新型电力系统是以承载实现碳达峰碳中和目标、贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高水平发展的内在要求为重要目的，以实现能源电力安全保供为基本前提，以满足经济社会发展电力需求为首要目标，以最大化消纳新能源为主要任务，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为关键支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等鲜明特征的电力系统。由此可见，相较于传统电力系统，新型电力系统不仅在电源结构、电网形态、负荷特征等方面存在明显不同，而且在运行模式、消纳保障、调度管理等方面具有新的要求，需要加大探索全新的管理体制与运行机制，以保障新型电力系统蹄疾步稳加快推进。
（来源：中国能源观察 作者：中国能源建设集团投资有限公司总经济师 徐进）
电源与电网的有机协同是电力系统的本质要求。众所周知，电力作为一种即时产生的能量形式，难以像煤油气等化石能源那样实现长时间、大规模地存储以备后用，保持电源与电网相互之间的有效衔接与相对平衡至关重要。而且从整个电力系统来讲，源网协同既包括发电、输电、变电、配电和用电环节的相互协同，也包括源网荷储之间的互动协调。在传统电力系统中，由于电源侧供电和负荷侧用电总体相对来说比较稳定，发电和输电系统可视为相对独立运作的部分，彼此之间分工较为明确，因而对整个电力系统协调性、灵活性的要求并不是很高。
但在新型电力系统中，随着大规模新能源电力接入，以及智能微电网、虚拟电厂、绿电直连等新电力业态大量出现，形成了以新能源电力生产、传输、消费为主体的新一代电力系统，电源与电网之间的互动更加错综复杂，加上新能源间歇性、随机性和波动性的特点，以及极端天气事件频发等新型挑战的涌现，源荷之间不确定性明显地增强，对电力供需平衡提出了更大的挑战，导致电力系统要在不确定性的负荷需求与随机波动的电力供给之间尽可能维持电能量相对平衡，否则将会带来难以料想的灾难性后果。因而，新型电力系统对源和网之间相互配合与协同提出更高的标准与要求，唯有通过有效实现发电侧和电网侧的深度协调与优化调度，才能明显地增强电网的适应力与响应速度，从而更好支撑高比例新能源的接入和高比例电力电子设备的使用，更快适应我国“双高”“双随机”“双峰”的电力运行特点。
供需耦合是实现新型电力系统高效运行的基本前提。电能生产的首要责任是确保电力供应与客户的真实需求之间处于相对实时平衡状况，尽可能的避免供电时紧时松的情况出现，这是确保电力系统正常运行的基础和前提。在传统电力系统中，电源往往应该要依据用电负荷的变化和各类用户不同的用电规律，合理调整和安排用电时段、用电规模，以降低负荷高峰、填补负荷低谷，也就是人们常说的“源随荷动”。由此可见，负荷需求成为电力系统运行的主导因素，电力的生产和供应主要是依靠负荷的实时变动情况进行相应动态调整，以保障电力的供需之间处于总体平稳状态，呈现出相对来说比较稳定的发电和用电平衡特征。
而在新型电力系统中，伴随着新能源渗透率逐步的提升，导致电力系统供需间维持相对平衡的困难度和复杂性慢慢的升高，为确保电力供需响应灵活性更好精准，需要把不一样的能源转换系统有机结合起来，以实现更高效、更稳定的电力产出；需要配置相应储能系统和灵活性电源进行功率补偿，以备不时之需；一定要通过大量分布式智能电网和需求侧管理技术大范围的应用，以及虚拟电厂技术通过聚合分布式电源，逐步提升电网对波动性电源的消纳能力，从而建立起“源网荷储”一体化协调互动机制，并借助多种能源形式的协同耦合作用，优化不同能源相互组合，提高系统效率和可靠性，以达到释放电网调节潜力、提高供需之间匹配效率、实现电力供需间有效平衡、确保电力系统稳定高效运行的目的。
电价形成机制是电力市场建设的关键，是指决定电力价格的规则和制度体系。在电力市场中，电价是核心要素之一，电力市场的全过程都是围绕电价展开的，它不仅关乎发电企业的收益，还直接影响到电力用户的承担成本。电价作为国民经济的基础价格，牵涉到发、输、配、供、用电等所有的环节，其细小变化往往会引发一系列的连锁反应，因而电价形成机制及其计算方式一直备受瞩目。传统电力系统中，电价的调整和改变主要由政府主导，电价形成往往就是政府“一张纸”，透明度不高，被人诟病。我国电力体制改革的核心就是市场化，通过引入竞争来破除垄断，并遵循电力供求与电价之间的互动规律。
随着新型电力系统的建立，传统电力市场的电价形成机制受到严重挑战，新一轮电改趋势是还原电力商品属性，电价形成机制将转变为通过市场交易形成，涵盖容量价格、电量价格、输配电价、辅助服务费用、政府基金及附加等，建立起“能涨能跌”市场化价格体系。目前电源侧的抽水蓄能、煤电、新能源等已基本迈向市场化，下一步改革重点领域在水电、气电和核电等；电网侧输配电网因经营具有自然垄断特性，其价格需结合补偿成本、合理收益等要求由政府提出指导价；用户侧的电价形成机制将在政府监管下逐步转向市场定价，未来电力市场将更看重价格信号对资源配置的引导作用。概言之，新型电力系统电价体系要充足表现电力多元价值，发挥电价机制的关键引导作用，实现更经济、更可持续的电力转型。
电碳联动机制是新型电力系统的显著特征。随着我们国家由“能耗双控”逐步转向“碳排放双控”，减少人类活动造成的温室气体排放成为气候治理最核心的问题。电力作为我国最大的碳排放大户，大力推动电碳联动是推动绿色低碳发展的重要载体，也是实现“双碳”目标的根本保障。目前，全国碳市场已上线交易，全国电力市场正加速推进，但这两个市场运作相对独立，面临的信息壁垒和重复补贴问题比较突出，绿色消费理念尚未真正形成，绿电、绿证、CCER（国家核证自愿减排量）之间缺乏有效衔接，不可避免会导致电碳价格传导存在不畅等问题。与此同时，我国煤电仍在电力供应中占据主导地位，碳成本向电价传导难度较大，也在某些特定的程度上加大了电碳联动的难度。
简言之，电碳联动机制是指“电—证—碳”三者的衔接联动，就是要从顶层设计入手，做好两大市场的整体规划，在政策体系、市场空间、价格机制、碳排放核算体系、绿色认证等方面加大协同，借助市场机制并运用现代信息技术方法优化配置碳排放空间资源，构建促进电力结构转型和降碳减排的创新机制，建立健全碳足迹管理体系与抵扣机制，持续加强与国际碳市场的合作和互认，以确保电碳联动策略的有效实施，不断的提高可再次生产的能源的环境价值属性，更好推动清洁能源的消纳和碳减排目标的实现，真正筑牢绿色低碳的发展合力，激发全社会节能减碳的内生动力，为“双碳”目标顺利实现提供全方位的保证。
容量保障机制是保障新型电力系统高效运行的重要基础，指通过一系列手段和措施保障电力系统能够在各种复杂场景下，维持足够的容量冗余，以有效应对不同程度的负载需求，确保系统在用电需求急剧变化时不至于崩溃，以及避免系统长时间超负荷运行致使硬件老化、效率下降。传统电力系统由于主要是依靠燃煤燃气和水力发电，自身“转动惯量”大，且发电和用电相对来说比较稳定，用电量飙升或暴跌的震荡幅度比较小，电网频率不会瞬间崩溃，因而对容量保障的要求不是很高。
新型电力系统因以风光等新能源为主体电源，存在间歇性、随机性、波动性的特征，天生就缺乏“转动惯量”，如果出现用电负荷剧烈波动，电网就可能会瞬间崩溃或脱网，造成重大停电事故，带来难以估量损失。前不久西班牙大停电事件将欧洲能源转型过程中容量保障不足的深层矛盾暴露无遗。因此，建立充裕容量保障机制势在必行，需要多方共同发力，不可顾此失彼、左支右绌：既要充分的发挥传统电力“稳定器”作用，构建“煤电基础+水电补充+核电支撑”的容量保障体系，又要加快抽水蓄能与新型储能建设，持续扩充能量“蓄水池”，还要做好电力数字化嫁接，打造柔性坚强电网，提高电力系统调节灵活性，更重要的要按照市场化的要求搭建容量市场，在容量资源配置中引入市场之间的竞争机制。只有留足充裕的容量调节空间，持续增强电力系统气候韧性，才能有效防范“黑天鹅”“灰犀牛”事件发生。
电算协同机制是新型电力系统不可分割的有机组成。随着能源革命与数字革命的协同推进，电力与算力正形成相互支撑、协同发展的新态势。不同于传统电力系统相对单向、封闭的系统结构和运行调控方法，难以实现海量用户侧资源的高效协同，新型电力系统本身就是一个信息开放的“AI智慧体”，也是一个巨大的能量“吞电兽”，借助多能协同互补、源网荷储互动、多网融合互联等方式，加上海量分布式电源、充电桩等用户侧设备接入电网的数据共享与安全交互，满足电网对海量用户侧设备接入数据共享与灵活管控需求，实现供电、用能的资源高效协同与灵活互动，同时还有利于各方及时掌握电力体系安全状况，提高应急响应速度，降低或避免事故损失。
总体来说，新型电力系统的能源电力信息物理融合特征更为鲜明，对信息共享和电算协同提出了更高标准和要求，信息的共采、共用、共建在支撑能源电力系统安全高效运行中的作用更加凸显，以达到电力与算力信息贯通、数据价值增值：通过信息共采，构建统一的数据共享平台和智能调度系统，实现电力系统各环节之间信息的互联互通和资源的共享，提升总系统协同运行能力；通过信息共用，借助先进算法对主电网、配电网、微电网的运作时的状态做全面优化和智能调度，实现电力资源的最优配置和高效利用；通过信息共建，推动智能电网与储能、电动汽车、虚拟电厂、零碳园区与工厂等新业态深层次地融合，形成多领域联动的产业生态，一同推动新型电力系统的建设与发展。
仿真决策机制是新型电力系统有别于传统电力系统的显著特征。由于传统电力系统主要是依靠人工收集信息、监测和控制，存在效率低下、缺乏量化评估、反应迟缓、资源利用不充分等诸多问题。而新型电力系统在推动能源转型发展的同时也给电力系统的仿真决策带来许多新方法新思路：一方面，随着云大物移智数等新一代信息技术在电力领域普遍的使用，借助数字孪生和区块链等技术扑拓电力运行场景，开展电厂运行监测、故障诊断、负荷预测，实现物理现实世界与数字虚拟世界精准映射，达到时间—空间—参量的电力系统全息数据感知，支持从多尺度、多场景、多任务对电力系统来进行认知决策。
另一方面，数字孪生搭建新型电力系统认知决策关键技术体系，赋予电力系统自我演进、自我学习的新能力，实现稳定快速判断出、量化评估和辅助决策。对政府部门和电网企业来说，借助电力一张“网”、一面“屏”、一朵“云”，能及时获取大用户、海量居民、分布式电源、电动汽车、储能单元等负荷资源信息，实时分析全网用户侧负荷资源情况，构建用户负荷分类管理模型和基于大数据技术的电力系统数字孪生平台，破除数据和信息孤岛，帮助收集更为精确和全面的人类用电行为样本，并将各环节的能量流、信息流、价值流统一起来，通过虚拟环境降低真实市场试错成本，精准实施负荷的集中快速、统一调度管理，制定更科学的市场规则与关键参数，让电力决策变得更快速、更聪明。
由于新型电力系统比传统电力系统更复杂、更多元，不可避免地带来整个产业链成本上升，其成本疏导链条更长、分摊更复杂。据权威机构测算，当新能源渗透率超15%后，系统成本进入迅速增加临界点，预计2030年供电成本较2020年提高18%—20%；远期的低碳转型成本与电力系统脱碳程度正相关，预计2060年电力系统实现负排放的情景比零碳排放情景成本提高17%左右。由此可见，科学测算电力低碳转型成本、构建合理成本疏导机制既是推进新型电力系统构建必不可少的重要内容，也是保障电力系统稳定运行和安全供电不可忽视的必要环节。
随着电力新业态、新模式不断涌现，为电力系统提供电能量服务、辅助服务、容量保障服务等多重服务越来越普遍，搭建科学合理的成本疏导机制显得更为迫切，以确保常规电源、新能源发电、储能企业、电力用户等各方市场主体科学公平地承担、分摊相关成本费用，大致涵盖成本分摊原则、成本调控机制、成本核算和透明度、成本管理与效益评估等内容，是确保电力市场化改革成功的关键一环。因此，在具体实施过程中要充分恪守市场化的要求，在算好经济账的同时，尽可能还原电力商品属性，通过发挥价格信号灯的作用，促进有效市场和有为政府有效结合，统筹考虑电力转型过程中涉及的电力平衡、容量保障、应急备用等服务成本，精准核算、确立和调节不一样电力上网成本，形成有利于成本疏导的价格传导机制，切实打破现有利益分割和条块壁垒，在更大范围内实现电力资源的共享互济和优化配置。
新型电力系统的核心目的是促进和提升风光为主的绿电消纳。随着“双碳”目标全方面推进，国家持续强化绿电消纳责任，在不断的提高各省份非水可再次生产的能源电力消纳责任权重的基础上，对冶金、大数据等特定行业下发绿电消费比例要求，将绿色电力消费信息纳入上市企业环境、社会和公司治理（ESG）报告体系，促进绿电消纳的情况有了明显好转。但风光等绿电消纳仍存在不少障碍，“发出来、送不到、用不掉”的问题并没有从根本上解决。为此，前不久国家出台了关于有序推动绿电直连发展的有关政策，推进新能源就近就地消纳，更可满足企业绿色用能需求，这并非简单的技术方案，而是构建绿电消纳机制一种有益尝试。
实际上，建立绿电消纳机制对于实现能源绿色低碳转型和经济高水平质量的发展目标至关重要，也是应对国际碳壁垒的一剂“良方”，需要采取多管齐下的策略，从制度与机制建设上入手，以发现绿电的环境价值为导向，建立更科学更高效的绿电市场交易机制，不断丰富绿电交易品种、类型与模式，完善相应的配套机制与标准，高效匹配绿电供需，形成合理价格曲线；需要搭建绿电的“生产—交易—消费—认证”全链条、全方位管理体系，完善“电—碳”市场行情报价联动机制，加大绿电与配额制、碳交易、绿证交易等有关政策对接；需要健全绿电的监测、计量和考核体系，制定科学合理的考核指标和奖罚措施，从根本上消除绿电消纳的“肠梗阻”，打造绿电自愿消费价值链体系，形成全社会主动消费绿电的良好氛围与风气。
风险防范机制是新型电力系统的刚性要求。电力系统作为世界上最复杂、最庞大的人造系统，也是最容易被自然灾害、偶发事故破坏的系统。如何有效应对负荷激增和极端天气频发等带来的多重挑战，成为构建新型电力系统应当第一先考虑的课题，尤其是对我国这样一个“双高”“双峰”“双随机”特征尤为明显的全国性“一张网”的电网架构，如果出现电力故障、电力过载等重大事故，带来的损失将难以估量。西班牙大停电再一次告诫世人：供电安全要警钟长鸣，始终要放在第一位。
风险防范是电力系统永恒的主题，电力安全是须臾不可忽视的“国之大者”。这是一项基础性、长期性、系统性工作，需要遵循源头治理、综合治理的原则，坚持“预防为主、管理为本、应急为要、技术为先”的思路，从“硬软”两方面构筑全面高效防范体系：一方面要加大“硬”的投入，紧扣新型电力系统源网荷储深刻变化，不断强化大电性认知、运行控制和故障防御，持续提升电力硬件与软件设施、强化风险监控与预警、优化网络运行方式，全力打造气候弹性强、安全韧性强、调节柔性强、保障能力强的数智化坚强电网，全方面提升电力系统安全裕度；另一方面要强化“软”的建设，建立健全电力本质安全管理体系，积谷防饥、曲突徙薪，超前做好各种风险预案，切实筑牢风险防范的“三道防线”，完善多层次风险预警和处置机制，将风险防控嵌入电力运行各环节，尽可能将风险遏制于萌芽状态，确保电力系统时刻处于安全、稳健、高效的运行状态。
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