一、引言
在全球能源轉型和應對氣候變化的大背景下,新型電力系統作為能源領域的關鍵發展方向,正受到越來越多的關注。新型電力系統不僅能夠提高能源利用效率,減少碳排放,還能增強電力系統的穩定性和可靠性。國家能源局發布的《關于組織開展新型電力系統建設第一批試點工作的通知》,明確了先期圍繞構網型技術、系統友好型新能源電站、智能微電網、算力與電力協同、虛擬電廠、大規模高比例新能源外送、新一代煤電等七個方向開展試點工作,這為新型電力系統的發展指明了方向。
二、新型電力系統行業概述
2.1 新型電力系統的定義與特征
新型電力系統是以實現碳達峰碳中和為目標,以保障能源電力安全為基礎,以最大化消納新能源為核心任務,依托堅強智能電網與源網荷儲協同技術構建的現代電力體系。其核心特征可概括為清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動五大方面。清潔低碳體現在推動風光水核等清潔能源多元化發展,減少化石能源使用;安全可控通過分層分區電網架構與主動防御技術提升系統韌性;靈活高效建立多時間尺度調節體系,提升系統整體能效;智能友好應用數字孿生、邊緣計算、AI預測等技術實現全景感知;開放互動建立多層級電力市場體系,引導源網荷儲協同互動。
2.2 新型電力系統的重要性
據中研普華產業研究院的《2024-2029年中國新型電力系統行業市場調查分析及發展前景展望報告》分析,新型電力系統是我國能源轉型的重要載體,是實現能源革命的關鍵基礎設施。它對于推動電力行業低碳化、智能化發展,保障國家能源安全,促進經濟社會可持續發展具有重要意義。隨著全球對氣候變化問題的關注度不斷提高,發展新型電力系統已成為各國能源戰略的重點。
三、新型電力系統行業現狀分析
3.1 政策環境
近年來,我國出臺了一系列支持新型電力系統發展的政策。國家能源局印發的《關于做好新能源消納工作 保障新能源高質量發展的通知》,從加快推進新能源配套電網項目建設、積極推進系統調節能力提升和網源協調發展、充分發揮電網資源配置平臺作用、科學優化新能源利用率目標等方面提出了具體舉措,為新能源消納和高質量發展提供了政策保障。《加快構建新型電力系統行動方案(2024—2027年)》明確了2024—2027年重點開展9項專項行動,包括電力系統穩定保障行動、大規模高比例新能源外送攻堅行動等,為新型電力系統建設指明了方向。這些政策的出臺,為新型電力系統行業的發展創造了良好的政策環境。
3.2 技術創新
在技術創新方面,新型電力系統取得了顯著進展。構網型技術以電力電子設備的變流器為載體,通過控制實現與同步機類似甚至超越同步機的電壓源外特性,構建同步電源,提供慣性和電壓支撐,在支撐電力系統電壓穩定、頻率穩定以及增強電網強度等方面發揮重要作用。智能電力監控系統通過物聯網技術,實現對電力系統各個節點的實時監測和數據采集;智能電力預測系統基于大數據分析和機器學習算法,對電力系統的負荷、故障等進行預測和預警。此外,儲能技術、柔性輸電技術等也在不斷發展,為新型電力系統的建設提供了技術支持。
3.3 市場規模
隨著可再生能源的快速發展和新型電力系統建設的推進,市場規模持續擴大。截至2024年9月底,全國可再生能源裝機已歷史性超過煤電裝機,達到13.84億千瓦,占我國總裝機的49.6%。新型儲能裝機規模持續快速增長,截至9月底,我國已建成投運新型儲能項目超過2000萬千瓦,位居全球前列。據中研普華產業研究院的《2024-2029年中國新型電力系統行業市場調查分析及發展前景展望報告》分析,從細分領域來看,新型電力系統構網型智能調節裝備行業市場規模也在不斷擴大,2019年中國新型電力系統構網型智能調節裝備行業市場規模4.56億元,2023年達到20.92億元,預計2031年將達到91.17億元。
3.4 市場競爭格局
目前,新型電力系統行業市場競爭格局逐漸形成。一方面,傳統電力企業積極轉型,加大在新型電力系統領域的投入;另一方面,新興企業憑借技術創新和靈活的經營模式,也在市場中占據一席之地。在構網型儲能領域,南瑞繼保處于全球領先地位,其構網儲能市占率超95%。同時,隨著市場的不斷擴大,越來越多的企業開始進入新型電力系統行業,市場競爭日趨激烈。
3.5 面臨的挑戰
盡管新型電力系統行業取得了顯著進展,但也面臨著一些挑戰。首先,可再生能源的間歇性和不穩定性給電力系統的穩定運行帶來了挑戰。其次,新型電力系統的建設和運營需要大量的資金投入和技術支持,對企業的綜合實力提出了更高要求。此外,在體制機制方面,還存在一些不適應新型電力系統發展的地方,如電力市場機制不完善、價格傳導機制不順暢等。
四、國家能源局試點方向深度分析
4.1 構網型技術
構網型技術重點在高比例新能源接入的弱電網地區、“沙戈荒”基地大規模新能源外送地區應用新能源/新型儲能構網型控制技術,有效解決短路容量下降、慣量降低、寬頻振蕩等問題,提升新能源接網與送出能力。這一技術的應用,將有助于提高新能源的消納能力,增強電力系統的穩定性。隨著技術的不斷發展和推廣,構網型技術在新型電力系統中的應用前景廣闊。
4.2 系統友好型新能源電站
系統友好型新能源電站重點在保供偏緊或消納壓力較大地區新建或改造一批新能源電站,通過長尺度高精度功率預測、風光儲智慧聯合調控運行等,提升系統友好性能,電站在高峰時段(不低于2小時)置信出力提升至10%以上。這將有助于提高新能源電站的可靠性和穩定性,促進新能源的大規模開發利用。
4.3 智能微電網
智能微電網選擇典型應用場景,結合新能源資源條件,建設一批智能微電網項目,依托負荷側資源靈活調控、源網荷儲組網與協同運行控制等技術,提高智能微電網自調峰、自平衡能力,提升新能源自發自用比例,緩解大電網消納壓力。智能微電網的建設,將推動分布式能源的發展,提高能源利用效率。
4.4 算力與電力協同
算力與電力協同重點在國家樞紐節點和青海、新疆、黑龍江等能源資源條件好的非樞紐節點地區,在科學整合源荷儲資源的基礎上,統籌地區存量及增量數據中心綠電需求和新能源資源條件,協同規劃布局算力與電力項目。通過探索新能源就近供電、聚合交易、就地消納的“綠電聚合供應”模式,提高數據中心綠電占比。這將促進數據中心與電力系統的協同發展,推動能源綠色低碳轉型。
4.5 虛擬電廠
虛擬電廠圍繞聚合分散電力資源、增強靈活調節能力、減小供電缺口、促進新能源消納等場景,因地制宜新建或改造一批不同類型的虛擬電廠,通過聚合分布式電源、可控負荷、儲能等負荷側各類分散資源并協同優化控制,充分發揮靈活調節能力。虛擬電廠的發展,將有助于整合分布式能源資源,提高電力系統的靈活性和可靠性。
4.6 大規模高比例新能源外送
隨著“沙戈荒”大型風電光伏基地、水風光綜合基地的有序建設,新能源外送消納需求將進一步增加。為適應新能源快速發展需要,提高在運輸電通道新能源電量占比、開展新增輸電通道先進技術應用,依托先進的發電、調節、控制技術,實現大規模高比例新能源外送。這將有助于解決新能源消納問題,促進新能源的大規模開發利用。
4.7 新一代煤電
新一代煤電對照《新一代煤電升級專項行動實施方案(2025—2027年)》中新一代煤電試點指標要求,積極推動具備條件的現役機組和新建機組針對清潔降碳、高效調節兩類指標分別開展試點,鼓勵開展同時滿足上述兩類指標的新一代煤電試點。新一代煤電的發展,將有助于提高煤電的清潔降碳水平和調節能力,保障電力系統的穩定供應。
五、新型電力系統行業發展趨勢分析
5.1 智能化發展
據中研普華產業研究院的《2024-2029年中國新型電力系統行業市場調查分析及發展前景展望報告》分析預測,隨著人工智能、大數據、物聯網等技術的不斷發展,新型電力系統將朝著智能化方向發展。智能電力監控系統、智能電力預測系統、智能電力診斷系統等將得到更廣泛的應用,實現對電力系統的實時監測、精準預測和智能診斷。同時,智能調度系統將不斷優化,提高電力系統的運行效率和穩定性。
5.2 綠色化發展
綠色化是新型電力系統發展的重要方向。隨著可再生能源技術的不斷進步和成本的降低,可再生能源在電力系統中的占比將不斷提高。同時,儲能技術的發展將有助于解決可再生能源的間歇性和不穩定性問題,提高可再生能源的消納能力。此外,煤電的清潔降碳改造也將加快推進,減少煤炭燃燒對環境的影響。
5.3 市場化發展
市場化是推動新型電力系統發展的重要動力。隨著電力市場改革的不斷深入,電力市場機制將不斷完善。多層級電力市場體系將逐步建立,允許虛擬電廠、負荷聚合商等新主體參與交易。通過價格信號引導源網荷儲協同互動,提高電力系統的資源配置效率。
5.4 協同化發展
新型電力系統是一個復雜的系統,需要源網荷儲各環節的協同發展。未來,源網荷儲一體化將成為發展趨勢,通過加強各環節之間的協同配合,實現電力系統的整體優化運行。同時,不同地區之間的電力系統也將加強協同,實現電力資源的優化配置。
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