新型电力系统建设的特点与挑战有哪些？

如果你对该问题感兴趣的话，推荐你看看《公用事业&环保&新型电力行业中泰低碳研究2022年中期投资策略：把握双碳新阶段与新格局》这篇报告，下面是部分摘录的内容，具体请以原报告为准。

1.特点

新型电力系统的主要特点：以新能源为主体。习近平总书记在第七十五届联合国大会上作出碳达峰、碳中和的郑重承 诺，随后在中央财经委第九次会议上，再次对碳达峰、碳中和作出重要部署，强调要构建以新能源为主体的新型电力 系统，明确了“双碳”背景下我国能源电力转型发展的方向。

新能源出力难以调节。电是一种不易储存的能量，在不配置储能的前提下，发电侧的发电量和负荷侧的用电量必须相 等。我国当前主力电源为火电，可以通过控制燃料投放来控制出力，而风电、光伏发电出力由自然资源决定，人为干 预作用小，且风光资源日前预测精度相对低。

2.挑战

发电资源与负荷端错配

 我国新能源发电资源与负荷中心存在地理错配。我国陆上风电和光照资源较好的地区主要位于三北地区，《国民经济 和社会发展第十四个五年规划和2035社会远景目标纲要》提出建设金沙江上下游、雅砻江流域、黄河上游和几字湾、 河西走廊、新疆、冀北、松辽等清洁能源基地，主要位于三北和西南地区。从2021年各省用电量情况看，华东、华中、 华南、华北地区用电规模居前。电源侧与负荷侧有明显地理差异，未来新能源成为电源主力，若无法解决输送通道问 题，将导致大规模弃风、弃光现象。

推进市场建设，理顺价格和调度机制

 电能市场：保障电力供需平衡。电力交易体系能够发挥促进新能源 电力消纳、提供完整价格信号、优化资源配置等作用。目前，我国 大力推进中长期市场和现货市场建设，扩大交易主体范围。1）对新 能源项目而言，电力交易尤其是现货交易的推进将改变原有固定电 价下新能源项目测算方式。2022年3月4日，山西新能源出力发电创 历史新高，现货市场连续17个小时出现零电价。随着新能源并网比 例提高，零电价乃至负电价现象可能频繁出现，倒逼新能源企业提 升功率预测能力和交易报价能力。2）对火电项目而言，煤价维持高 位，多地调整交易报价上限，但2021年火电仍出现大面积亏损，成 本未能完全向下游传导。

 辅助服务市场：保障电网运行可靠性。电力辅助服务能够起到维持 电力系统安全稳定运行、保证电能质量、促进清洁能源消纳等作用， 为充分调动系统中可调节资源，多数地区已建立电力辅助服务市场， 然而：1）辅助服务费用在电力系统各主体中如何分摊存在争议，过 去辅助服务费用通常由电源侧分摊，2021年12月，国家能源局印发 《电力辅助服务管理办法》，明确“谁提供、谁获利，谁收益、谁 承担”的补偿原则和分摊机制，用户侧将逐步纳入补偿费用分摊范 围。2）新型电力系统推进储能等可调节能源的建设，目前抽水蓄能 通过两部制电价基本理顺价格机制，电化学储能的价格机制还在探 索当中。若储能的服务价格和调度运行次数不能满足基本收益率， 将极大降低储能投资的积极性。

保障系统可靠性，建设坚强电网 

新能源无功补偿能力较差，冲击电网电压稳定性。无功功率用于在电 气设备中建立和维持磁场，火电机组可以通过调整运行方式来调整无 功功率，风电具备一定无功调节能力，光伏无功能力缺失比较严重， 将影响系统电压稳定性。高比例风电、光伏接入强度较弱的电网时电 压稳定控制难度增大，且容易引发新能源机组脱网，进而影响系统电 压稳定性。目前主要通过传统机组提供AVC服务和新能源电站装配无 功补偿设备的方式解决该问题。  新能源缺乏转动惯量，冲击电网频率稳定性。电力系统惯性表现为对 外来扰动引发频率变化的抵抗作用，是系统频率稳定的重要保障。系 统转动惯量越大，承受有功冲击、频率波动的能力越强。与传统电源 相比，风光新能源机组转动惯量小或没有，大规模并网将造成电网频 率变化加快、波动幅度增大，抗扰动能力下降。

 电力电子器件使用引发新型电磁振荡。在新型电力系统中，电力电子 变流器广泛应用于发（新能源）、输（特高压、柔性直流、柔性交流 输电）、配（直流配网）、用（分布式能源、微电网）各个环节，由 此引发的新型电磁振荡现象的频带较宽，包括了低频、次同步、超同 步及谐波，从Hz至kHz量级的振荡均有可能发生。近年来，国内外新型 振荡事件频出，例如，2015年以来，新疆哈密地区频繁出现振荡频率 在20-40赫兹内变化的风电机群参与的次同步振荡事故；2019年，英国 由于雷击造成线路停运，引发风电场并网点出现10赫兹左右的次同步 频段振荡，振荡期间，风机由于过流保护动作引起大规模脱网，伴随 其他常规机组停机，最终导致全国大停电事故。