构建新型电力系统：中国能源革命的战略选择与实践路径

作者：欧阳昌裕 （国家电网有限公司副总工程师兼国网能源研究院董事、党委书记）

新技术涌现让新型电力系统的建设有了更多可能。

2021年3月15日，习近平总书记创造性提出“构建以新能源为主体的新型电力系统”战略构想。

2023年7月11日进一步明确“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”五大特征要求。这标志着我国能源革命进入系统重构、整体转型的新阶段。

目前，中国电力系统正经历“四高”（高比例新能源、高比例新市场主体、高比例电力电子设备、高概率极端气候）与“双峰一谷”（日双高峰一低谷，年双高峰一低谷）的深度变革。这种变革不仅是能源技术的迭代升级，更是涉及能源治理体系、产业生态和商业模式的系统性革命。本文从系统论视角，剖析新型电力系统的演进逻辑与实践路径。

新型电力系统的本质特征与体系构建

（一）九元协同的系统工程架构

新型电力系统本质上是“源网荷储碳数智治链”九大要素深度融合的复杂经济社会环境巨系统。必须坚持系统观念，推进跨行业跨领域资源、全要素的协同融合。

“源网荷储”是物理内核，新型电力系统已经赋予四大内核因素全新的内涵要求，曾经历从源网荷到源网荷储的演变，发电有效容量成为解析电力系统供需平衡的必然选择；

“碳”即节能降碳去污或绿色化，是协同融合的重要目标或重要约束条件，已越来越融入“源网荷储”物理内核，成为不可分离的有机整体；

“（碳）数智”即指以绿色化、数字化、智能化为核心的科技创新，催生电力新质生产力的飞跃，已经成为“源网荷储碳”协同融合的驱动力；

“治”即电力治理，在法治轨道上构建与新型电力系统相匹配的现代电力治理体系，形成适应电力新质生产力的新型生产关系，成为“源网荷储碳”协同融合的支撑保障；

“链”即以现代电力产业链为核心的创新链、产业链、人才链、金融链，是电力系统深度转型升级的关键载体和必然要求。

（二）三重属性的协同演进机制

新型电力系统兼具公共事业属性、产业属性和市场属性的复合特征。公共事业属性要求坚持普惠发展，为全体人民共同富裕的现代化建设提供关键助力，特别是推动电力普遍服务向解决城乡用能服务均等化、区域间不同收入人群间的能源消费水平和服务质量差距合理化等方向迈进。这种属性协同催生出“三新”互动格局：新型能源体系是目标导向，聚焦非化石能源占比25%的阶段性目标；新型电力系统是核心支撑，承担90%以上的非化石能源消纳任务；新型电网是枢纽平台，全国特高压直流输电通道输送可再生能源电量占比超过55%。

三者构成“目标－系统－载体”的有机整体，推动能源生产消费方式从“资源依赖”向“技术驱动”转变。

技术驱动下的系统重构与模式创新

（一）源荷形态的颠覆性变革

新能源已从补充能源转向主体电源，2024年风光装机新增3.6亿千瓦，占新增总装机比重超过八成。这种转变带来系统技术基础的质变：电力平衡模式从“源随荷动”转向“源荷互动”。电力生产结构深刻变化，不同地区、不同场景、不同时期下各类型电源功能定位将随之深刻转变，需要推动新型电力系统转型路径、电源功能定位与技术方向一体化布局。供应侧需要重点解决好发电有效容量和系统调节能力两大关键。未来煤电功能定位加快从电量到容量、调节和战略储备转变，煤电低碳或零碳发展成为必然，需通过CCUS改造、生物质掺烧、掺氢掺氨等技术实现煤电近零碳排放。负荷侧则需要创新新型用电模式和需求响应，更主要通过市场机制来调节负荷需求、增强可调负荷资源能力。

绿色低碳电气化发展是支撑新型电力系统、推动能源转型的重要途径，是在以化石能源为主体的传统能源生产与消费模式下电气化发展的全面升级，要着力推进能源电力化和电力能源化。通过能源电力协同发展，在能源供应侧促进更多清洁能源转化为电力，在能源消费侧建立以清洁电力为中心的电气化新格局。

而消费端，在先进能源利用技术及数字化技术共同驱动下，电力灵活高效、协同智能的优势特征更加凸显，以电为核心的智慧化、多元化用能模式加速演进，能源消费革命加速推进。先进电气化设备以及前沿量测控制、数据通讯、人工智能等技术加快推动能源电力消费变革，虚拟电厂、智能微电网、源网荷储一体化、多能互补系统等新型用能模式持续涌现并快速发展，多能源类型、多用能主体以电力为平台不断提升协同联动程度，在有效提升能源利用效率、满足用户多元用能需求同时，将进一步推动供需两侧高效互动，提升新型电力系统灵活调节能力。

新型高电耗产业正在重塑需求结构。在能源转型、新一代信息技术进步、新质生产力加快培育等因素带动下，算力基础设施规模不断攀升，电解水制氢蓬勃兴起，新能源汽车保有量规模不断扩大，电力需求增长贡献点由黑色、有色、化工和建材等“传统高能耗”产业逐步向属于国家战略型、未来产业的“新型高电耗”产业转变。预计“十五五”“十六五”十年合计带来超过2.5万亿千瓦时用电增量，对全社会用电量增长的贡献率达四成。

（二）储能技术的突破性发展

新型储能具有建设周期短、布局灵活、响应速度快等优势，可在电力系统运行中发挥调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能，是构建新型电力系统的重要支撑技术，同时为适应分布式电源发展，可在关键枢纽节点配置储能，发挥电力基础设施的功能作用。

当前电力系统灵活调节需求仍以日内电力平衡为主，未来随着新能源发电量渗透率提升，连续多日低出力天气状况、季节性功率波动造成的跨日、跨周、跨月/季电量调节需求快速增长。结合转型路径展望，预计2030年最大周电量调节需求约占同期用电需求的20%。

从储能技术突破对电源发展的影响看，若跨季节储能技术在2030年能如期实现突破，并开始商业化部署，将推动中远期新能源装机规模明显提升，2060年新能源装机规模将较未突破时提升3.8亿千瓦，也会带来煤电退出节奏加快，预计2060年“煤电+CCUS”装机规模降低3800万千瓦，碳捕集量降低9600万吨。

从储能技术突破对电网发展的影响看，储能在提供灵活调节容量和紧急功率备用支撑大电网发展格局的同时，也将增强区域电力自平衡能力，与区域间互济电力流需求存在一定互补关系。到2030年，通过部署长时储能，将有力降低西北、西南、华中等区域间季节性互济电力流需求。

（三）小微化与集中化融合

在转型过程中，电力系统从以化石能源为主导向以可再生能源为主导转变，源荷功能定位和结构形态要进行适应性调整，如增加新能源发电比例、提升负荷侧的电气化水平和灵活性，以及促进多能互补和源荷互动。电网形态由单向逐级输配电为主的传统电网，向包括交直流混联大电网、直流电网、微电网和可调节负荷的能源互联网转变。跨区特高压网络承担电能的大容量、远距离输送任务；省内网架承担区域协调平衡重要职责；配电网发挥能源综合承载与互动作用；自平衡单元发挥多类能源网络用能交互与自治协调的作用。

与此同时，全面深化电力体制改革叠加科技革命，推动电动汽车、微电网、新型储能、虚拟电厂、源网荷储一体化等新型主体快速发展，实现系统内外海量资源的聚合融合，促进新型主体与电网发展新模式新业态的不断涌现。

在这样的背景下，规模较小、兆瓦级别，因地制宜、灵活部署，35千伏以下电压等级的智能微电网或自治型分布式新能源系统会越来越多出现。这类智能微电网既可以接入大电网与之互联互动，也可以在自身范围内实现源网荷储碳协同，具有自平衡、自安全、小微化、绿色化、数智化、共享化的特征。

治理现代化与市场机制创新

（一）现代电力治理体系构建

在法治轨道上加快构建与新型电力系统相匹配的治理体系，推进电力治理能力现代化，就是要以安全治理夯实发展基础、以规划治理优化演化路径、以市场治理释放行业活力、以碳治理服务全面绿色转型、以法治治理保障良好发展环境，实现“规划引领、科技为驱，市场配置、电价为基，监管全域、安全为先，法治保障、平等为要”，从而顺利构建新型电力系统。

电力法治体系加速完善。《能源法》明确新型电力系统法律地位，规定可再生能源消纳责任权重制度。2024年实施的《电力市场管理条例》，构建“中长期+现货+辅助服务”三位一体的市场制度框架，明确容量补偿机制实施细则。

（二）创新电力市场体系

全国统一电力市场建设统筹实现安全、经济、绿色、共享多元目标，坚持系统思维、顶层设计、协同推进，加快市场化体制机制的创新重构，以充裕有效容量确保电力电量平衡，保障能源清洁低碳转型的顺利推进，助力达成“碳达峰、碳中和”目标。

从功能上看，电力市场包含保障电力供应安全的关键机制（循序渐进完善容量保障机制，建立健全市场化的辅助服务交易机制、加快完善省间市场机制）、促进新能源参与市场的关键机制、引导需求侧资源参与市场的关键机制，构建功能完备、品种齐全的多层次统一电力市场体系。

电力系统成本和电价水平对新发展格局下实现经济社会高质量发展至关重要，电价机制是电力市场的基础和前提。科学的电价机制可以科学反映不同类型电源在电力系统与市场运行中不同时段的价值，增强投资预期，引导电源和电网科学规划、合理布局、协调发展；还可以有效配置调峰调频等灵活性资源，引导用户主动参与系统调节。

（三）碳治理体系创新实践

绿电市场按照“省内为主、省间为辅”的基本原则，持续提升绿色电力供给能力，推动将带补贴新能源、分布式新能源纳入绿电交易品种。在新能源上网电量全面进入电力市场的基础上，分类有序推动水电、核电等非化石能源参与市场，完善适应新能源发电特性的市场机制，扩大绿色电力市场资源。修订完善绿电、绿证交易实施细则，加大绿电绿证交易组织力度，建立完善绿色电力市场。

电碳市场协同机制逐步完善。持续扩大全国碳市场重点行业覆盖范围，利用市场机制激励重点行业企业率先达峰。“十五五”时期全国碳市场形成较成熟的总量设定方式，为中长期减碳奠定坚实基础。进一步打通碳市场向电力市场转移成本的渠道，非化石能源的价格优势可以通过碳市场传导，降低社会碳减排成本，对于社会尤其是工业企业碳减排激励作用显著。

战略价值与全球贡献

构建新型电力系统是涉及技术革命、产业变革、制度创新的系统工程，需要统筹安全与转型。高质量构建新型电力系统是经济社会环境巨系统工程，本质上是实现“源网荷储碳数智治链”一体化融合创新发展，应顺应绿色主导、电为中心的能源发展大势，探求新型能源体系、新型电力系统和新型电网“三新”一体化发展的底层逻辑和推进策略，贯彻落实新发展理念，遵循电力发展规律，找准转型发展节奏和路径，走出一条具有中国特色的新型电力系统建设道路。

这场变革不仅将重塑能源版图，更将推动全球气候治理体系演进。通过“一带一路”绿色能源合作，我国已帮助32个国家建设清洁能源项目，累计减排二氧化碳超10亿吨。在高质量发展新征程中，新型电力系统建设必将成为培育新质生产力、实现“双碳”目标的战略引擎。

来源：能源新媒