中國建成全球規(guī)模最大電力供應系統(tǒng) 2023電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

• 黃文玉 2023年9月7日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 人民日報海外版 804 49
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電力系統(tǒng)是由發(fā)電、供電(輸電、變電、配電)、用電設施以及為保障其正常運行所需的的調(diào)節(jié)控制及繼電保護和安全自動裝置、計量裝置、調(diào)度自動化、電力通信等二次設施構成的統(tǒng)一整體。電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。

據(jù)國家能源局局長章建華2023年9月6日介紹，中國已建成全球規(guī)模最大的電力供應系統(tǒng)和清潔發(fā)電體系，其中，水電、風電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電和在建核電規(guī)模多年位居世界第一。截至今年上半年，累計發(fā)電裝機總量達到27.1億千瓦，其中可再生能源裝機達到13.22億千瓦，歷史性超過煤電，10年增長約3倍。

數(shù)據(jù)顯示，10年來，中國人均發(fā)電裝機由0.92千瓦提升至1.8千瓦，人均用電量由3919千瓦時增至近6116千瓦時，超過英國、意大利，接近德國、法國等國家。同時，全方位加強能源國際合作，為穩(wěn)定全球能源市場、推動綠色低碳轉型，發(fā)揮了應有的作用。目前，中國海外非化石能源投資已超過化石能源，相繼建成一批清潔、高效、質(zhì)優(yōu)的綠色能源合作標志性項目。

電力系統(tǒng)的概念及行業(yè)概況

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、供電(輸電、變電、配電)、用電設施以及為保障其正常運行所需的的調(diào)節(jié)控制及繼電保護和安全自動裝置、計量裝置、調(diào)度自動化、電力通信等二次設施構成的統(tǒng)一整體。電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為實現(xiàn)這一功能，電力系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)和不同層次還具有相應的信息與控制系統(tǒng)，對電能的生產(chǎn)過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，以保證用戶獲得安全、優(yōu)質(zhì)的電能。

電力系統(tǒng)的主體結構有電源(水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠)，變電所(升壓變電所、負荷中心變電所等)，輸電、配電線路和負荷中心。各電源點還互相聯(lián)接以實現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟性。輸電線路與變電所構成的網(wǎng)絡通常稱電力網(wǎng)絡。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測設備、通信設備、安全保護裝置、自動控制裝置以及監(jiān)控自動化、調(diào)度自動化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結構應保證在先進的技術裝備和高經(jīng)濟效益的基礎上，實現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費的合理協(xié)調(diào)。

建立結構合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產(chǎn)與消費的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配，減少總裝機容量，節(jié)省動力設施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國民經(jīng)濟日益增長的用電需要。電力系統(tǒng)建設往往是國家及地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，使用高效、無污染、使用方便、易于控制的電能得到廣泛應用，推動了社會生產(chǎn)各個領域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了第二次技術革命。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術高低已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。

電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

20世紀以后，人們普遍認識到擴大電力系統(tǒng)的規(guī)?？梢栽谀茉撮_發(fā)、工業(yè)布局、負荷調(diào)整、系統(tǒng)安全與經(jīng)濟運行等方面帶來明顯的社會經(jīng)濟效益。于是，電力系統(tǒng)的規(guī)模迅速增長。世界上覆蓋面積最大的電力系統(tǒng)是前蘇聯(lián)的統(tǒng)一電力系統(tǒng)。它東西橫越7000千米，南北縱貫3000千米，覆蓋了約1000萬平方千米的土地。

電力系統(tǒng)中存在大量非線性負荷: 大規(guī)模電力電子應用裝置( 節(jié)能裝置、變頻設備等) ， 大功率的電力拖動設備、直流輸出裝置、電化工業(yè)設備( 化工、冶金企業(yè)的整流) 、電氣化鐵路、煉鋼電弧爐( 交、直流) 、軋機、提升機、電石機、感應加熱爐及其它非線性負荷。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來發(fā)展現(xiàn)狀趨勢預測報告》顯示：

目前我國新能源發(fā)電量占比已超13%。分析指出，新能源滲透率占比達到15%至20%時，將會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來嚴峻挑戰(zhàn)。新能源電力生產(chǎn)因在時間上較難與實際電力需求相匹配，在安全保障上，需要電力系統(tǒng)以及管理方式發(fā)生重大改變。新型電力系統(tǒng)以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的電力需求為首要目標，以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務，是新型能源體系的重要組成部分，也是實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵載體。

大型電力系統(tǒng)是現(xiàn)代社會物質(zhì)生產(chǎn)部門中空間跨度最大、時間協(xié)調(diào)要求嚴格、層次分工非常復雜的實體系統(tǒng)。它不僅耗資大，費時長，而且對國民經(jīng)濟的影響極大。所以制訂電力系統(tǒng)規(guī)劃必須注意其科學性、預見性。要根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和規(guī)劃期間的電力負荷增長趨勢做好電力負荷預測。在此基礎上按照能源布局制訂好電源規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃、網(wǎng)絡互聯(lián)規(guī)劃、配電規(guī)劃等。電力系統(tǒng)的規(guī)劃問題需要在時間上展開，從多種可行方案中進行優(yōu)選。這是一個多約束條件的具整數(shù)變量的非線性問題，需利用系統(tǒng)工程的方法和先進的計算技術。

新型電力系統(tǒng)的重要特征是新型電源結構。藍皮書提出，為實現(xiàn)“雙碳”目標，需要大力發(fā)展非化石能源發(fā)電，構建多元綠色低碳電源供應結構?？紤]我國用電剛性增長需要以及新能源可靠替代能力還有待提升，要穩(wěn)住煤電電力供應基本盤，大力建設新型煤電。為加快提升新能源安全可靠替代能力，需積極打造“新能源+”模式，通過創(chuàng)新設計儲能與新能源協(xié)同的智慧調(diào)控模式，使電站出力特性接近常規(guī)電源。

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