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浅析高比例新能源电力系统主要特性及

关键技术

摘要:在全球碳排放形势日益严峻的背景下，构建以新能源为主体的新型电

力系统，是电力行业实现双碳目标的重要途径。随着新型电力系统建设的推进，

其趋于“三高双峰”的运行特征给电网调节调度、灵活运行带来前所未有的挑战。

高比例新能源电力系统需在智能电网框架思想的影响下向数字化、智能化发展，

打造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支撑，大力发展

集中式与分布式电力结构，最终实现电力系统“脱碳”。基于此，本文针对高比

例新能源电力系统主要特性及关键技术展开探索。

关键词:高比例可再生能源；新型电力系统；关键技术

风电、光伏等随机性、波动性电源大量替代火电等确定性可控电源，新能源

为主的电源结构、高比例电力电子设备的大面积应用将给电力系统的运行特性、

安全控制和生产模式带来根本性转变。在确保能源电力安全前提下，改善和优化

传统电力系统运营模式，通过绿色能源助推经济社会发展，成为可持续发展的必

经之路。

1高比例新能源电力系统的主要特性

1.1低碳清洁

在我国“3060双碳”政策背景下，电力系统将逐渐由可控连续出力的

煤电装机占主导转向强不确定性及弱可控出力的新能源发电装机为主导，最终实

现以风电、光伏等新能源发电为主，化石能源为辅的电源端结构。由于风光资源

与地区气候环境相关，新能源出力具有随机性、波动性、间歇性的特点，且具有

较为显著时空相关性，大规模分布式能源的接入也让电源趋于分散化，高比例新

能源电力系统通过构建新能源供给消纳体系、优化各类生产及传输技术，保障新

能源“发得出”、“送得走”，提高能源的利用率，助力能源绿色低碳转型。

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1.2安全坚韧

高比例新能源电力系统适应各类新技术、新设备以及多元负荷大规模接入，

改变了传统电力系统“电从远处来”的既有局面，逐步实现“电从身边来”的分

层分群体系结构，这种结构使得电网发生扰动时能做出自愈的响应，在紧急状态

下可以实现电网自动分区分片、孤岛运行，最终在调度员指挥下快速恢复全系统

的正常运行。这种韧性、弹性、防御性将成为高比例新能源电力系统的特征，能

将故障损失降至最低，确保电力系统安全稳定运行。

1.3灵活互动

传统电力系统是“源随荷动”的实时平衡模式，属于大电网一体化控制模式，

高比例新能源电力系统的形态和功能呈现多样化，是“源网荷储”协同互动的非

完全实时平衡模式，具备灵活互动的特性，系统负荷也由传统的刚性、纯消费性

向柔性、生产与消费兼具型改变。高比例新能源电力系统通过依托电力数字平台，

以电为中心，多种能源相互补充、灵活转化，与电力市场紧密融合，实现大电网

与微电网协同控制模式，使得各类市场主体广泛参与、充分竞争、主动响应、双

向互动。

1.4智能可视

高比例新能源电力系统通过先进数字技术与业务深度融合，引入“云大物移

智”等现代信息通信技术优势，以建立高度智能化和广泛分布的能量交换网络为

目标，覆盖电网全环节、贯穿业务全流程、辐射产业链上下游，实现电力和信息

的双向流动，发电端和用户端的信息共享。在高比例新能源电力系统中，电网形

态由单向逐级输电为主的传统电网，向包括交直流混联大电网、微电网、局部直

流电网和可调节负荷的能源互联网转变，呈现出数字与物理系统深度融合的特征，

在电力系统中以数据流引领和优化业务流、能量流。

2高比例新能源电力系统关键技术探索

2.1CCUS是实现净零碳排放的重