新型电力系统数字技术支撑体系框架设计(2022 年版)》20 世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一,让人类生产和生活方式产生了颠覆性的改变
进入 21 世纪以来,化石能源逐渐面临枯竭,全球气候变化与环境污染问题愈发严峻,已成为未来人类面临的最严峻挑战之一
世界主要国家也纷纷将能源安全纳入国家战略,加快推动能源转型
能源清洁低碳转型将带来能源生产和能源利用的再一次变革,对人类生产和生活产生深远的影响
20 世纪的全球能源安全框架是以石油为基础的,而 21 世纪的能源安全则将是以电力为主的全面能源安全,电力系统将是这一变革的中心环节
能源安全关系国家安全
我国能源供给和消费的结构性矛盾突出,必须加快推进能源生产和消费革命,增强我国能源自主保障能力
在生产侧,降低煤炭和石油占比,提高可再生能源比例(主要转化为电能利用);在消费侧,提高电能在终端能源中的比重,在交通、建筑、工业等领域加快电能替代
据预测,我国电力占终端能源消费比重将从目前的 26%提高至 2050 年的 45%~50%
要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统
认识新型电力系统革命性变化由于新能源利用小时数低,高比例新能源电量场景需要数倍于负荷的新能源装机容量
丰饶的市场形态也必将催生新的交易机制、商业模式,带来物质链、信息链和价值链重塑
这将对电力系统的规划设计、生产管理、运行控制带来系列革命性变化,需要从多方面开展探索和研究
由于新能源的强不确定性和低保障性,要重新审视系统安全的定义和理论,保障电力系统供给安全(总量、结构、分区)、运行安全、生命线安全(极端条件下的安全)
高比例新能源电力系统中多状态变量耦合、多时间尺度交织、非线性特征明显、动态特性复杂多变,需要加大对稳定基础