摘要：在“碳達峰”“碳中和”目標下，新能源產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)高質(zhì)量、跨越式發(fā)展，清潔電力裝機占比將大幅提升。然而，如果不能夠解決新能源電源消納問(wèn)題，以新能源為主體的新型電力生態(tài)系統依舊難以形成。本文分析了制約新型電力系統發(fā)展的難點(diǎn)，以及各利益相關(guān)者關(guān)系，提出構建新型電力系統的促進(jìn)機制。本文認為，以“新能源+儲能”為基礎的智能微電網(wǎng)模式能夠解決分布式發(fā)電存在的波動(dòng)性、間歇性難題，從技術(shù)上消除了傳統新能源電源有序接入和調控消納等難題，使得新型電力系統的網(wǎng)絡(luò )效應得以充分發(fā)揮，促進(jìn)新型電力系統市場(chǎng)體系快速成熟。最后，本文提出了一些具體措施和相關(guān)政策建議。

關(guān)鍵詞：“碳達峰”“碳中和”；綠色低碳；新能源；新型電力系統；儲能技術(shù)

基金：國家社會(huì )科學(xué)基金重點(diǎn)項目“信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)驅動(dòng)中國制造業(yè)轉型路徑研究”（編號：16AZD005）

近年來(lái)，在國家政策的引導下，我國新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。黨的十九大提出，“推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系”。我國力爭要在2030年前實(shí)現“碳達峰”，2060年前實(shí)現“碳中和”，構建以新能源為主體的新型電力系統成為一項艱巨的任務(wù)。本文認為，在全球能源革命的背景下，分布式光伏電源裝機比例將大幅提升。當前，分布式光伏電源還面臨著(zhù)有序接入難、高效并網(wǎng)難、調控消納難、運維監控難等難題，而以“新能源發(fā)電+儲能技術(shù)”模式為代表的智能微電網(wǎng)建設，將改善傳統新能源電源波動(dòng)性和間歇性特征，增強源網(wǎng)荷儲的融合與靈活性，提升電網(wǎng)接入和消納的安全性和可靠性，最終通過(guò)開(kāi)展用能信息廣泛采集、能效在線(xiàn)分析，實(shí)現源網(wǎng)荷儲互動(dòng)、多能協(xié)同互補、用能需求智能控制。總之，從綠色低碳發(fā)展出發(fā)，探索新型分布式新能源的并網(wǎng)消納模式，滿(mǎn)足大規模、高比例分布式新能源并網(wǎng)需要，對于提升分布式新能源消納水平、促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、構建新型電力體系，具有重大而深遠的意義。

一、新能源電源的發(fā)展前景與難題

在“雙碳”目標下，發(fā)展綠色低碳能源是大勢所趨[1]。大規模分布式電源是新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成，對于實(shí)現“雙碳”目標具有重要意義。然而，光伏、風(fēng)電等新能源具有波動(dòng)性、間歇性等特征，構建以新能源為主體的新型電力體系，必須提升電源系統的穩定性、可靠性以及安全性和智能化水平。

（一）綠色低碳轉型是大勢所趨

我國電力結構已經(jīng)開(kāi)始向綠色低碳轉型。受成本下降、技術(shù)進(jìn)步、生態(tài)環(huán)保等因素推動(dòng)，可再生能源快速發(fā)展帶動(dòng)全球能源供應日趨多元，新興經(jīng)濟體能源需求持續增長(cháng)，占全球能源消費比重不斷上升。截至2020年底，我國可再生能源發(fā)電裝機總規模占比超過(guò)40%，位居世界第一。按照我國“碳達峰”“碳中和”時(shí)間表，到2030年實(shí)現“碳達峰”，意味著(zhù)平均每年碳排放量由過(guò)去的年均3.6%增速降至0.5%[2]。2021年是“十四五”的開(kāi)局之年，能源企業(yè)和電力企業(yè)需要邁好綠色低碳轉型的第一步。尤其在發(fā)電領(lǐng)域，電源結構將發(fā)生重大改變，綠色電源將成為主體電源。在電網(wǎng)領(lǐng)域，電力資源配置由煤電、水電基地外送，轉變?yōu)樾履茉匆惑w化開(kāi)發(fā)外送、源網(wǎng)荷儲一體化就近利用，電網(wǎng)形態(tài)由區域互聯(lián)大電網(wǎng)向大電網(wǎng)與微電網(wǎng)、分布式電網(wǎng)兼容并舉轉變，智能配電網(wǎng)成為未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)[3]；在用電領(lǐng)域，用電模式由單向流動(dòng)轉變?yōu)樵淳W(wǎng)荷儲雙向互動(dòng)模式，儲能技術(shù)將加快發(fā)展，用電形式更加多樣化。總之，能源清潔低碳發(fā)展成為大勢。世界各國紛紛制定能源轉型戰略，提出更高的能效目標，制定更加積極的低碳政策，不斷尋求低成本清潔能源替代方案，推動(dòng)可再生能源發(fā)展和經(jīng)濟綠色低碳轉型[4，5]。此外，世界能源技術(shù)創(chuàng )新進(jìn)入活躍期。能源新技術(shù)與現代信息、材料和先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電、新能源汽車(chē)技術(shù)不斷成熟，大規模儲能、氫燃料電池、第四代核電等技術(shù)有望突破，能源利用新模式、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)品日益豐富，將給人類(lèi)生產(chǎn)生活方式帶來(lái)深刻的變化[6，7]。

綠色低碳轉型意味著(zhù)巨大的成本。尤其對于以傳統化石能源為主的發(fā)電企業(yè)來(lái)說(shuō)，從高碳資產(chǎn)為主向綠色低碳資產(chǎn)轉型的成本十分巨大。以“五大電力”企業(yè)為例，2020年有四家清潔能源裝機占比低于50%，新能源電源增量成為這些企業(yè)投資發(fā)展的重點(diǎn)。隨著(zhù)新能源大規模發(fā)展，資源爭奪和市場(chǎng)競爭將愈加激烈，各企業(yè)都在搶抓清潔能源轉型的機遇，爭取優(yōu)質(zhì)新能源資源，堅持集中式與分布式并舉，新建為主并購為輔，實(shí)現風(fēng)電、光伏跨越式大發(fā)展[1]。實(shí)施“碳達峰”“碳中和”是廣泛而深刻的經(jīng)濟社會(huì )系統性變革，對政府、企業(yè)，甚至每個(gè)人的生活都是一場(chǎng)變革，“一場(chǎng)硬仗”。“十四五”時(shí)期，是我國實(shí)現“碳達峰”目標的關(guān)鍵期、窗口期，除了控制化石能源消費總量、提高利用效能，還要大力實(shí)施清潔能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革和碳交易制度創(chuàng )新，也要倡導綠色低碳生活，提升生態(tài)碳匯能力。

總之，構建以新能源為主體的電力系統，意味著(zhù)光伏、風(fēng)電等清潔能源的大規模發(fā)展，到2025年清潔電源裝機比例將超過(guò)50%[8]。清潔能源的高比例發(fā)展必須采用市場(chǎng)化手段，避免大幅度的財政補貼。清潔能源的發(fā)展必須依靠創(chuàng )新驅動(dòng)，以新能源為主體的新型電力系統應具備高度的數字化、智能化水平，才能不斷提升分布式清潔能源的存儲和消納能力，真正讓清潔能源成為電力供應的主體。

（二）新能源電源存在諸多不足

構建以新能源為主體的新型電力系統，不僅是發(fā)電企業(yè)的任務(wù)，還涉及到電網(wǎng)、電力裝備企業(yè)，甚至還涉及到各個(gè)分布式微型發(fā)電主體[9]。傳統的光伏發(fā)電模式還存在一些不足[10，11，12]，主要體現在：一是有序接入難。電網(wǎng)規劃和分布式新能源規劃的主體不同，缺乏有效的溝通協(xié)同，造成新能源與電網(wǎng)發(fā)展不協(xié)調，分布式電源無(wú)序接入。二是并網(wǎng)服務(wù)難。隨著(zhù)未來(lái)分布式光伏發(fā)電“井噴式”快速發(fā)展，電網(wǎng)企業(yè)原有的并網(wǎng)服務(wù)模式管理鏈條長(cháng)、流程繁瑣、接電周期長(cháng)，不能滿(mǎn)足新能源快速發(fā)展的節奏，對優(yōu)化并網(wǎng)管理、保障分布式光伏快速安全并網(wǎng)提出更高要求。三是友好并網(wǎng)難。分布式電源波動(dòng)性、隨機性大，高滲透率分布式電源接入配電網(wǎng)，易出現電壓越限問(wèn)題，導致分布式電源脫網(wǎng)率高、發(fā)電效率低。尤其是煤電的作用，將定位于增強電力系統靈活調節能力，光伏和煤電共同構成新型發(fā)電基地，需要兩者協(xié)作，才能提升新能源消納水平。四是調控消納難。分布式電源單體可控性差、出力波動(dòng)性強，大規模分布式電源并網(wǎng)帶來(lái)控制對象的復雜性和多級協(xié)調的巨大難度，電力系統有功無(wú)功平衡難以協(xié)調優(yōu)化，可控資源難以充分利用，區域之間難以協(xié)調調控，導致分布式電源難以高效消納、電網(wǎng)損耗增加等問(wèn)題。五是實(shí)時(shí)運維難。分布式光伏業(yè)主眾多，運維力量不足、管理經(jīng)驗缺乏，特別是戶(hù)用光伏業(yè)主，往往缺乏有效監控手段，無(wú)法實(shí)時(shí)掌握分布式電源運行狀態(tài)，對故障異常處理也不夠及時(shí)，導致分布式電源安全運行水平低下。面對以上諸多難題，迫切需要從并網(wǎng)消納技術(shù)和智能管理等方面進(jìn)行變革突破，著(zhù)力破解大規模分布式新能源并網(wǎng)消納難題，進(jìn)一步保障電網(wǎng)安全穩定運行。

二、構建新型電力系統的政策建議

相對于光伏發(fā)電，智能微電網(wǎng)是分布式電源、儲能裝置、智能配電系統的結合。微電網(wǎng)也可以直觀(guān)地稱(chēng)為“新能源+儲能”，當前微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速增長(cháng)期，必將成為我國以新能源為主體的新型電力系統的重要組成部分[13，14，15]。發(fā)展微電網(wǎng)，是促進(jìn)能源低碳智慧轉型、新能源高質(zhì)量發(fā)展、新型電力系統建設、新型儲能發(fā)展的關(guān)鍵手段。因此，要圍繞“新能源+儲能”產(chǎn)業(yè)和微電網(wǎng)建設，制定和實(shí)施更加有效的政策措施。

（一）大力發(fā)展“新能源+儲能”產(chǎn)業(yè)

由于微電網(wǎng)解決了光伏等新能源電源“碎片化”造成的接入和消納問(wèn)題，因此發(fā)展以“新能源+儲能”為基礎的分布式電源就有了良好的技術(shù)保障，在構建新型電力系統的過(guò)程中，發(fā)電側的網(wǎng)絡(luò )效應就能夠得到充分的發(fā)展。一是大力發(fā)展光伏發(fā)電。明確“多能互補、源網(wǎng)荷儲協(xié)同”的綜合能源發(fā)展規劃，制定相關(guān)技術(shù)標準，支持“風(fēng)光火儲”大基地建設。積極擴大光伏產(chǎn)業(yè)布局，在工業(yè)園區企業(yè)屋頂、商業(yè)屋頂、灘涂區、丘陵山區和煤礦沉陷區等區域，持續探索開(kāi)發(fā)分布式光伏項目。傳統煤電企業(yè)可以利用內部煤礦、電廠(chǎng)、港口、鐵路等企業(yè)資源，充分利用自有廠(chǎng)房屋頂、電廠(chǎng)灰場(chǎng)、鐵路沿線(xiàn)、空余場(chǎng)地空間以及其他閑置土地，開(kāi)發(fā)分布式光伏項目。同時(shí)，加強與國內先進(jìn)光伏供應商、運營(yíng)商合作，促進(jìn)光伏發(fā)電前期開(kāi)發(fā)、設計、工程、運維等技術(shù)能力迅速提升。適應新能源大規模、高比例發(fā)展，加強傳統電力系統與清潔能源的耦合發(fā)展，提升發(fā)電和電力系統的靈活性調節能力建設。二是推動(dòng)多能協(xié)同互補發(fā)展。以?xún)δ苎b備為基礎設施，推進(jìn)分布式新能源項目開(kāi)發(fā)，探索“光伏+農業(yè)”“水光互補”“風(fēng)光互補”“新能源+儲能”“新能源+制氫”“地熱能利用”等發(fā)展模式。實(shí)現多能互補優(yōu)化，實(shí)現高比例新能源充分利用與多種能源和諧互濟；并明確各類(lèi)分布式光伏發(fā)電站接入電網(wǎng)規劃設計的基本原則、接入系統分析和接入系統規劃等技術(shù)要求，為支撐大規模、分布式電源有序接入奠定堅實(shí)基礎。著(zhù)眼解決傳統規劃方法存在的計算規模小、優(yōu)化目標和評估指標單一、分布式電源和電網(wǎng)協(xié)同規劃弱等難題，實(shí)現“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同優(yōu)化規劃，有效提高分布式發(fā)電滲透率和電網(wǎng)可靠性，系統降低綜合投資和網(wǎng)絡(luò )損耗，滿(mǎn)足多元主體利益均衡。三是積極推動(dòng)電網(wǎng)接入消納。實(shí)現電網(wǎng)配套工程與新能源工程同步建成，保證新能源及時(shí)并網(wǎng)發(fā)電。以分布式電源發(fā)電特性一致、電氣距離接近、控制運行方式類(lèi)似、利于集中管控為原則，進(jìn)行分布式發(fā)電集群劃分，實(shí)現分布式發(fā)電集群接入規劃和統一調度，提高分布式電源的消納能力。根據接入方式和接入規模戶(hù)，對戶(hù)用光伏電站、村級電站、廠(chǎng)區電站、基地電站等，歸納提煉分布式光伏接入電網(wǎng)的典型方案和配套電網(wǎng)建改方案，形成適應分布式光伏電壓等級、多種接入方式的標準，從源頭統一規范接入系統設計。在統一管理模式、統一工作流程、統一服務(wù)規則的基礎上，進(jìn)一步整合電源資源，精簡(jiǎn)并網(wǎng)手續，并行業(yè)務(wù)環(huán)節，嚴控流程時(shí)限，為分布式電源安全高效并網(wǎng)提供可靠的保障。

（二）構建新型電力市場(chǎng)體系和體制

為了應對大規模分布式新能源并網(wǎng)帶來(lái)的挑戰，應充分發(fā)揮電網(wǎng)在促進(jìn)新能源發(fā)展中的基礎平臺作用，以促進(jìn)分布式新能源全額消納、保障新能源與電網(wǎng)穩定運行為目標，推進(jìn)新型電力市場(chǎng)建設和體制機制創(chuàng )新，加快建設適應新能源快速發(fā)展的統一開(kāi)放、競爭有序的電力市場(chǎng)體系。一是健全儲能市場(chǎng)機制和配套政策。構建清潔能源增長(cháng)、消納、儲能協(xié)調發(fā)展的體制機制，完善相關(guān)支持配套政策，加大儲能技術(shù)開(kāi)發(fā)力度，在大型能源基地開(kāi)展儲能創(chuàng )新示范，明確儲能參與調度與市場(chǎng)交易的補償機制，推動(dòng)儲能規模化應用。建議合理確定可再生能源發(fā)展目標，因地制宜制定發(fā)展策略，降低開(kāi)發(fā)綜合成本，加快新技術(shù)研發(fā)，提升電網(wǎng)消納和送出能力。二是健全新能源消納許可審批制度。確定可再生能源發(fā)展目標，放寬新能源消納許可，加快并網(wǎng)審批流程。簡(jiǎn)化新能源項目電網(wǎng)消納意見(jiàn)和并網(wǎng)許可流程，優(yōu)化項目開(kāi)發(fā)進(jìn)度。構建新能源消納長(cháng)效機制統籌負荷側、電源側、電網(wǎng)側的資源，完善新能源調度機制，多維度提升電力系統的調節能力。創(chuàng )新融資渠道，解決可再生能源補貼拖欠問(wèn)題；簡(jiǎn)化新能源項目電網(wǎng)消納意見(jiàn)和并網(wǎng)許可流程，優(yōu)化項目開(kāi)發(fā)進(jìn)度。三是鼓勵企業(yè)發(fā)展分布式自發(fā)自用項目。許可自發(fā)自用能夠促進(jìn)新型電力平臺網(wǎng)絡(luò )效應的發(fā)揮；密切跟蹤技術(shù)發(fā)展前沿，在電源側加快推動(dòng)實(shí)施“光伏+儲能”“風(fēng)電+儲能”等新模式，提高消納能力和電網(wǎng)友好性；在用戶(hù)側尤其在工業(yè)客戶(hù)，大力開(kāi)展儲能業(yè)務(wù)，充分利用峰谷電差，為企業(yè)節能增效，優(yōu)先在峰谷電差相對可觀(guān)的大型城市區域大力推廣。推進(jìn)電力體制市場(chǎng)化改革，鼓勵分布式電源的自發(fā)自用。適度拉大峰谷電價(jià)價(jià)差，引導電力消費需求。總結電力市場(chǎng)運行經(jīng)驗，疏導電源參與調頻、調幅、調壓等輔助服務(wù)的市場(chǎng)化價(jià)格機制，鼓勵按照“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”的發(fā)電方式優(yōu)化市場(chǎng)供需，實(shí)現多方共贏(yíng)。

（三）建立協(xié)同互利的外部協(xié)調機制

分布式光伏電網(wǎng)并網(wǎng)消納涉及地方政府、電網(wǎng)企業(yè)、新能源業(yè)主、設備制造商等多個(gè)主體，管理鏈條長(cháng)，推進(jìn)難度大。應樹(shù)立和諧共贏(yíng)的理念，在充分了解各利益相關(guān)方期望與訴求的基礎上，推動(dòng)其信息交互、共享與協(xié)同。一是堅持多方協(xié)同。加強內外聯(lián)動(dòng)，建立多方協(xié)同的組織保障和多維聯(lián)動(dòng)的工作機制，積極對接各地方政府部門(mén)，主動(dòng)服務(wù)新能源業(yè)主，積極與設備制造商交流，建立政府、電網(wǎng)企業(yè)、新能源業(yè)主、設備制造商多方聯(lián)動(dòng)機制，促進(jìn)各方相互協(xié)調配合，最大限度提升區域電網(wǎng)對分布式電源的消納能力，協(xié)同推進(jìn)分布式電源全額消納，實(shí)現合作共贏(yíng)。二是堅持需求導向。以問(wèn)題和需求為導向，以業(yè)務(wù)需求驅動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新，對大規模分布式新能源規劃設計、關(guān)鍵終端設備、集群調控三大關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，突破輸配協(xié)調技術(shù)，實(shí)施分布式電源協(xié)同優(yōu)化調度，實(shí)現分布式發(fā)電就近消納，實(shí)現區域電網(wǎng)的最優(yōu)控制和分布式電源的最大消納，進(jìn)一步將新方法、新設備、新技術(shù)、新系統研發(fā)成果轉換為系列技術(shù)標準。三是強化政企合作。尤其是要強化新能源項目布局與各省市“十四五”規劃的銜接，營(yíng)造良好的政企合作環(huán)境。加強與政府主管部門(mén)的溝通匯報，及時(shí)掌握包括分布式光伏電源在內的新能源規劃建設信息。科學(xué)制定分布式新能源發(fā)展規劃和項目開(kāi)發(fā)計劃，推進(jìn)電源和電網(wǎng)協(xié)調有序發(fā)展，保障分布式電源有序接入。根據新能源規劃建設信息、傳統電源情況、電網(wǎng)狀況、負荷預測、地理位置、資源條件等，統籌兼顧各方需求，通過(guò)優(yōu)化完善電網(wǎng)結構、有序開(kāi)發(fā)新電源項目等措施，實(shí)現新能源發(fā)展綜合利益的最大化。

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