當前，我國新型電力系統加快建設，新能源逐步向主體電源演進，終端消費電氣化水平不斷提升，電力遠距離配置能力不斷增強，新時代電力發展成效顯著。與此同時，電力供需平衡壓力疊加系統安全穩定風險，電網轉型發展問題亟待破解。新時代電網發展要統籌把握好網架結構與支撐電源、新能源與傳統機組、交流與直流、主網與配網之間的關系，加快電力技術創新、示范與應用。
新時代電力發展“量質”并重
我國新時代電力發展以消費側電氣化、生產側清潔化、配置側廣域化“三化”為重要趨勢，不斷實現“量”的突破和“質”的升級，為滿足經濟發展和人民對美好生活需要、實現“雙碳”目標提供堅強保障。
消費側電氣化驅動用電需求持續增長。我國已進入新發展階段，以高技術、高效能、高質量為特征，新質生產力快速發展，推動我國經濟發展由高速增長階段轉向高質量發展階段。可靠、穩定、綠色的電力供應將成為我國經濟高質量發展的重要保障。以AI智算中心、黑燈工廠、智能家居為代表的新質生產力創新和全社會電氣化、智能化發展將推動電力需求不斷增長，過去提出用電負荷飽和的假設已不再適用。預計到2030年，我國用電量有望達到約13萬億千瓦時，到2050年達到約19萬億千瓦時。
新能源安全高效利用需要電網發揮更加關鍵的作用。從我國各地區的經濟結構、資源稟賦、產業特點綜合來看，未來東中部將保持電力消費中心的地位。而我國風能、太陽能等新能源資源則集中于西部、北部和東部沿海。這種資源與需求的逆向分布格局決定了我國“西電東送、北電南供、海電西濟”的多方向、大容量、遠距離電力配置的總體格局。東中部地區分布式新能源需要構建雙向靈活的配電網解決接入和消納問題；西部、北部和海上新能源基地的電力需要大通道更遠距離、更大規模輸送至負荷中心大電網，解決資源配置問題。新能源規模化開發與利用，決定了電網在新能源基地組網、遠距離大容量外送、受端主配微電網協同中將起到越來越重要的作用。
轉型過程中，電網安全形勢更加嚴峻。電力安全穩定供應和綠色低碳轉型既是總體目標，也是矛盾挑戰。傳統電力系統是“源隨荷動”的受控系統，而新能源發電由氣候和氣象條件主導，成為電源側的主要擾動來源；新能源大基地的開發持續向電網薄弱地區，甚至無電網覆蓋的無人區拓展，輸電距離進一步增大，運行支撐能力顯著下降；大量電力電子設備并網、東中部支撐性同步電源比例下降，導致系統“空心化”，電網動態特性由同步機原理主導轉變為電力電子控制主導，電網關鍵節點和通道的有功、電壓支撐能力下降。電力系統轉型過程中，電網故障形態的特征和機理更加復雜，呈現同步穩定與新形態穩定問題疊加的特點，極端事件下易發生連鎖雪崩式故障，需要規劃、建設、運行各環節系統性應對。
對未來電網發展的幾點思考
建設堅強受端電網，穩固電源支撐水平。持續加強和優化受端同步電網主網架，完善各區域特高壓/超高壓交流主干電網結構，構建結構合理、互聯互濟的受端堅強電網。各區域電網內部，在交流輸電通道密集、新通道建設邊際效益降低，以及通道土地資源稀缺的地區，建設一些區域內的嵌入式直流或者交改直工程，如蘇北—蘇南跨江柔性直流工程，構成交直流混合輸電網的新模式，提升系統可控性，獲得更好運行靈活性和綜合效益。
較長時期內，傳統可控電源仍將發揮關鍵支撐作用。統籌各方面條件，在必要的受端地區保留部分高效煤電、氣電，用于頂峰調節和電網安全支撐，并利用“電—氫—碳”協同技術在中遠期實現零碳排放。同時，積極發展水電和核電，特別是抽水蓄能、混合（變速）抽蓄等零碳可控電源，到2030年，東部地區抽水蓄能投運容量超過全國的70%，成為受端電網重要的調節支撐資源。大容量機組要在特高壓交流網架不斷完善的過程中，接入關鍵節點，提升電網本質安全水平。
以縣域、臺區為單元，提高受端電網內部自平衡水平。當前，受端省份的一些時段新能源出力占總發電量已達到80%，分布式電源高滲透的縣域電網、臺區出現大容量的潮流倒送。建設用戶側儲能，因地制宜發展受端微電網，實施配電網感知和控制提升工程，采用虛擬電廠等模式，充分發揮雙向配電網和有源微電網靈活調控能力，促進分布式新能源的分層分區、就近自平衡，形成受端電網“主—配—微”分級協同、各級自治的發展格局，提升電網對分布式新能源的承載能力。
新能源基地“分散化”并網，與送端電網形成清晰界面。沙戈荒大基地2030年規劃規模超過4.5億千瓦，已經與西部地區總用電負荷量級相當，基地外送系統的擾動或故障將對送端同步電網產生巨大沖擊，嚴重影響送端地區的供電安全。借鑒我國大型火電基地、水電基地等傳統電源基地外送系統構建的經驗，綜合考慮規模與輸電距離，與受端毗鄰的新能源基地可采用交流輸電方式打捆送出，在結構上與當地交流電網形成簡單清晰的弱連接關系。距離遠、規模大的新能源基地，采用直流送出，送端不與當地電網連接，采用自主化運行方式。結合地理位置，構建覆蓋多個大基地的直流送端電網。
推動關鍵技術創新
推動遠距離大容量高安全直流輸電技術創新。應用更先進的電力電子器件，創新拓撲結構，引入功率型儲能器件等，發展如CLCC、HCC、SLCC、主動型MMC等新技術，有效提高輸電通道可靠性、解決換相失敗問題，適應新能源出力波動帶來的功率擾動。主動型MMC在換流器中分散布置儲能裝置，每個MMC子模塊通過雙向DC/DC變換器與儲能裝置連接，發揮直流系統安全防火墻作用，可以實現交直流系統的隔離運行。
應用直流組網技術工程。從系統短路比、慣性、有功/無功支撐等方面研判，綜合利用柔性直流電網、構網型機組、二極管不控整流等技術，形成各類組合式創新技術方案，如在西部地區構建基于柔性直流輸電技術的網格狀、環網狀、母線型的直流電網。歐盟與美國也分別提出“推進海上網狀高壓直流輸電網”“Macrogrid”等直流電網發展規劃。
充分挖掘可控機組的調節潛力。存量煤電機組積極探索深度調峰，最小穩定出力向15%甚至更低發展。推動流域梯級水電運行優化，新建水電機組配置調相功能，積極發展混合抽蓄、變速抽蓄。各類同步機組按需加強勵磁系統，提升電壓支撐能力和調節靈活性，包括增大過勵倍數、提升勵磁電源和轉子的過負荷能力等。
構網型技術研發、示范與應用。優先在超高比例新能源滲透的弱系統，開展“源—網—儲”構網型多主體協同規劃與控制示范，測試各種工況下的適應能力；在負荷側探索應用構網型電氫雙向轉換技術，應對同步機占比下降帶來的受端電網“空心化”問題。結合電網發展實際，以白皮書、技術規范等形式支撐企業項目示范，在示范經驗基礎上加快制定適應于新型電力系統的構網型技術標準。（作者系全球能源互聯網發展合作組織駐會副主席劉澤洪）
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