng)環(huán)節(jié)要加快發(fā)展柔性交、直流輸電，增強電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。電網(wǎng)調(diào)度朝著高度智慧化方向發(fā)展，具備全網(wǎng)狀態(tài)感知能力、自適應(yīng)巡航能力，成為新一代電力系統(tǒng)的智能中樞，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
三是快速平衡調(diào)節(jié)能力。新一代電力系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)與無功調(diào)節(jié)將朝著快速、動態(tài)、深度、精準方向發(fā)展。頻率調(diào)節(jié)方面，重點是推動傳統(tǒng)火電、核電機組增強深度調(diào)峰能力，加快發(fā)展新能源機組調(diào)頻技術(shù)和大規(guī)模電池儲能技術(shù)。無功調(diào)節(jié)方面，重點利用調(diào)相機、FACTS、柔性直流、儲能等動態(tài)無功裝置建立主網(wǎng)虛擬無功電源群。要加快發(fā)展精準負荷控制技術(shù)，支持電動汽車、分布式電源、微電網(wǎng)以及各類智能用電裝置參與系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)，實現(xiàn)源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)互動。
四是新能源友好并網(wǎng)。在新一代電力系統(tǒng)中，新能源機組應(yīng)當朝著更高效、更友好、更經(jīng)濟方向發(fā)展。一方面要加快發(fā)展大容量風(fēng)機、更高轉(zhuǎn)化效率的光伏發(fā)電。另一方面，大力提升新能源機組涉網(wǎng)性能，使其逐步接近常規(guī)機組，重點要提高新能源機組的頻率、電壓耐受能力，加快發(fā)展虛擬同步機技術(shù)，主動支撐電網(wǎng)頻率、電壓穩(wěn)定。同時，要大力發(fā)展高精度電力氣象預(yù)測技術(shù)，實現(xiàn)新能源電站集群控制，推進電網(wǎng)友好型風(fēng)電場和太陽能電站建設(shè)。
五是基礎(chǔ)理論和新一代仿真。基礎(chǔ)理論方面，重點要研究電力電子化系統(tǒng)、交直流混聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定基礎(chǔ)理論。在新一代仿真方面，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的深入推進，系統(tǒng)仿真的領(lǐng)域要從電力領(lǐng)域向能源領(lǐng)域拓展，仿真的方法從電磁暫態(tài)+機電暫態(tài)仿真向電磁暫態(tài)+小步長仿真轉(zhuǎn)變，建設(shè)更高精度、更快速度、更強功能的仿真平臺。