解读：新型电力系统的“南网模式”是如何构建的？

本文转自：人民日报客户端

彭文蕊 杨雄平 王科 申展 程远州

10月9日，《南方电网新型电力系统发展报告（2021—2023）》（以下简称《报告》）正式发布。《报告》中称，截至9月底，广东、广西、云南、贵州、海南等南方五省区新能源装机已突破1亿千瓦，非化石能源装机占电源总装机比重达59%，年底将突破60%。其中，今年前三季度新增非化石能源装机2394万千瓦，占新增总装机的81.5%。南方五省区清洁电源供给格局基本形成。

图为粤港澳大湾区直流背靠背电网工程。

打造数字电网关键载体，支撑破解能源电力安全、绿色、经济“不可能三角”问题；充电桩实现乡镇全覆盖，电能占终端能源消费比重达33%，能源绿色消费生态成效显著；搭建区域级虚拟电厂，整合散落的电力负荷进行灵活的削峰填谷；积极推进南方区域电力市场建设，利用市场机制引导源网荷储协同发展、挖掘灵活资源调节潜力；因地制宜布局35项新型电力系统示范区，打造先行先试标杆典范…… 近年来，南方电网公司积极探索以数字化绿色化协同促进新型电力系统和新型能源体系建设，将数字电网打造成以“两化协同”促“两型建设”的关键载体，推动构建以清洁能源为主体的能源供给格局,稳步推进、加快构建新型电力系统。

新技术，数字电网支撑破解能源“不可能三角”

构建新型电力系统，清洁低碳是目标，安全充裕是前提，经济高效是关键。

风、光虽好，却要“看天吃饭”。新能源随机性、间歇性、波动性显著，难以稳定可靠供电，极端天气可能停摆。新能源大规模接入电网后，给电网安全运行带来巨大挑战。此外，新能源能量密度小、发电年利用小时数低，倘若为新能源配置大规模储能、灵活调节和支撑保障电源，又会导致系统整体冗余、成本上升、效率下降。

图为数字化输变电运维作业。

“南方电网公司率先提出建设数字电网，就是想用新一代数字技术畅通连接、全面感知、精准分析、智能调控传统电网，贯通源网荷储全环节。”南方电网公司总经理助理、总信息师、数字化部总经理吴小辰介绍说，数字电网可通过强大的人工智能和大数据分析技术，对包括新能源在内的各类能源发电和用电负荷精准预测，配合对海量调节资源精准调度，实现多时空的实时供需平衡。数字电网还可通过超大规模信息连接和数据处理能力，实现大规模电力电子设备与传统电气设备联合控制，确保系统安全稳定运行；通过数字化技术实现对海量设备运行的协同优化、多方主体自动联合调节，提升电力系统整体效能，降低系统运行成本和管理成本。

“3月13日凌晨，广西风电最大出力超过700万千瓦。白天风电出力下降至27万千瓦，风电波动幅度接近日用电负荷的三分之一。但是得益于强大的算法，当天我们对风电的预测准确率达到98%。”南方电网广西电网公司电力调度控制中心水电及新能源科经理卓毅鑫说，在提前预判后，广西电网公司通过优化区内水电、火电出力曲线，有力保障了电力供应平稳有序。

这是南方电网公司着力以数字化手段破解新能源功率预测难题的一个典型场景。为确保新能源应发尽发，南方电网公司把海量的智能传感器部署到电网设备上，实时采集设备运行数据，并依托“数据+算力+算法”形成的“数字孪生电网”和“算力大脑”，高效统筹电源、电网、负荷、储能，有效破解新能源随机性、波动性、间歇性和功率预测难题。

建成新能源调度运行管理平台，让新能源更“可观”。南方电网新能源调度运行管理平台覆盖了集中式和分布式等各类新能源，汇集发电、预测、气象等多维度数据。只需打开该平台，就能了解全网995家新能源场站、超2万个发电单元的信息，提前预判来风、日照形势。

图为贵州毕节象鼻岭多能互补项目。

搭建新能源多时空尺度精确预测平台，让新能源更“可测”。南方电网公司自主研发的“夸父”新能源高精度功率预测系统，可为风电场、光伏电站、分布式光伏和调度机构等客户提供高精度的预测服务，预测准确率可在国家标准要求基础上提升3%—7%。更高的预测精度意味着电网常规电源备用容量的降低，按照平均功率预测精度提升5%测算，1亿千瓦的风电可减少500万千瓦的备用，相当于节约了一个大型核电站。

新供给：新增电源超八成为非化石能源

“清洁低碳是构建新型电力系统的核心目标，加快能源结构转型、促进能源低碳发展是新型电力系统建设的重要任务。”南方电网公司战略总监、战略规划部总经理郑外生表示，南方电网公司积极发挥电网资源优化配置平台作用，推动能源供给侧结构优化调整，全力做好新能源并网服务，推动新型储能规模化应用，促进清洁能源科学消纳。

能源结构更绿色。南方电网公司坚持集中式和分布式、陆上与海上并举，推动风电、光伏规模大幅提升，西南水电基地加快开发和沿海核电安全稳妥发展。截至2023年9月，南方五省区非化石能源装机达2.7亿千瓦，占电源总装机比重59%；新能源装机突破1亿千瓦，占电源总装机比重24%，新能源装机较2020年实现翻番。

新能源并网更高效。新能源发得出，还要供得上、用得好。南方电网公司积极服务新能源并网，大力简化并网手续，优化服务流程，大幅缩短办理时限，建成新能源管理信息系统，实现新能源并网服务“一网通办、一网通查、一网通答”。35千伏及以上、10千伏、380伏电压等级接入的新能源项目并网服务全环节办理时间分别压减至34个、24个、15个工作日，服务新能源“应开尽开、应并尽并、能并快并”。

抽蓄电站规模更大。抽水蓄能电站是电力系统目前技术最成熟、经济性最优的绿色低碳清洁灵活调节电源。目前，南方电网公司累计在运抽水蓄能电站7座，总装机容量1028万千瓦，今年迎峰度夏期间日发电量首次突破5000万千瓦时，有效保障了能源电力供应。今年，南方电网公司新开工建设广东肇庆浪江、惠州中洞、梅州二期和广西南宁4座抽水蓄能电站，总装机容量480万千瓦，开工数量和规模创历史新高。

新型储能发展更快。新型储能是支撑新型电力系统建设的关键技术和重要装备。南方电网公司积极推动新型储能多场景应用，推动新型储能规模化发展布局，申报建设新型储能领域国家制造业创新中心。截至2023年6月，南方区域新型储能装机达到128万千瓦，并建成投产梅州宝湖储能电站等一批标志性项目。

海南博鳌东屿岛零碳示范区建成国内直流元素最丰富的“光储直柔”系统。图为示范区展示系统界面。

新消费：负荷侧既消费电能又生产电能

能源消费绿色化、低碳化是新型电力系统实现经济高效、供需协同的重要举措。

因地制宜推广电锅炉、电气厨房、电酿酒，大力推进“新电气化”；加速充电基础设施建设，充电桩实现“乡乡通”；加快虚拟电厂建设，整合散落的电力负荷进行灵活的削峰填谷……南方电网公司积极推动构建节约高效的能源消费体系，目前已基本建成现代供电服务体系，打造国际一流用电营商环境，推动终端能源清洁低碳高效利用，南方五省区电能占终端能源消费比重达33%，比全国高出约5个百分点。

在新型电力系统背景下，电力系统调控运行模式正由传统的“源随荷动”向源网荷储多元智能互动转变。工业可调控负荷、电动汽车、储能等负荷侧资源不再是单纯消耗电能的“消费者”，而是既消耗电能又可生产电能的“产消者”。比如，电动汽车可以在用电低谷时充电，在用电高峰时向电网放电。

今年7月，深圳最高用电负荷提前突破2100万千瓦。为保障电力稳定供应，当地多个电动汽车充电站通过南方电网公司分布式源荷聚合服务平台进行调控，仅耗时25秒便实现车网互动的精准调节。

南方电网公司分布式源荷聚合服务平台是我国首个区域级虚拟电厂。在这个平台上，广东、广西、海南等省区的新型储能、电动汽车充换电设施、分布式光伏、工商业可调节负荷、楼宇空调等各类分布式电力资源聚合在一起，聚合的电力规模超过了1万兆瓦，其中可调节能力2312兆瓦，相当于投产7座220千伏变电站。

图为群众在广西柳州新能源充电站充电。

“在调度中心发出指令后，这个平台的各种资源可在30秒内完成调度，响应能力已基本接近实体电厂。”南方电网公司新兴业务部副总经理郑意说，作为电网调节的智能管家，虚拟电厂能够整合电网中散落的电力负荷，进行灵活的削峰填谷，是新型电力系统建设中不可或缺的一环。

此外，南方电网公司建成电力需求响应平台，不断丰富完善日前、日内小时级、分钟级等削峰、填谷交易品种，以市场化机制引导用户主动参与削峰填谷。截至2023年6月，南方电网需求响应能力突破1100万千瓦，各省区需求响应能力均超最大负荷的5%。

新机制：市场机制引导源网荷储协同发展

市场体制机制是构建新型电力系统的重要支撑。南方电网公司积极推进南方区域电力市场建设，推动多层次市场的协同运行，利用市场机制引导源网荷储协同发展、挖掘灵活资源调节潜力、促进电力安全可靠供应和新能源高效消纳。

南方（以广东起步）电力现货市场是全国首个投入试运行的电力现货市场。2019年，在全国率先启动按日、按周结算试运行，2021年11月起，顺利进入连续结算运行。试运行期间，南方电网保持安全稳定，市场主体高度活跃，区域市场出清量价合理反映电力供需和一次能源价格走势。来自广东电力现货市场的数据显示：2021年11—12月，煤价高企、电力供应紧张，现货均价涨至0.682元/千瓦时。2022年5—6月，煤价回落、电力供应能力提升，现货均价回调至0.432元/千瓦时。

在电力现货市场中，市场价格与发电成本联动、反映市场供需关系，随行就市，能涨能跌，供应紧张时能有效激励发电积极性。以2022年7月的数据为例，在持续高温天气影响下，用电量持续增长，广东电力现货价格最高超过1元/千瓦时，极大地激发了发电侧发电的热情，有效发挥市场机制保供作用。

在加快建设全国统一大市场的背景下，南方电网公司于2022年7月启动南方区域电力市场试运行，成为全国首个进入试运行的区域市场。经过多轮测试、优化，南方区域电力市场已基本具备电力现货跨省区交易条件，预计今年年底前将实现结算试运行，电力现货交易将覆盖广东、广西、云南、贵州、海南等五省区。今年开始，新能源也加入了现货交易。今年上半年，广东新能源发电参与电力现货市场交易电量34.1亿千瓦时，同比增长210%。

“新型电力系统面临更频繁的供需波动，如何经济高效地平衡供需将成为巨大挑战。区域电力市场将通过价格信号引导市场主体行为，实现供需自平衡，提高电力系统运行的决策效率。”南网总调党委委员、副总经理蔡葆锐介绍，当新能源大发、市场需求减少，现货价格走低，此时火电发电收益少，用户用电成本极低甚至为零，火电会主动少发、用户多用；当新能源小发、市场需求增加，现货价格走高，此时火电发电能获得较高收益，用户用电成本高，火电会主动多发、抢发，用户会主动少用。发用电两侧积极响应价格信号，可实现用电、火力发电、新能源发电之间的相互协同。