“在‘双碳’目标下，新能源替代常规机组发电，将给新型电力系统带来三大挑战。”中国电科院名誉院长、中国工程院院士郭剑波认为，新型电力系统必须加强科技创新和推广应用。

(相关资料图)

郭剑波是在首届“稷下电气论坛”上作了上述发言。8月5日，由中国电机工程学会电力系统专业委员会和山东大学联合主办的首届“稷下电气论坛”吸引了五位“两院”院士参与。在“电连万物，碳索未来”主题下，国内能源领域众多专家围绕我国能源发展与新型电力系统构建展开研讨。

新型电力系统面临“三角形”挑战

据了解，新型电力系统的构建是一个演化过程。从概念提出、开始构建到全面建成，实现碳达峰、碳中和目标，不同阶段有其不同的主要矛盾和关键要素。但长期存在的主要矛盾是如何破解经济—安全—环境这一“矛盾三角形”。

郭剑波认为，新型电力系统是以电力系统为枢纽平台的多行业和多能源耦合协同的信息物理社会复杂巨系统，也是在现有电力系统基础上新旧技术结合，用新政策法规、新体制机制、新标准规范、新产业基础构建的赋予新定义和新理念的系统。

在“双碳”目标下，我国风电、光伏发电等绿色电力高速发展。按照中国科学院院士周孝信的推算：在碳中和阶段，我国将实现高比例非化石能源对化石能源电力的“绿电替代”；其中，绿氢发电可能与风光绿色相配合，在提供长时储能和灵活调节方面替代化石能源发电；可以预期对传统化石能源的“绿电替代”和“绿氢替代”将作为实现新型能源系统碳中和目标的关键举措，将在未来新型能源电力系统建设中发挥决定性作用。

郭剑波认为，新能源替代常规机组发电，将给新型电力系统带来的三大挑战——新能源资源具有随机性、波动性、低密度、分散性，使其发电出力时空分布极度不均衡且“高装机、低电量”，带来充裕性挑战；新能源发电设备具有低抗扰、弱支撑性，输出快速可控与能力受限矛盾突出；新能源对能源转型和环境高贡献与对充裕安全低贡献的矛盾，需要协调多个利益主体（多行业、多系统、多能源、多电源）责权利平衡安全—经济—环境关系，带来体制机制挑战。他指出，安全、经济、环境都是政策和技术相关性指标，需要技术和政策双轮协同推进。

直面挑战，政产学研都有责任

8月的济南天气炎热，但院士们的发言却指向了若干关键词——直面挑战，冷静应对。正如中国工程院院士、山东大学校长李术才所言：首次举办“稷下电气论坛”，是对标时代要求，强化责任担当，以教育之力支撑中国式现代化的深入探索和生动实践。

随着我国电力系统迅速发展，装机容量不断增大，网架结构联系更加紧密，短路电流超标问题逐渐突出，对系统及设备的安全运行产生影响。中国科学院院士陈维江介绍了基于电网拓扑瞬态重构的短路电流柔性抑制方法的基本原理、关键技术及示范工程应用情况，为解决上述问题提供了新思路、新办法。

新形势下配电系统是可再生能源消纳的支撑平台、多元海量信息集成的数据平台、多利益主体参与的交易平台、电气化交通发展的支撑与服务平台，其发展面临灵活性、韧性、可靠性、可控性等时间维度和空间维度的多个技术挑战。

中国工程院院士王成山认为，应对上述挑战，新型配电系统将发展并呈现低碳化、分布化、去中心化和数字化等重要特征。

为此，开展百家争鸣、百花齐放的学术研讨是非常必要的。中国电机工程学会秘书长王刚认为，推进能源绿色低碳转型，是政府、企业、学协会、科研机构的共同责任，需要各方共同努力、深化合作，在加快科技和体制机制创新的同时，进行广泛的技术交流和经验共享。