能源安全格局下新型電力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略框架

　　在資源配置模式方面，采取定量仿真、定性分析、綜合評估等方式，根據生產運行模擬平臺、電力現(xiàn)貨市場仿真平臺的結果，融合電網形態(tài)及市場形態(tài)數據分析，論證形成新型能源體系下電網互濟模式及相應的市場支撐機制，從而構建新型電力系統(tǒng)資源互濟模式、全國統(tǒng)一電力能源大市場框架相互支撐的大范圍共享互濟體系。

　　我國能源資源、用電需求具有逆向分布特征，加之新型電力系統(tǒng)中新能源占比提高對系統(tǒng)靈活性提出更高需求，未來電網在全國大范圍內的靈活資源共享互濟需求將進一步加大。構建全國統(tǒng)一電力市場是實現(xiàn)電力資源大范圍優(yōu)化配置、促進新能源高比例消納的重要途徑。在全國統(tǒng)一能源大市場的基礎上，圍繞市場區(qū)域演變路徑，從電網供給安全、運行安全維度著手，研究電網大范圍內資源共享互濟的面臨挑戰(zhàn)、解決經驗、成熟模式。依托專業(yè)平臺開展仿真，細致分析未來新型能源體系下的電網形態(tài)與市場格局;統(tǒng)籌電網互濟模式和市場化機制設計，形成新型電力系統(tǒng)資源互濟模式以及不同尺度范圍的電力市場支撐機制(見圖5)。

圖5　大范圍資源共享互濟支撐體系構建

　　(三)可調節(jié)資源互動的安全防御體系

　　在信息物理社會系統(tǒng)框架方面，采用機理分析和沙盤推演手段，開展極端事件、綜合能源、政策機制、規(guī)劃運行的“時 ? 空 ? 物”要素分析;研究不確定性因素對能源 ? 電力可靠性及經濟性的影響規(guī)律，構建覆蓋電力系統(tǒng)運行過程，具有多類目標、多道防線能力的電力安全主動防御體系。

　　電力與能源、生態(tài)環(huán)境、社會等系統(tǒng)關系緊密，電力系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通、靈活互補是電力安全防御的關鍵內容。將電力安全防御系統(tǒng)的數據采集、知識提取、決策支持等能力推廣應用到一次能源、環(huán)境、市場等機制中，實現(xiàn)電力系統(tǒng)與信息系統(tǒng)、廣義物理環(huán)境、社會系統(tǒng)之間的靈活交互，從而將電力系統(tǒng)拓展為信息 ? 物理 ? 社會 ? 能源系統(tǒng)。考慮能源、環(huán)境、經濟、社會、人類行為的協(xié)調效應，突出電力系統(tǒng)安全運行需求，分析極端情況下電力系統(tǒng)主動支撐能源安全的“時 ? 空 ? 物”要素并提出應對策略;建立多時空尺度、跨領域的綜合研究框架，將多個單一研究領域進行有機整合，形成基于能源 ? 信息 ? 物理 ? 社會系統(tǒng)框架的自適應電力安全主動防御體系(見圖6)。

圖6　跨能源電力安全防御體系構建

　　(四)新型電力系統(tǒng)安全發(fā)展戰(zhàn)略路徑

　　新型電力系統(tǒng)安全性的提升，需要不同領域的科技進步以及交叉融合，也離不開電力系統(tǒng)具體業(yè)務工作(如規(guī)劃、運行、交易、政策)的豐富實踐。從電力安全供應、電網安全運行維度著手，將極端天氣納入電力系統(tǒng)規(guī)劃與安全運行的范圍，開展包括正常情況和極端條件在內的多情景分析。以常態(tài)情景下的“長久安全”、極端情景下的“自主可控”為目標，綜合極端天氣電力供需應急預警、電網大范圍資源共享互濟、跨能源電力安全主動防御以及相應的支撐體系，形成能源安全格局下新型電力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略路徑(見圖7)。

圖7　新型電力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略路徑構建

　　五、結語

　　本文立足當前能源安全格局形勢，對未來新型電力系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略框架進行了探析。通過探討能源安全內涵與能源轉型發(fā)展要素，分析了新型電力系統(tǒng)安全發(fā)展的重要意義;以突破源側、網側、負荷、儲能、市場、技術六大關鍵環(huán)節(jié)為切入口，從應急預警、共享互濟、安全防御3個維度，論證提出了“三大體系+戰(zhàn)略路徑”的新型電力系統(tǒng)安全發(fā)展戰(zhàn)略框架。相關成果可為我國新型電力系統(tǒng)構建，安全穩(wěn)定運行理論、方法、機制的研究與實踐提供參考及借鑒。

　　在“雙碳”目標下，我國能源電力綠色轉型持續(xù)加速推進，新型電力系統(tǒng)的構建與發(fā)展需要更多關注電力供需平衡、應急共享互濟、電力市場穩(wěn)定等安全問題;也需在科學而明確的戰(zhàn)略研究框架下，針對不同轉型階段實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)發(fā)展路徑的動態(tài)調整與多目標平衡。立足全局，穩(wěn)步構建新型電力安全運行體系，支撐能源綠色低碳轉型如期實現(xiàn)。

　　本文選自中國工程院院刊《中國工程科學》2023年第2期

　　作者：湯廣福 ，周靜 ，龐輝 ，林俊杰 ，范征 ，吳亞楠 ，賀之淵 ，馬士聰 ，薛峰 ，周保榮

　　來源：能源安全格局下新型電力系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略框架[J].中國工程科學,2023,25(2):79-88.

　　注：本文內容呈現(xiàn)略有調整，若需可查看原文。