核心提示日前，中國電機工程學會《電力系統專業發展報告》在2018年度中國電機工程學會學術建設發布會上發布。《電力系統專業發展報告》編制工作集合了電力系統專委會、中國電科院及電力系統領域內專家力量，堅持“評述過去、研判未來”的編寫原則，以“新一代電力系統”為編寫主線，歷時9個月完成。該報告系統梳理了我國電力發展的歷程，深入解析了電力系統面臨的挑戰和發展趨勢。
回望我國電力發展歷程
中國電力工業是一個不斷創新、進步的過程，是一個從弱到強、從跟跑到并跑再到領跑的過程。進入21世紀以來，伴隨著中國經濟的持續快速增長，特別是中國工業化加速進行，電力工業進入了發展的黃金時期，發電能力突飛猛進，電網建設不斷加快，電力消費快于經濟增長。截至2017年年底，我國發電裝機容量已達到17.77億千瓦，年發電量6.4萬億千瓦時，均居世界第一位；實現了除臺灣省以外的全國聯網，在西部、北部建成一批大型能源基地，電網大規模、遠距離輸電能力顯著發揮，形成了大規模西電東送、北電南供電力配置格局。
當前，我國電力行業已由高速增長階段轉向高質量發展階段，正處在轉變發展方式、優化供需結構、轉換增長動力的攻堅期。黨的十九大報告指出，我國要推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。在“四個革命、一個合作”能源發展戰略指引下，國家電網公司提出加快推進能源生產和消費“再電氣化”進程，建立“廣泛互聯、智能互動、靈活柔性、安全可控、開放共享”的新一代電力系統，支撐新能源大規模開發利用和各種新型用能方式蓬勃發展，滿足人民群眾日益增長的美好生活需要，增強電力發展給廣大人民群眾帶來的幸福感和獲得感。
隨著我國電力的快速發展和持續轉型升級，大電網不斷延伸、電壓等級不斷提高、大容量高參數發電機組不斷增多，新能源發電大規模集中并網，大量電力電子設備接入系統，電力系統形態及運行特性日趨復雜，對系統支撐能力、轉移能力、調節能力提出了更高要求，給電力系統安全穩定運行帶來了嚴峻考驗。
此外，我國能源電力的結構性矛盾仍然突出：一是能源與負荷逆向分布。傳統能源、新能源等均集中分布在我國西部、北部等地區，而負荷中心則位于我國中東部地區，西電東送的大范圍能源資源優化配置需求長期存在。未來能源電力仍然主要依靠特高壓交直流進行大容量、遠距離輸送。二是我國電源結構長期以火電為主，靈活調節電源不足。在能源轉型背景下，將減少煤電機組，提高新能源裝機比例。這將導致系統慣量大幅度降低，電力系統支撐調節能力進一步收縮，給電網運行帶來極大的挑戰。
電力系統技術現狀、挑戰與趨勢
報告從實現國家2020年和2030年非化石能源發展目標和構建清潔低碳、安全高效能源體系出發，以引領電網技術發展為方向，以支撐電網合理有序建設為基礎，以實際生產運行、技術支撐和外部市場需求為驅動，從電力系統專業本身剖析當前技術現狀、未來面臨的挑戰和發展趨勢。
我國電力供需總體寬松下充滿不確定性。近年來電力增速與經濟增速出現了較大偏離，開展對未來電力需求的研究是行業發展和技術布局的基礎，需要重點關注在經濟發展新常態下的中長期負荷預測方法，以及負荷構成的變化，研究并預判未來電網的形態格局，以及基于存量資產的電力系統演化路徑。
新能源高速發展，有關新能源并網以及未來高比例新能源發展場景相關的研究卻準備不足，特別是關于高比例新能源接入下電力系統運行特性、穩定機理的變化尚不清晰，需要通過場景構建、仿真建模等手段進行模擬分析。風電、光伏等新能源大量并網，直流遠距離輸電規模持續擴張，送受端常規機組均被大量替代，電網形態及運行特性發生了顯著的變化，系統電力電子化特征凸顯，這導致了系統調節能力嚴重下降、電網抗擾動能力不足、電網穩定形態更加復雜、連鎖故障風險增大，系統安全穩定運行面臨更大壓力。為確保系統安全穩定運行，需關注交直流協調、源網荷協調及集群調節等控制技術，并針對電網中出現的次同步振蕩、寬頻振蕩等新的穩定問題進行研究及應對。應關注交叉學科和相關新技術，采用新理論、新方法、新技術解決電力系統出現的各種問題，構建新一代電力系統。
該報告從電力系統專業角度，圍繞電網發展規劃、仿真與安全分析、安全運行與控制、新技術/熱點技術應用等技術領域介紹了電力系統專業的當前進展及未來趨勢：
在發展規劃技術方面，報告重點關注的是未來電力需求及中長期負荷預測方法、面向未來電網的合理規劃方法特別是新能源發展規劃，以及未來電網形態格局及演變路徑。
在仿真與安全分析技術方面，報告介紹了新能源發電建模及高比例接入下系統仿真分析技術，大型交直流混合電網的建模、仿真與分析技術，電力電子化電力系統的建模仿真與安全分析技術，特別是高比例新能源發電和電力電子設備接入下系統特性的變化與解析。
在安全運行與控制技術方面，報告介紹了滿足未來高比例新能源接入需求的有功集群控制、電壓無功集群控制等預防控制技術，確保未來電力系統安全穩定運行的直流群跨區緊急控制、新能源集群協調控制、動態無功協調控制等穩定控制技術，大型交直流混聯系統解列判據及斷面搜索技術、解列控制技術、孤島運行等失步振蕩解列及恢復控制技術。
在新技術/熱點技術方面，報告提出加快發展滿足新一代電力系統構建需求的新型發電技術、儲能技術、人工智能、電動汽車、直流電網、電力市場、綜合能源、信息物理系統、電力氣象等電力系統相關新技術/熱點技術。
報告還進行了創新發展機制分析，包括電力系統創新發展的政策環境分析、創新發展的人才需求和培養分析，并提出創新發展的機制建議。
結語
過去的5到10年，我國電網經歷了高速發展和建設，帶動了特高壓、智能電網等關鍵技術領域的重大突破，一大批仿真、運行控制等新技術在電網中得到了成功應用，電力系統整體技術水平顯著提升。伴隨著能源生產消費革命、新能源快速發展以及電力體制改革的深化，我們將構建新一代電力系統，迎接能源電力科技發展面臨的前所未有的機遇和挑戰。