新型电力系统数字支撑体系白皮书_20251125_161315.docx

研究报告

PAGE

1-

新型电力系统数字支撑体系白皮书

一、新型电力系统概述

1.新型电力系统的发展背景

(1)随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，传统电力系统面临着巨大的挑战。根据国际能源署（IEA）的报告，全球能源需求预计到2050年将增长超过50%，而可再生能源的份额将从目前的约25%增加到约60%。这种能源结构的转变要求电力系统更加高效、灵活和可持续。新型电力系统正是在这样的背景下应运而生，旨在通过技术创新和系统优化，满足未来能源需求的同时，减少对环境的影响。

(2)新型电力系统的发展受到了多种因素的推动。首先，可再生能源的快速发展是推动新型电力系统建设的关键因素。例如，中国近年来在太阳能和风能领域的投资大幅增加，截至2020年，中国光伏装机容量已超过100吉瓦，风力发电装机容量超过250吉瓦。其次，智能电网技术的进步为新型电力系统的构建提供了技术支撑。智能电网能够实时监测电力系统的运行状态，优化资源配置，提高能源利用效率。此外，随着电动汽车的普及，对电力系统的需求也在不断增长，这要求新型电力系统具备更高的稳定性和适应性。

(3)具体案例方面，德国在新型电力系统建设方面取得了显著进展。德国政府提出到2050年实现碳中和的目标，为此，德国大力推广可再生能源，并建立了世界首个全国性的智能电网。德国的智能电网不仅能够高效地整合可再生能源，还能够通过需求响应机制和市场化运作，优化电力系统的运行。例如，德国的“能源转型”（Energiewende）计划通过智能电网和储能技术的应用，实现了可再生能源的高比例接入，并在一定程度上解决了电力供需的不平衡问题。这些案例表明，新型电力系统的发展不仅具有技术上的可行性，而且在实际应用中也展现出巨大的潜力。

2.新型电力系统的定义与特点

(1)新型电力系统是指在数字化、智能化和绿色化背景下，以可再生能源为基础，融合了先进的电力技术、信息通信技术和自动化技术，实现对电力系统运行的全过程监控、控制和优化管理的现代化电力系统。它不同于传统的电力系统，强调能源的清洁、高效和可持续利用，旨在满足未来社会对能源的需求。

(2)新型电力系统的特点主要体现在以下几个方面：首先，它具有高度的可再生能源集成能力，能够有效地接纳和利用风能、太阳能等可再生能源，降低对化石能源的依赖。其次，新型电力系统通过智能化技术，实现了对电力系统运行状态的实时监测和远程控制，提高了电力系统的灵活性和可靠性。再者，新型电力系统注重能源的梯级利用和高效转化，通过储能技术、需求响应机制等手段，实现了能源的高效利用和供需平衡。

(3)此外，新型电力系统还强调系统的开放性和互联互通。它通过构建统一的能源互联网，实现不同区域、不同能源类型之间的资源共享和优化配置。同时，新型电力系统鼓励市场机制的引入，通过市场化运作，激发各方参与能源转型的积极性。这些特点使得新型电力系统在能源转型、环境保护和经济发展等方面具有广泛的应用前景。

3.新型电力系统的发展目标

(1)新型电力系统的发展目标旨在构建一个高效、清洁、安全和可持续的能源体系。根据国际可再生能源署（IRENA）的报告，到2050年，全球可再生能源装机容量预计将超过4500吉瓦，其中光伏和风电装机容量将分别达到约3000吉瓦和2200吉瓦。在中国，国家能源局设定的目标是，到2030年，非化石能源在一次能源消费中的占比将达到25%以上。这一目标将推动新型电力系统在电力生产、传输、分配和消费各环节的全面升级。

(2)在电力生产方面，新型电力系统的发展目标之一是实现能源结构的清洁化。例如，欧洲各国正积极推动风电和太阳能的装机容量增长，德国和西班牙的风光发电装机容量分别超过了国家电网的50%和30%。在中国，太阳能装机容量从2015年的约30吉瓦增长到2020年的约250吉瓦，风力发电装机容量从约100吉瓦增长到约250吉瓦，展现了新型电力系统在能源生产方面的显著进展。

(3)在电力传输和分配方面，新型电力系统的发展目标包括提高输电效率和电网的稳定性。例如，美国的“智能电网2020”计划旨在通过升级电网技术，减少电网拥堵，提高能源效率。在中国，国家电网公司正在实施大规模的智能电网项目，通过部署先进的通信技术、自动化设备和新能源发电设施，提高电网的智能化水平和抗风险能力。这些项目预计将使电网的输电效率提高5%以上，减少能源损耗。

二、数字支撑体系架构

1.数字支撑体系的概念

(1)数字支撑体系是指利用数字化技术，对新型电力系统进行全方位的监测、控制和优化管理的综合系统。它通过收集、处理和分析大量的电力系统运行数据，为电力系统的决策提供科学依据。数字支撑体系的核心是信息技术与能源技术的深度融合，它涵盖了从数据采集、传输、存储到处理、分析和应用的