國家能源局最新統計數據顯示，2022年，全國可再生能源新增裝機占比超70%。在“雙碳”目標驅動下，未來我國電力系統大規模、高比例可再生能源特征將愈發明顯。同時，由于可再生能源電力具有隨機性、波動性和間歇性，使得電網安全穩定運行面臨新挑戰。

如果將電力系統看作是一個精密的物理器械，其工作、運行不僅要靠大齒輪，更需要小齒輪連接才能保持穩定。因此，基于數字化等技術開發的智能配電用設備、調頻調壓儲能裝置等正是一個個“小齒輪”，將改善電網特性，滿足高比例可再生能源電力運行所需要的條件，護航新型電力系統安全運行。那么，新型電力系統建設目標給“小齒輪”發展提出了哪些新要求？相關企業將如何參與電力系統轉型升級？帶著這些問題，本報記者近日采訪了深圳市科陸科陸電子科技股份公司技術專家郭鴻。

柔性輸電、虛擬電廠等

新技術需求飆升

中國能源報：未來我國電力系統將發生哪些變化？需要哪些新技術支撐？

郭鴻：新型電力系統是以新能源為主導的數字化電力系統，要達成這一建設目標，就要在不斷擴大新能源消納規模的同時，保障電網安全穩定運行，這需要大力發展數字化能源、數字化電網、交直流柔性輸電、能量路由、新型儲能、虛擬電廠等新技術。

具體而言，未來電力系統將在發電側、電網側、用電側發生深刻變化。其中，在發電側，具有主動支撐功能的新能源將逐漸替代傳統化石能源，化石能源將通過碳捕獲、利用與封存技術和靈活性改造重新煥發生命力，最終靠第四代清潔核電技術或受控核聚變滿足能源供給。

在電網側，現有輸電變網絡將向交直流柔性輸電和UPFC（統一潮流控制器）方向衍化，新一代柔性交流輸電裝置功能更強大，性能更優越，同時現有的數字化智能電網將通過數字化孿生進化出更高級的人工智能。

在用電側，各種形式的虛擬電廠、綜合能源服務將通過統一電力市場實現電網與用戶負荷雙向互動。新型電力系統穩定運行有賴于靈活調節容量建設，新能源占比必須與靈活調節容量增長規模相匹配。靈活調節容量包括可調節電源（水電機組、火電機組與核電機組靈活性改造、抽水蓄能電站）、可調節負荷（虛擬電廠、電制燃料）和新型儲能電站，同時各種類型的新型儲能以共享儲能、獨立儲能電站、工商儲能、戶用儲能和移動儲能的方式，通過現貨交易與輔助服務共同為電力系統提供創新型服務。

新能源發展要兼顧

可靠和電網穩定

中國能源報：與傳統電力系統相比，新型電力系統將有哪些電力電子裝置接入？

郭鴻：與傳統電力系統明顯不同的是，新型電力系統中的火電機組單機規模大，光伏、風電單體規模較小，一個可再生能源電站要達到一般火電廠的規模，需要大量土地安裝大量光伏、風電設備。在這種情況下，海量電力電子裝置將接入電力系統，包括大量IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、SiC（碳化硅器件）等寬禁帶電力電子器件等，應用于光伏逆變器、風電變流器、PCS（儲能變流器）、能量路由器、UPFC、可控串補、STATCOM（靜態同步補償器）、交直流柔性輸電設備、固態變壓器、智能開關、儲能級聯設備、V2G（車網互動）充電站等。

值得注意的是，海量電力電子裝置使用將改變以往電力系統暫態穩定和靜態穩定的理論基礎和物質基礎，電網可靠性將面臨巨大挑戰。隨著可再生能源接入電力系統的比例越來越高，光伏發電和風電要依靠技術創新保證自身的安全性與可靠性，同時要依靠主動支撐技術保障電網穩定運行，如可通過虛擬轉動慣量、一次調頻、雙向友好互動、電壓源技術、弱網支撐等方式實現。

需匹配相應的

電力靈活調節容量

中國能源報：可通過哪些措施提高可再生能源電力的安全性、可靠性和利用率？

郭鴻：系統地看，新能源的安全性和可靠性與電力系統靈活調節電源密切相關，靈活調節電源必然快速增長。儲能包括抽水蓄能和新型儲能，是電力系統靈活調節電源的骨干力量，是實現電力系統穩定運行的剛性需求。其中，新型儲能將成為剛需，在電力系統的占比越來越大，成為抽水蓄能的重要補充。

目前鋰電池儲能特性優良，具有短平快建設周期等優勢，發展前景良好。新型儲能產業鏈必須直面現實、實事求是，通過艱苦卓絕的技術創新和商業協作，解決系統安全、產能規劃和度電成本等問題，避免無序發展。同時，通過技術創新使得儲能電池產品具備高安全、大容量、低成本、長壽命特征，解決電池熱失控的安全問題。此外，還要通過電力輔助服務創新解決盈利模式不清晰的問題，繼續完善綠電交易，健全統一電力市場交易規則。

需要明確的是，新型儲能只是電力系統眾多容量調節手段之一。隨著新能源占比逐漸增加，電力系統靈活調節容量必須與之相適應。其中，在發電側和電網側增加可調節電源，可通過火電機組和核電機組靈活性改造、抽水蓄能、共享儲能或獨立儲能電站、儲熱電站等方式實現；在用電側增加可調節負荷，可通過虛擬電廠、聚合儲能、V2G充電站、可調節負載（電制燃料）等方式實現。

中國能源報：貴公司將重點布局哪些領域和技術？

郭鴻：在智能電表領域，我們參與了國家電網和南方電網新一代智能電表、智能融合終端和能源控制器的研發，在數字化、模塊化、APP化、直流計量、無線脈沖檢測、拓撲識別等方向取得了一些成績，為新型電力系統多場景電能計量提供了技術手段和產品裝置。在鋰電池儲能領域，我們致力于百兆瓦和吉瓦級大型儲能電站系統集成與關鍵技術研究與開發，建立了儲能云平臺，通過對電池數據和儲能系統運行數據建模與分析，解決儲能系統全壽命周期運行的棘手問題。

當然，要實現對新型電力系統的數字賦能，還有很多工作要做，主要包括：實現儲能全產業鏈數字化轉型；實現智能電表從設計到制造全過程數字化轉型，面向服務或業務建模，通過數字化孿生、大數據分析和人工智能技術助力企業提質增效。

新型電力系統技術創新聯盟成立后，基于公司在大型儲能電站系統集成、儲能輔助火電機組AGC（自動發電控制）調頻、儲能BMS（電池管理系統）技術等方面的實踐經驗，我們將積極參與新型電力系統關鍵技術攻關，研究吉瓦級儲能電站系統集成核心技術，在新型電力系統市場化機制探索和虛擬電廠示范方面貢獻力量。