6月16日開幕的第三屆清潔能源發展與消納專題研討會以“能源互聯、清潔發展”為主題，已通過線上方式持續近一個月，將于7月17日閉幕。300余位電力行業專家參會，圍繞能源互聯網、清潔能源發電并網技術、運行控制及管理技術、大數據及人工智能等新技術應用等話題交流研討。現集納部分參會專家的主旨報告發言，以饗讀者。

崔偉 李征 李武璟 整理

堅持電源結構清潔化轉型不動搖

中國科學院院士 周孝信

習近平總書記提出的“四個革命、一個合作”能源安全新戰略為我國能源轉型發展指明了方向。我國能源轉型戰略的重要指標是，到2030年全國非化石能源發電量占全部發電量的比重力爭達到50%。綜合考慮人均負荷需求、經濟發展、環境要求等因素，根據當前非化石能源消費占比及年用電總量的預期增速進行測算，截至2030年全國非化石能源發電量占比僅能達到約44.8%，與目標差距較大。如果加快提升非化石能源消費占比，截至2030年全國非化石能源發電量占比可達到約53.0%，能實現能源轉型目標。

以完成能源轉型的戰略目標為邊界進行測算，截至2030年，全國非化石能源發電裝機要達到26.19億千瓦，占總裝機比例提高至66.3%，年發電量5.66萬億千瓦時。非化石能源發電裝機占比中，新能源裝機占比超過70%，達到20億千瓦；非化石能源發電量占比中，新能源發電量占比超過50%，達到2.92萬億千瓦時。清潔能源的健康高效發展，是實現能源轉型戰略目標的關鍵。

電源結構清潔化轉型，重中之重在西北。預計至2030年，西北電網新能源裝機將超過3億千瓦，占比達國家電網經營區新能源裝機的三分之一左右。西北電網通過革新技術、完善管理體系、推動利于清潔能源發展的政策出臺，已走在綠色發展和能源轉型的前列。截至目前，西北電網新能源裝機已突破1億千瓦，占全國新能源裝機的四分之一；2019年新能源發電量突破1500億千瓦時，約占全國的四分之一；新能源發電占比提升至18%，達到全國平均水平的兩倍；新能源利用率超過93%，三年提高了22個百分點，減棄總量占全國的近70%。

在當前形勢下，仍要繼續堅持能源消費總量控制和非化石能源占比的目標不動搖，堅持電源結構綠色轉型的方向不動搖，堅持滿足人民日益增長電能需求的目標不動搖，最終實現國家能源轉型戰略目標。

加快開發海上風電 支撐我國能源轉型發展

中國工程院院士 劉吉臻

當前，我國已成為世界上最大的能源生產和消費國，但能源發展過程中仍存在諸多問題：煤炭仍占主導地位、環境污染碳排放量高、用能效率和電能占比較低、新能源技術創新能力不足及能源安全形勢嚴峻等，能源轉型迫在眉睫。目前的戰略思路是堅持化石能源清潔化、清潔能源規模化和多種能源綜合化，以實現清潔低碳、安全高效的戰略目標。

伴隨著新能源的大規模開發利用，我國還存在一些瓶頸問題：新能源裝機分布不均衡，與負荷中心呈逆向分布；部分地區新能源發電利用率不高；中東部陸上可再生能源資源有限。因此海上風電將成為我國大力發展可再生能源的必然選擇之一。

我國發展海上風電綜合優勢明顯，海上風能資源豐富、輸電距離短，而且容易消納、效率較高，同時可與“西電東送”（南通道）互補，與我國建設海洋強國戰略高度一致。2019年我國海上風電新增裝機198萬千瓦，累計裝機642萬千瓦，僅次于英國和德國，位居全球第三。海上風電將成為我國能源轉型戰略的一個重要支撐。

目前，我國海上風電發展面臨的主要問題有：對海上風電資源稟賦的認識不足，資源評估體系尚未建立；對于海上風電對能源轉型的作用尚缺乏統一認識；國家層面的宏觀統籌與整體規劃缺乏；海上風電接入問題突出，缺乏海上電網頂層設計；對海上風電對電網格局和電力流的影響缺乏系統研究；裝備研發能力和工程技術力量不足。

對于未來我國海上風電的發展，建議加大海上風電資源勘察力度，建立資源評估體系；加大國家層面的宏觀統籌與整體規劃；加快大規模海上風電開發對電網格局影響的研究；加強大規模海上風電組網規劃及消納方式研究；重點布局海上風電“卡脖子”技術重點攻關方向。

聚力“數字新基建” 建設能源互聯網

國家電網有限公司總信息師 孫正運

為深入落實習近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，順應能源革命和數字革命融合發展趨勢，積極履行政治、經濟和社會責任，充分發揮國有企業“六個力量”重要作用，國家電網有限公司黨組確立了建設“具有中國特色國際領先的能源互聯網企業”戰略目標。在戰略目標引領下，公司推動電網向能源互聯網升級，將大有可為。

能源互聯網建設的能源網架體系、信息支撐體系、價值創造體系，都離不開“數字新基建”的賦能。聚力“數字新基建”，就是完善現有的數字設備和系統，同時挖掘數字價值，以應用促建設。其本質是利用現有的信息和通信技術，提高電網效率和電力系統效率，讓整個系統運行更科學高效。

公司聚焦大數據中心、工業互聯網、5G、人工智能等“新基建”領域，以信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施為重點，已經確立“數字新基建”十大重點建設任務。今年公司計劃投資約247億元，預計拉動社會投資約1000億元。

“數字新基建”將會讓政府、上下游企業、客戶及電網企業等普遍受益：服務政府，支撐政府科學監管、智慧城市建設；服務上下游企業，降低企業能耗、提高能源利用效率，助力產業升級；服務客戶，實現響應更快速、體驗更友好、內容更多元、服務更優質；服務電網企業，挖掘現有資源價值，實現生產更安全、運行更高效、投資更精準、決策更科學。

展望未來，公司將加強與社會各界的廣泛合作，著力推動新興產業升級發展，共同構建開放共享、互利共贏的能源生態，讓更多主體參與價值創造和分享，賦能中小微企業，助力能源數字經濟，帶動產業鏈上下游共同發展，推動建設“具有中國特色國際領先的能源互聯網企業”戰略落地，為服務經濟社會發展作出更大貢獻。

借助人工智能驅動大電網安全辨識與控制

四川大學電氣工程學院教授 劉俊勇

當前電力系統規模不斷擴大，復雜性和運行狀態的不確定性加劇，系統安全穩定性面臨巨大挑戰。電力系統結構日益復雜，交直流混聯、強直弱交成為大電網基本特征；組成成分趨于復雜，新能源及儲能技術快速發展，大量新型電力電子設備接入大電網運行；運行不確定性增大，新能源出力及綜合負荷的波動影響日漸凸顯；分析模型復雜化，需要建立大規模、多時間尺度物理模型才能實現全面分析。

人工智能無疑是未來科技發展趨勢中最亮眼的方向。大電網健康發展同樣離不開人工智能的輔助。隨著電網規模增大、新能源滲透率提高、預想事故集持續擴大，輸電斷面安全及電力系統暫態穩定辨識與控制問題不可回避。

為此，我們研究團隊提出了人工智能解決方案：首先，基于全景全域數據和離線仿真數據，形成數據與人工智能驅動的電力系統斷面安全、暫態穩定辨識；其次，通過對電網運行過程的薄弱環節識別、影響因素溯源，實現基于電網運行數據的實時監視與風險平抑控制；最終給出與物理模型互補的人工智能驅動控制決策。人工智能驅動的分析與調控方法技術，在電力系統中確有應用前景。西北電網在這方面已開始積極探索：通過研發基于多樣化場景自動生成及深度學習的電網仿真計算機器人，建立各類穩定裕度指標體系，構建考慮多目標的大電網安全邊界優化生成體系。

今年是電力行業降本增效關鍵之年。未來，電力行業與人工智能技術的融合將進一步加速，人工智能技術將成為智能互動、安全可控的新一代電力系統發展所需的基礎性支撐技術之一，助力提升電力系統的安全性、可靠性和靈活性，促進電力行業質量變革、效率變革和動能變革。

加強新能源涉網研究 保障電網安全穩定運行

中國工程院院士 郭劍波

我國已成為風電和光伏發電發展最快的國家。截至2019年年底，全國風電裝機2.09億千瓦，光伏發電裝機2.04億千瓦，新能源占電源總裝機的比重超過20%。預計到2050年，全國超過一半的裝機將是新能源裝機，發電量5.8萬億千瓦時，占比超過40%。

新能源具有波動性和隨機性、低能量密度和低利用小時數等特性，新能源機組存在低抗擾性和弱支撐性的特點。隨著并網規模的擴大，新能源電力的高效消納和系統安全運行已成為亟待解決的世界性難題。

新能源裝機大規模并網對電網安全穩定主要有以下幾方面影響。一是新能源裝機大規模接入導致系統慣量降低，有功調節能力下降。二是受制于新能源發電擠占常規機組開機空間，系統短路容量下降，無功備用降低，局部電壓穩定問題凸顯。三是新能源裝機接入使得送受端之間隨機性和不確定性增加，功角穩定特性復雜，對安控措施提出更高要求。

國網西北分部在國內率先推進新能源場站的快速頻率響應工作，完成了電網頻率擾動下新能源快速頻率響應系統性試驗，并具備了新能源場站快頻功能入網檢測能力，投入快頻功能的新能源場站規模截至今年4月已累計突破1000萬千瓦；持續推進直流近區風電場1.3倍耐高壓能力改造及認證，有效提高了直流高功率運行方式下近區新能源的利用效率；持續加強系統保護建設，加快二次防御體系整體升級，在保障新疆西北聯網通道安全穩定的前提下，拓寬了東西電網潮流交換能力，提升了電網運營質效。

為實現我國“50%”的能源轉型目標，未來新能源裝機規模會進一步擴大。對于高比例新能源電力系統，必須持續加強系統特性及對新能源調節能力的研究，由重點研究并網控制向新能源組網研究轉變，加強新能源機組參與系統調頻調壓研究，增強其對電網的支撐能力，推動新能源長效健康發展。

構建信息物理融合能源系統 為能源革命奠定基礎

中國科學院院士 管曉宏

當前，人類社會主要依賴化石能源的能耗模式難以為繼，能源供應的清潔和綠色化勢在必行。可再生能源利用目前遇到的主要挑戰是，電能作為二次能源，尚無直接經濟的儲能技術，系統供需具有高不確定性。

信息物理融合系統是計算單元和物理對象在網絡環境中高度集成交互而成的智能系統，實現物理空間與信息空間中人、機、物、環境、信息等要素相互映射、適時交互、高效協同，是孕育中的第四次工業革命的基礎。信息物理融合能源系統能夠全面感知環境與能源信息，支撐能源供應的清潔和綠色化，支持信息流與能源流的雙向流動，實現能源系統供需整體優化控制與決策，為應對挑戰提供了新思路和新途徑，為能源革命奠定基礎。目前，信息物理融合可再生能源感知與接入、信息物理融合企業能源系統、信息物理融合樓宇能源系統等相關技術研究已成為信息物理融合能源系統領域的關注熱點。

未來，能源構成和系統結構變革中，儲能技術是關鍵。為應對能源互聯網的結構變革和挑戰，應考慮建設多樣化分布式多能源系統的解決方案，實現系統節能增效和降低運行費用目標。另一方面，氫能可能成為與電能并重互補的二次能源，服務經濟社會生活的各個方面。西北電網在構建信息物理融合能源系統方面開展了有益嘗試，考慮高占比新能源電力系統特征明顯，而自備電廠、高載能負荷比重大等實際情況，在儲能大規模應用及高載能負荷參與電網調節兩個方面展開工作，取得了良好成效。

從電力系統結構發展歷程來看，自140年前特斯拉時代形成發電、輸電、配電、用電結構以來，基本未發生改變。當下我們需要共同思考能源電力系統結構是否即將發生重大改變，以綠色、分布、市場為標志的能源革命是否即將到來。

強化電網運行管控 真正實現“綠色發展領先”

國家電力調度控制中心黨委書記、教授級高工 董昱

為貫徹中央決策部署，國家電網有限公司提出了建設“具有中國特色國際領先的能源互聯網企業”戰略目標，推動能源清潔轉型發展。在這個大背景下，電網調度系統也從過去單純關注大電網安全，發展到在保障電網安全的同時注重適應電力體制改革和市場化建設、促進清潔能源消納、推動經營提質增效等多維精益目標管控，對技術升級和管理創新提出新的更高要求。

公司在發揮體制機制優勢、打造堅強電網、提升管理能力、加快市場建設和強化技術支撐等方面都進行了積極探索，通過發揮統一調度模式優勢，聚焦特高壓輸電和電網運行控制技術發展，試點開展跨區域富余可再生能源現貨交易和輔助服務市場交易，深入研究大電網仿真技術、運行控制技術、電力電量平衡技術等，綜合實現了大電網長時期安全穩定運行和新能源高效利用。

以西北電網為例，國網西北分部通過首創新能源發電快速響應和柔性調度機制，實現以新能源消納為導向的電力生產全鏈條柔性化管理；通過推動河西電網750千伏第三通道加強工程、吉泉直流、青豫直流在西北建設投運，顯著提升大電網新能源外送能力和資源優化配置水平；研究建立生產效能管理體系，通過損益量化分級、全局優化決策等措施，提升電網運行效率效益；創建西北調峰輔助服務市場，2019年累計增發新能源電量82.65億千瓦時，釋放深調能力704萬千瓦，各市場主體累計調峰收益21.24億元；建設一體化安全智能管控平臺，建立了電網風險辨識、分析和決策防御體系，提升電網安全運行水平。

未來，隨著新能源占比的進一步提高和市場化改革進程不斷加快，電網運行管控能力仍需不斷提升。調度系統將堅決落實公司決策部署，推進能源轉型發展，順應能源革命與數字革命融合發展大趨勢，充分發揮大電網平衡能力，真正實現“綠色發展領先”。

開展關鍵技術研究 建好高占比新能源電力系統

西北電力調控分中心主任、教授級高工 張振宇

隨著能源轉型發展，我國新能源裝機占比近10年來穩步提升，西北電網多項指標位居前列，新能源高占比電網特征明顯。

在能源互聯網認知方面，國網西北分部針對高占比新能源發展趨勢，結合西北電網新能源占比高、外送規模大等特性，在系統認知、安全和平衡等方面開展研究探索。國網西北分部通過建立能源互聯網能量平衡模型，以成本最小化為目標，證明電能是能源互聯網的中心、高占比新能源電力系統是未來能源互聯網骨干網絡，從而明確了未來能源互聯網構建模式及發展方向。

在高占比新能源電力系統安全方面，基于頻率穩定是電網安全穩定方面的主要矛盾，國網西北分部建設了轉動慣量監視與預警系統，結合系統保護和新能源快速頻率響應創新實踐，指導常規機組開機方式日前安排及日內調整，實現了高占比新能源送端電網頻率風險的安全防控。

在高占比新能源電力系統平衡方面，國網西北分部通過平衡方程推導分析得出，要實現未來新能源利用率和發電量占比雙重目標，必須引入負荷側響應。國網西北分部基于概率理論，得到了在滿足一定的新能源承載極限前提下，不同負荷響應水平與新能源利用率之間的量化關系，并積極開展負荷側響應探索實踐：通過輔助服務市場，調用負荷側調峰能力，通過虛擬儲能模式增加自備電廠下網功率，有效增加消納空間。截至5月，西北電網今年已累計增發新能源電量56.91億千瓦時。

實現西北新能源的開發利用和大規模外送，助推國家能源轉型發展，是西北電網當前面臨的重大課題和機遇。國網西北分部成立了大規模新能源智能管控與市場機制創新工作室，同時謀劃了10項具備沖擊國際領先水平的優勢項目，需要行業內專家學者共同努力，在能源生產、轉換、傳輸、消費和存儲等環節開展深入合作和研究探索。