【学术前沿】舒印彪：在电力系统发展方向暨学术方向研讨会上的讲话

中国是能源消费大国。为满足经济社会发展的需要，能源消费需求保持快速增长。在能源资源禀赋以煤为主的国情下，需要进行大规模能源结构调整，构建清洁低碳，安全高效的能源体系。近年来，中国积极开发利用清洁能源，持续优化能源消费结构，能源转型取得显著成效。

一是新能源快速发展。近3年，我国新能源投资约占世界的70%。截至2019年底，风电、太阳能发电装机分别达到2.1和2.05亿千瓦，均居世界首位，2009年以来年均分别增长28%和46%。新能源装机占比达到21.7%，已成为第二大电源，2019年发电量6295亿千瓦时，利用率达到96.8%。

二是水能核能大规模开发利用。水电装机达到3.56亿千瓦，位居世界第一。建成世界上装机容量最大的三峡水电站（2240万千瓦）和单机容量最大的向家坝水电站（单机容量80万千瓦）。核电装机达到4874万千瓦，在建规模1476万千瓦、居世界第一，百万千瓦级压水堆核电站自主设计和建造能力显著提升。以高温气冷堆示范工程为依托，关键技术研发加快推进。

三是建成清洁高效煤电供应体系。煤电装机10.4亿千瓦，年发电量4.56万亿千瓦时、占总发电量62%，对保障能源安全发挥了重要作用。煤电机组以大容量、高参数、节能环保型为主，60万、100万千瓦机组数量超过四分之三。2019年全国供电煤耗307克/千瓦时，比2009年下降33克/千瓦时，百万千瓦机组最低煤耗达到253克/千瓦时。86%的煤电机组完成超低排放改造。

四是积极推进“以电代煤、以电代油”。2016年以来，在电采暖、电窑炉、港口岸电、机场桥载电源等领域，累计替代电量5962亿千瓦时。积极服务电动汽车的发展，建成世界上最大的覆盖全国主要高速公路的城际快充网络，电动汽车保有量突破310万辆。利用数字技术，建成智慧车联网平台，注册用户389万个、接入充电桩75万台，为实现有序、互动、便捷和安全高效充电提供了平台。

五是能源科技创新成果丰硕。特高压输电技术全面突破并实现大规模应用。自主研制全套21类、100多种特高压设备，大幅提升了电工装备制造能力。发挥特高压远距离、大容量、低损耗技术经济优势，实现大规模“西电东送”。建成投运11回交流、14回直流特高压工程，2019年输送电量4650亿千瓦时，其中清洁能源占比超过70%，实现了能源资源大范围优化配置，成为解决东中部用电需求、减少东中部发电用煤，缓解大气污染的战略性技术。建成世界规模最大的风光储输一体化示范项目，实现风光储智能优化、互补运行，输出电力可调可控，有效解决新能源出力波动和消纳问题。虚拟电厂、合同能源管理、智慧电厂、主动配电网、综合能源服务等技术得到快速应用和示范，有效提高系统能效和灵活性。

经过一系列的创新实践，过去十年，我国的非化石能源消费比重从8.5%提高到15.3%，电能终端消费比重从19.6%提高到26%，增幅分别是世界同期平均水平的4.4倍和2.7倍。

随着能源转型深入推进，电力系统将面临四个方面重大挑战

9月22日，在第75届联合国大会上，习近平主席宣布，中国将采取更加有力的政策和措施，力争二氧化碳排放于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。电力在能源转型中承担着重要任务、发挥着重要作用。随着中国能源转型步伐进一步加快，电源、电网和负荷格局将发生深刻变化。风能、太阳能大规模快速发展，直流、大容量FACTS等新型输电设备大量应用，需求侧响应、分布式电源等用电侧形式多样化，电力系统特征日趋复杂，发展面临重大挑战。

（一）电力系统基础理论体系有待完善，认知能力亟需提升

“双高”电力系统机理亟需进一步明晰。电力系统技术体系如何适应高比例新能源和高比例电力电子装备发展的问题将逐步显现，对以交流技术为基础的传统电力系统基础性理论提出了新的挑战。

电力系统特性分析手段需要提升。接入高比例新能源和高比例电力电子装置电力系统的特性描述与分析方法尚不完善，传统建模仿真方法的分析能力和计算精度难以满足要求，对电力系统稳定特性演变规律的认知能力提出了挑战。

新型电力系统评价体系亟待建立。电力系统源荷随机性、波动性不断增大，运行环境多变，缺乏把握运行状态的合理依据，科学的评价指标体系和标准体系有待建立和完善。

（二）电网结构性风险仍然存在，未来发展路径尚不清晰

大范围资源配置能力有待提高。特高压交流与直流、电源与电网规划需要统筹，跨区输电通道与送端配套电源和送受端配套电网建设需要加强。

超高比例新能源对电网规划提出新挑战。新能源消纳比例持续增加、海上风电基地建设、分布式发电容量增长、电网能量流分布大幅改变，实现新能源电力电量实时平衡成为一个难题。

未来电力系统发展路径尚不明确。未来电力系统将具有大量可再生能源接入、冷热电气多源协同、源荷多时空差异等特征，传统电力系统如何向能源互联网过渡，还需要加强理论支撑和实践探索。

（三）电力系统运行控制难度增大，安全运行面临巨大风险

电力系统平衡能力亟待增强。我国电源结构以火电为主，灵活调节电源相对不足,高比例新能源接入对系统平衡能力和运行灵活性带来巨大挑战。

系统调节控制能力有待提升。新能源和直流大量替代常规电源，电网频率和电压动态调节能力严重不足。由于新能源发电的波动性和随机性，以及大量分布式发电的“弱调度”或“无调度”特点，电力系统协调运行控制难度持续增大。

安全运行风险需要加强防控。电网互联规模不断增大，耦合日趋紧密，电力系统一体化特征明显。电力电子型电源群、直流群密集接入，事故发展过程复杂，故障行为更加难以预测，连锁反应风险加剧，防御体系亟待加强。

（四）电力设备与系统发展缺乏协调，装备技术亟需革新

发电装备支撑调节能力需要加强。未来较长一段时期，仅靠传统电源仍无法满足高比例新能源调峰调频需求。同时，新能源耐受扰动能力低，尚不具备与传统电源相当的安全稳定支撑能力。

输变电装备技术水平需要持续提升。柔性输电设备性能和运行可靠性有待提高。随着短路电流水平提高，大容量高速开关装备技术亟待突破。

大容量储能实用化水平需要提高。低成本、高安全、高效率电化学储能技术亟待突破和大规模应用。储热、储氢等新型储能技术距离商业化应用还有较大差距。

未来电力系统发展应以推动能源清洁化、电气化、数字化、标准化转型为目标

（一）清洁化

在西部北部建设多能互补大型清洁能源基地。我国80%的风光资源集中在西部北部地区，太阳能、50米高度风能资源潜在开发量分别为45亿和19.6亿千瓦。当地地广人稀，具备大规模开发建设条件。预计2035年，西部北部新能源装机达到10亿千瓦。按照“建设大基地、融入大市场”的思路，利用特高压等先进输电技术，实现规模化开发、智能化运维、集约化经营，显著降低开发成本，提高利用效率。目前，西部地区200万千瓦以上风电场上网电价已经达到0.25元/千瓦时以下，具有较强的市场竞争力。

促进东中部分布式新能源发展。加快分散式风电建设，因地制宜发展分布式光伏。初步测算，东中部分布式新能源潜在开发量超过20亿千瓦。目前，新能源装机中集中式与分布式之比为88%:12%，预计未来10年达到65%:35%，东中部分布式新能源发展还有很大上升空间。

大力发展海上风电。我国海上风电装机640万千瓦、占全球22%。东部可利用海域面积300多万平方公里，可开发量5亿千瓦以上。建立全方位立体化开发格局，加快布局近海深水，逐渐向远海方向发展。推动“一基地一主体”开发，实施“投资建设运维”一体化，促进产业链建立和完善。

安全高效发展核电。目前，我国核电装机占总装机比例2.4%，距离5.4%的世界平均水平还有较大差距。加快华龙一号等国产化三代压水堆技术推广，以四代高温气冷堆示范工程为依托，提高设备安全性和经济性。推动核能综合利用，在供汽供热、工业制氢、海水淡化等领域实现综合利用。

积极开发水电。我国水能资源技术可开发量6.9亿千瓦，80%待开发水电分布在西南地区。预计2035年，水电装机达到5亿千瓦。加强雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江等流域统筹规划，形成较为完善的流域开发格局和对水资源的调控能力。以水电为先导，通过“水风光”互补开发，形成流域大型清洁能源开发新格局，打造“西电东送”接续能源基地。

推进煤炭清洁高效发电。提升煤电利用效率，合理控制新增煤电规模，推动电力碳排放总量与强度下降。提高煤电机组灵活性，加快向“调节服务”转变。积极实施生物质、城市固体废弃物、污泥耦合发电项目。发展650℃、700℃超超临界关键技术，探索燃料电池发电（IGFC）、超临界CO₂循环等技术。加快推进碳捕集和利用、新一代IGCC、大型高参数循环流化床机组、多污染物一体化近零排放、水污染控制等技术创新与工程应用。

健全促进清洁能源发展长效机制。加快建立全国统一、灵活高效的电力市场，完善电力现货市场建设，逐步向“中长期市场+现货市场”过渡。消除省间壁垒，促进清洁能源灵活参与市场交易。推进新能源配额制度，健全绿证认购体系，完善峰谷、分时、阶梯、可中断等电价政策，发挥市场决定作用，促进新能源与常规电源协调发展、源-网-荷-储高效协同。

（二）电气化

提供动力、热力的能源都是潜在的电能替代对象。迄今，我国仍有约70万台工业小锅炉以及各种窑炉等。工业领域，重点推进高效电锅炉、电窑炉，推行节能和工业余热余压回收，发展综合能源服务，形成互补互济的新型用能方式。使电气化率由当前的30%提高到2050年的60%。建筑领域，重点推行电蓄热锅炉、高效热泵技术，建筑屋顶、墙壁发展分布式能源和储能系统，实现与外部能源系统双向互动。使电气化率由当前的25%提高到2050年的75%。交通领域，加强充电基础设施建设，促进电动汽车产业升级，积极发展轨道交通、港口岸电等，形成交通综合能源系统。使公路、铁路的电气化率由当前的1%和60%，分别提高到2050年的40%和95%。

（三）数字化

加强能源基础设施数字化建设。建立统一开放共享的能源数据平台，消除数据壁垒，打通流通渠道，充分释放数据价值，实现数字赋能，提升能源生产消费数字化水平，加快能源产业、装备和服务的智能升级。

发展新一代电力系统。充分利用“大云物移智链”等现代技术，积极构建“广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控、开放共享”的新一代电力系统。发电侧推进智慧电厂建设，实现电源自动采集、智能分析与灵活控制，促进清洁能源智能发电与友好并网。电网侧构建合理网络结构，发展特高压、柔性输电、直流电网、新一代调控系统，提升电网支撑新能源能力、资源优化配置能力和安全稳定控制能力。用户侧推广智慧用能管理，发展“互联网+”智慧能源系统，为智慧城市、智慧社会建设提供解决方案。

（四）标准化

国际标准是国际合作的技术基础和技术创新的“催化剂”。世界三大国际标准化组织（IEC、ISO、ITU）都以推动技术革命、消除技术壁垒、促进成果共享、提高生产效率为宗旨。国际标准和产品合格评定影响全球80%的贸易和投资。IEC成立于1906年，成员已涵盖173个国家，累计制定发布国际标准7976项，建立4个合格评定国际互认体系。

提升国际标准化综合能力。建立国际标准化研究机构，举办国际标准化高端论坛，整合区内标准化资源，打造政府、企业、研究院所等利益相关方的国际标准化平台。推进能源电力标准国际化，构建标准+检测服务体系，提升与国际接轨互认互通能力，聚焦海上风电、光伏、电动汽车充电、信息技术等新兴领域的国际标准化工作，助力能源电力装备、产品、服务质量提升和产业升级。深化与国际标准化组织合作，加大与国际标准的对接和互认力度，实现技术共享和标准互联互通，有效提升科技资源利用效率，共同促进技术进步、国际贸易发展和全球经济复苏。

充分发挥中国电机工程学会的作用

学会作为联系广大电力科技工作者的学术团体，将充分发挥桥梁、纽带和平台作用，把握好电力系统发展和学术研究辩证关系两个方面，推动产学研用协同。

一是以电力系统发展实践推动学术研究。电力系统的发展实践是学术研究的根本动力。要准确把握能源转型的趋势，认识清洁化、电气化、数字化、标准化的演进方向，以电力系统发展促进能源转型，推动学术研究取得更多创新成果，不断提升我国在能源电力领域的科技实力。

二是以学术研究支撑电力系统发展。学术研究和技术突破为电力系统发展提供必要的技术支撑，并引领电力系统科学发展。要打破学科界限，加快突破能源电力基础理论和关键技术。深化电网未来格局和形态研究，研究未来电网演化路径，不断优化同步电网格局，推动建设适应分布式、微网等发展的智能配电网。深化电力系统基础理论研究，重点开展“双高”电力系统安全稳定基础理论、复杂大电网仿真方法与特性认知等研究。深化电力系统运行控制技术研究，重点开展新能源虚拟同步、源网荷储协调运行、交直流大电网安全稳定综合防御体系等研究。深化电力重大关键技术研究，重点攻关海上风电、柔性交直流输电、大规模储能、大容量高速开关等关键技术，推动向更清洁、更可靠、更灵活方向发展。

各位院士、各位老师、各位专家，破解能源转型面临的重大难题、推动电力系统向更高水平的发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。让我们以本次研讨会为契机，凝聚共识、共同努力，推动我国电力行业发展再上新台阶，为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系作出新的更大贡献！

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