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引言

    新型電力系統(tǒng)是踐行“雙碳”戰(zhàn)略的主力軍，對(duì)長遠(yuǎn)保障中國能源安全、應(yīng)對(duì)好電力轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)具有重要意義[1-2]。2023年7月，習(xí)近平總書記在中央全面深化改革委員會(huì)第二次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，“加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)”，為新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量構(gòu)建指明了方向。為扎實(shí)貫徹落實(shí)黨中央要求、全面服務(wù)國家戰(zhàn)略，探討新型電力系統(tǒng)形態(tài)成為行業(yè)研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)[3]提出電力系統(tǒng)形態(tài)由“源網(wǎng)荷”三要素向“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”四要素轉(zhuǎn)變，電網(wǎng)多種新型技術(shù)形態(tài)并存。文獻(xiàn)[4]從技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、平衡3個(gè)方面分析了新型電力系統(tǒng)形態(tài)，提出了循序漸進(jìn)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的發(fā)展路徑。文獻(xiàn)[5]對(duì)新型電力系統(tǒng)向以電力為平臺(tái)、電網(wǎng)為樞紐核心的多能源、多層級(jí)綜合能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了研究，并就轉(zhuǎn)變過程中面臨的挑戰(zhàn)提出了應(yīng)對(duì)策略。文獻(xiàn)[6]認(rèn)為新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展是供給側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、消費(fèi)側(cè)、關(guān)鍵技術(shù)、市場(chǎng)和體制機(jī)制等的漸進(jìn)式演變過程。文獻(xiàn)[7]提出從生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)理、控制機(jī)理3個(gè)方面，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)發(fā)展研究仿真體系。文獻(xiàn)[8]提出新型電力系統(tǒng)電源接入組網(wǎng)形態(tài)從單一的工頻交流匯集接入電網(wǎng)，逐步向交流匯集組網(wǎng)、直流匯集組網(wǎng)接入等多種形態(tài)過渡，輸電網(wǎng)絡(luò)形態(tài)將從交流骨干網(wǎng)架支撐、直流遠(yuǎn)距離輸送為主過渡到交流電網(wǎng)與直流組網(wǎng)互聯(lián)。文獻(xiàn)[9]將中國配電網(wǎng)形態(tài)分為城市、園區(qū)、農(nóng)村3類，并從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)管控、商業(yè)運(yùn)營等方面分析了配電網(wǎng)形態(tài)演進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)[10]提出新型電力系統(tǒng)是“源網(wǎng)荷儲(chǔ)碳數(shù)智治鏈”一體化融合創(chuàng)新發(fā)展的巨大經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境綜合系統(tǒng)工程，頂層設(shè)計(jì)上需要強(qiáng)化系統(tǒng)觀念，規(guī)劃路徑上需要考慮電力與產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、行業(yè)間的協(xié)同規(guī)劃。文獻(xiàn)[11]認(rèn)為分布式電源接入規(guī)模大幅增長，電動(dòng)汽車等技術(shù)被作為終端能源消費(fèi)清潔化的重要手段加以推廣，引發(fā)配電網(wǎng)形態(tài)正在經(jīng)歷巨大變革。文獻(xiàn)[12]從控制形態(tài)與設(shè)備形態(tài)兩方面提出了配電系統(tǒng)演化規(guī)律。文獻(xiàn)[13]從各類電源電量占比、電力裝機(jī)占比、能源分布、系統(tǒng)運(yùn)行特性、新能源并網(wǎng)方式、配套儲(chǔ)能作用方式等6個(gè)方面，對(duì)未來電力系統(tǒng)物理形態(tài)進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)[14-15]系統(tǒng)分析了影響新型電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。文獻(xiàn)[16]提出未來電網(wǎng)形態(tài)由單向逐級(jí)輸電為主的傳統(tǒng)電網(wǎng)，向包括交直流混聯(lián)大電網(wǎng)、微電網(wǎng)、局部直流電網(wǎng)和分布式電源、可調(diào)節(jié)負(fù)荷在內(nèi)的能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)大電網(wǎng)與新形態(tài)電網(wǎng)協(xié)同融合發(fā)展態(tài)勢(shì)?？梢钥闯?，業(yè)內(nèi)研究者從不同維度對(duì)新型電力系統(tǒng)形態(tài)進(jìn)行了深入闡述，然而隨著新型電力系統(tǒng)構(gòu)建深入推進(jìn)，還需要研究其形態(tài)的量化分析方法，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)形態(tài)研究從定性向定量、分散向系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。

本文聚焦新型電力系統(tǒng)形態(tài)的量化推演方法，提出了總體框架和功能設(shè)計(jì)，基于機(jī)制創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，從電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能等要素層面，設(shè)計(jì)了新型電力系統(tǒng)形態(tài)量化分析功能，并通過綜合評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)了對(duì)形態(tài)的整體分析。

1.總體框架

     新型電力系統(tǒng)構(gòu)建是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境綜合系統(tǒng)工程，需要統(tǒng)籌安全、綠色、經(jīng)濟(jì)、共享等四大目標(biāo)，在保障電力安全可靠供應(yīng)基礎(chǔ)上，推動(dòng)中國能源清潔低碳循環(huán)發(fā)展，保證電力可承受成本，并實(shí)現(xiàn)能源電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈共建共享價(jià)值。在上述目標(biāo)牽引下，新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展需要落實(shí)在典型場(chǎng)景當(dāng)中，通過合理配置源網(wǎng)荷儲(chǔ)要素，滿足不同場(chǎng)景對(duì)電力系統(tǒng)的功能需求，分步驟、分年份實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)上述目的，需要充分發(fā)揮驅(qū)動(dòng)力推進(jìn)作用，保證新型電力系統(tǒng)形態(tài)科學(xué)發(fā)展。基于此，新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展邏輯如圖1所示。

圖1  新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展邏輯

Fig.1  Development logic of the new power system form

新型電力系統(tǒng)形態(tài)的驅(qū)動(dòng)力主要包括3類，分別是模式創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和機(jī)制創(chuàng)新。

1）模式創(chuàng)新能夠通過整合內(nèi)外部生產(chǎn)要素，促進(jìn)參與市場(chǎng)主體競(jìng)爭(zhēng)合作，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新服務(wù)、提升效率效益等價(jià)值創(chuàng)造，催生新模式新業(yè)態(tài)，為新型電力系統(tǒng)發(fā)展形態(tài)提供動(dòng)力。

2）技術(shù)創(chuàng)新能夠通過原理突破、設(shè)備創(chuàng)新、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性提升等，強(qiáng)化新型電力系統(tǒng)物質(zhì)基礎(chǔ)、控制手段等，對(duì)新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

3）機(jī)制創(chuàng)新能夠通過國家政策文件、行業(yè)發(fā)展規(guī)劃價(jià)格機(jī)制等，發(fā)揮戰(zhàn)略指引、營造良好制度環(huán)境、打造發(fā)展合力等作用，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)向特定形態(tài)發(fā)展。

新型電力系統(tǒng)形態(tài)驅(qū)動(dòng)力如圖2所示。

圖2  新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展的三大驅(qū)動(dòng)力

Fig.2  Three boosting forces for development of the new power system form

考慮源網(wǎng)荷儲(chǔ)等要素形態(tài)計(jì)算方法差別，將新型電力系統(tǒng)形態(tài)分為電源、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能等5個(gè)方面的形態(tài)。在計(jì)算流程上，在開展機(jī)制創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力分析之后，對(duì)形態(tài)推演功能進(jìn)行選擇，以便明確是開展電源、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能等單一方面發(fā)展形態(tài)分析，還是2個(gè)及以上組合的發(fā)展形態(tài)分析，這是因?yàn)椴煌矫姘l(fā)展形態(tài)分析需要的參數(shù)設(shè)定不同。通過基礎(chǔ)參數(shù)、驅(qū)動(dòng)力參數(shù)兩部分構(gòu)建輸入?yún)?shù)，然后計(jì)算新型電力系統(tǒng)形態(tài)，最后開展綠色、安全、經(jīng)濟(jì)、民生等4個(gè)維度的綜合評(píng)價(jià)。新型電力系統(tǒng)形態(tài)量化推演的計(jì)算流程如圖3所示。通過驅(qū)動(dòng)力分析、形態(tài)分析、綜合評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)聯(lián)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)形態(tài)發(fā)展分析功能，并通過反饋綜合評(píng)價(jià)結(jié)果修正驅(qū)動(dòng)力參數(shù)，進(jìn)而對(duì)評(píng)價(jià)提升效果進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化分析功能。

圖3  新型電力系統(tǒng)形態(tài)量化推演的計(jì)算流程

Fig.3  Calculation process of the new power system form quantitative gaming

2.

功能設(shè)計(jì)

2.1  整體功能

通過上述計(jì)算流程，能夠?qū)崿F(xiàn)新型電力系統(tǒng)形態(tài)推演兩個(gè)功能，分別為

1）形態(tài)發(fā)展分析。在驅(qū)動(dòng)力量化分析基礎(chǔ)上，針對(duì)典型場(chǎng)景，分析新型電力系統(tǒng)的形態(tài)及演進(jìn)路徑，給出特定發(fā)展形態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，反映新型電力系統(tǒng)的發(fā)展階段；

2）驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化分析。設(shè)定驅(qū)動(dòng)力參數(shù)變量后，計(jì)算新型電力系統(tǒng)形態(tài)及綜合評(píng)估結(jié)果，分析評(píng)估指標(biāo)與發(fā)展目標(biāo)差異，基于驅(qū)動(dòng)力敏感性分析對(duì)驅(qū)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行修正，并重復(fù)上述過程，通過循環(huán)分析提出驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化建議。

2.2  驅(qū)動(dòng)力分析

2.2.1  模式創(chuàng)新分析

隨著新型電力系統(tǒng)中市場(chǎng)主體增多，相關(guān)主體通過創(chuàng)新競(jìng)合模式推動(dòng)價(jià)值創(chuàng)造，將對(duì)新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。從電力系統(tǒng)迫切需求看，這些價(jià)值創(chuàng)造將聚焦在系統(tǒng)靈活資源需求、新能源出力波動(dòng)性平抑、用戶用能成本降低等方面。

1）在靈活性資源需求方面，主要包括需求響應(yīng)、車-網(wǎng)互動(dòng)、虛擬電廠等模式。

2）在新能源出力波動(dòng)性平抑方面，主要包括電-氫耦合、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化等模式。

3）在用戶用能成本降低方面，主要包括綜合能源系統(tǒng)等模式。

模式創(chuàng)新分析需要具備對(duì)上述模式運(yùn)行特性及效率效益的計(jì)算能力，支撐新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析中相關(guān)模式發(fā)展規(guī)模測(cè)算，如圖4所示。

圖4  模式創(chuàng)新分析功能

Fig.4  Model innovation analysis function

2.2.2  技術(shù)創(chuàng)新分析

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過程中面臨諸多挑戰(zhàn)。從電力保供看，一方面隨著能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、新能源發(fā)電快速發(fā)展，雖然高比例新能源發(fā)電提供的電量貢獻(xiàn)更加顯著，但電力貢獻(xiàn)較弱，季節(jié)上大風(fēng)期和冬夏用電高峰期不一致，負(fù)荷高峰期新能源出力近60%時(shí)間處于裝機(jī)容量15%以下，日內(nèi)極熱無風(fēng)、晚峰無光，高比例分布式光伏接入地區(qū)遇到“鴨子曲線”難題，發(fā)電能力與用電需求不匹配，難以有效發(fā)揮頂峰作用；另一方面，常規(guī)電源調(diào)節(jié)深度有限，儲(chǔ)能等新型資源受技術(shù)成本影響調(diào)節(jié)能力和持續(xù)時(shí)間有待提升，難以滿足系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求。從電網(wǎng)安全看，高比例電力電子設(shè)備廣泛接入，造成系統(tǒng)動(dòng)態(tài)支撐調(diào)節(jié)能力較弱，電網(wǎng)安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)顯著加大。

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，需要扎實(shí)貫徹落實(shí)國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，抓住科學(xué)技術(shù)第一生產(chǎn)力，推動(dòng)電力高水平科技自立自強(qiáng)，支撐新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量構(gòu)建。對(duì)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建具有重要影響的技術(shù)大致可分為4類，分別是降碳減排技術(shù)、系統(tǒng)穩(wěn)定技術(shù)、靈活互動(dòng)技術(shù)、全局影響技術(shù)。

1）降碳減排技術(shù)。主要包括碳捕集、碳捕集利用與封存技術(shù)（carbon capture, utilization and storage，CCUS），以及風(fēng)電、光伏等新能源技術(shù)，突破這些技術(shù)能夠顯著影響火電發(fā)展轉(zhuǎn)型，加速提升新能源裝機(jī)并網(wǎng)規(guī)模，對(duì)電源結(jié)構(gòu)布局具有直接影響。

2）系統(tǒng)穩(wěn)定技術(shù)。主要包括新能源功率預(yù)測(cè)、柔性輸電、系統(tǒng)仿真計(jì)算等技術(shù)，推動(dòng)這些技術(shù)成熟應(yīng)用，能夠促進(jìn)大規(guī)模新能源并網(wǎng)的友好性，提升新型電力系統(tǒng)的平衡保供和安全穩(wěn)定運(yùn)行能力。

3）靈活互動(dòng)技術(shù)。主要包括新型儲(chǔ)能、微電網(wǎng)、虛擬電廠、需求響應(yīng)等技術(shù)，這些技術(shù)發(fā)展能夠顯著提升電力系統(tǒng)靈活響應(yīng)能力，對(duì)解決負(fù)荷尖峰、提升供電可靠性具有重要作用。

4）全局影響技術(shù)。主要包括可控核聚變、無線電能傳輸?shù)燃夹g(shù)，這些技術(shù)一旦取得突破，能夠顛覆性改變電力系統(tǒng)生產(chǎn)組織方式，對(duì)新型電力系統(tǒng)發(fā)展形態(tài)具有巨大影響。

對(duì)上述技術(shù)進(jìn)行跟蹤，開展技術(shù)成熟度評(píng)估，預(yù)測(cè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性發(fā)展趨勢(shì)，形成新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析中技術(shù)應(yīng)用規(guī)模測(cè)算的輸入，是技術(shù)創(chuàng)新分析功能的主要內(nèi)容，如圖5所示。

圖5  技術(shù)創(chuàng)新分析功能

Fig.5  Technology innovation analysis function

2.2.3  機(jī)制創(chuàng)新分析

新型電力系統(tǒng)是一個(gè)涉及全社會(huì)各環(huán)節(jié)的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)，需要統(tǒng)籌各方力量，充分發(fā)揮有為政府、有效市場(chǎng)的推動(dòng)作用，形成發(fā)展合力，引導(dǎo)新型電力系統(tǒng)向科學(xué)形態(tài)發(fā)展。從對(duì)新型電力發(fā)展形態(tài)的影響機(jī)理看，機(jī)制創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力分析需要實(shí)現(xiàn)兩大功能。

1）對(duì)新型電力系統(tǒng)相關(guān)政策文件、發(fā)展規(guī)劃等信息進(jìn)行分析，包括對(duì)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化信息利用德爾菲、層次分析、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等分析方法，量化分析上述信息在凝聚各方共識(shí)、明確發(fā)展方向等方面的潛在引導(dǎo)作用；對(duì)結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行提取，形成新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析的預(yù)期性、約束性指標(biāo)集合。

2）對(duì)新型電力系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策、市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)行分析，包括對(duì)非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化信息分析其在提升各方信心、提升合作積極性、引導(dǎo)市場(chǎng)主體行為改變等方面的作用進(jìn)行分析，形成影響新型電力系統(tǒng)發(fā)展形態(tài)的量化指標(biāo)；對(duì)結(jié)構(gòu)化信息進(jìn)行提取，形成新型電力系統(tǒng)形態(tài)的機(jī)制邊界條件，例如提取電價(jià)數(shù)據(jù)，成為新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析中相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算的輸入。

機(jī)制創(chuàng)新分析的功能設(shè)計(jì)如圖6所示。

圖6  機(jī)制創(chuàng)新分析功能

Fig.6  Mechanism innovation analysis function

2.3  新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析

2.3.1  參數(shù)設(shè)定

參數(shù)設(shè)定主要包括基礎(chǔ)參數(shù)和驅(qū)動(dòng)力參數(shù)兩個(gè)部分?；A(chǔ)參數(shù)用于匯集梳理新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要包括電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、GIS數(shù)據(jù)、設(shè)備臺(tái)賬等現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。

驅(qū)動(dòng)力參數(shù)實(shí)現(xiàn)與驅(qū)動(dòng)力分析的接口互動(dòng)，主要功能是將驅(qū)動(dòng)力分析的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯集整理，作為新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析的輸入。例如，與機(jī)制創(chuàng)新分析接口，獲取電力系統(tǒng)發(fā)展預(yù)期性、約束性指標(biāo)，以及電價(jià)等重要參數(shù)變量，作為新型電力系統(tǒng)形態(tài)的邊界條件；與技術(shù)創(chuàng)新分析接口，獲取風(fēng)電、光伏等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性趨勢(shì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，支撐新型電力系統(tǒng)形態(tài)中風(fēng)電、光伏規(guī)模測(cè)算；與模式創(chuàng)新分析接口，獲取車-網(wǎng)互動(dòng)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化等典型模式的運(yùn)行特性及效率效益，支撐新型電力系統(tǒng)形態(tài)中車-網(wǎng)互動(dòng)、微電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)模測(cè)算。

2.3.2  電源形態(tài)分析

電源形態(tài)分析主要實(shí)現(xiàn)煤電、水電、集中式新能源的發(fā)展推演功能，以碳減排目標(biāo)、負(fù)荷發(fā)展，以及CCUS、風(fēng)電、光伏、電-氫耦合等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)構(gòu)建典型場(chǎng)景，以電力系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)維成本最低為目標(biāo)，利用電力生產(chǎn)模擬等方法，計(jì)算煤電、水電、集中式新能源的發(fā)展規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局，如圖7所示。

圖7  電源形態(tài)分析功能

Fig.7  Power source form analysis function

2.3.3  輸電網(wǎng)形態(tài)分析

輸電網(wǎng)形態(tài)分析主要包括關(guān)鍵輸電走廊、主網(wǎng)規(guī)模走向分析功能，以電源發(fā)展、負(fù)荷需求，以及柔性輸電等先進(jìn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)構(gòu)建典型情景，以電力系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行成本最低為目標(biāo)，利用電力生產(chǎn)模擬等方法，計(jì)算關(guān)鍵輸電走廊、主網(wǎng)架的新建與優(yōu)化需求，如圖8所示。

圖8  輸電網(wǎng)形態(tài)分析功能

Fig.8  Transmission network form analysis function

2.3.4  配電網(wǎng)形態(tài)分析

配電網(wǎng)形態(tài)分析主要實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)、虛擬電廠等分布式系統(tǒng)的規(guī)模分布，以及適應(yīng)微電網(wǎng)、虛擬電廠規(guī)模分布的配電網(wǎng)拓?fù)渥兓治龉δ?，以電價(jià)政策，風(fēng)電、光伏、新型儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)，以及車-網(wǎng)互動(dòng)、需求響應(yīng)、綜合能源規(guī)模預(yù)測(cè)等構(gòu)建典型場(chǎng)景，根據(jù)配電網(wǎng)中不同節(jié)點(diǎn)供需互補(bǔ)特性，測(cè)算微電網(wǎng)、虛擬電廠等分布式系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿?。在此基礎(chǔ)上，通過配電網(wǎng)潮流計(jì)算重過載、輕載線路，分析配電網(wǎng)線路切改、網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能優(yōu)化配置等潛在方案，并計(jì)算電力系統(tǒng)綜合效率效益，得出不同分布式系統(tǒng)規(guī)模分布下的配電網(wǎng)形態(tài)，如圖9所示。

圖9  配電網(wǎng)形態(tài)分析功能

Fig.9  Distribution network form analysis function

2.3.5  負(fù)荷形態(tài)分析

負(fù)荷形態(tài)分析主要實(shí)現(xiàn)車-網(wǎng)、需求響應(yīng)等負(fù)荷側(cè)靈活互動(dòng)資源的規(guī)模分析功能，以電價(jià)政策，電動(dòng)汽車、充電樁規(guī)模預(yù)測(cè)，以及靈活負(fù)荷規(guī)模預(yù)測(cè)等構(gòu)建典型場(chǎng)景，根據(jù)用戶行為特性模擬，測(cè)算車-網(wǎng)、需求響應(yīng)等靈活負(fù)荷的削峰填谷能力，如圖10所示。

圖10  負(fù)荷形態(tài)分析功能

Fig.10  Load form analysis function

2.3.6  儲(chǔ)能形態(tài)分析

儲(chǔ)能形態(tài)分析主要實(shí)現(xiàn)抽水蓄能、新型儲(chǔ)能的規(guī)模布局分析功能，以電價(jià)政策，電源規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局，負(fù)荷規(guī)模和特性，以及新型儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)等構(gòu)建典型場(chǎng)景，通過電力生產(chǎn)模擬等，測(cè)算抽水蓄能、新型儲(chǔ)能規(guī)模、布局和出力。儲(chǔ)能形態(tài)分析功能如圖11所示。

圖11  儲(chǔ)能形態(tài)分析功能

Fig.11  Energy storage form analysis function

2.4  綜合評(píng)價(jià)分析

綜合評(píng)價(jià)從綠色、經(jīng)濟(jì)、安全、民生4個(gè)維度對(duì)新型電力系統(tǒng)形態(tài)進(jìn)行分析。

1）綠色評(píng)價(jià)。主要計(jì)算給定新型電力系統(tǒng)形態(tài)下碳排放、新能源消納量等數(shù)據(jù)，刻畫新型電力系統(tǒng)發(fā)展在能源綠色發(fā)展方面的推動(dòng)作用。

2）經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。主要測(cè)算給定新型電力系統(tǒng)形態(tài)下不同市場(chǎng)主體經(jīng)濟(jì)收益、系統(tǒng)綜合效率效益等，并能夠計(jì)算典型新型電力系統(tǒng)示范工程的效率效益。

3）安全評(píng)價(jià)。主要從安全性、充裕性2個(gè)層面對(duì)給定新型電力系統(tǒng)形態(tài)進(jìn)行測(cè)算，包括電力缺口、電量缺口、系統(tǒng)備用能力等，并能夠針對(duì)特定配電網(wǎng)形態(tài)分析分布式系統(tǒng)對(duì)快速恢復(fù)供電的支撐作用。

4）民生評(píng)價(jià)。主要測(cè)算新型電力系統(tǒng)構(gòu)建對(duì)國家戰(zhàn)略的支撐作用，例如開展電動(dòng)汽車下鄉(xiāng)等重大舉措的落實(shí)效果評(píng)估，分析新型電力系統(tǒng)構(gòu)建對(duì)能源電力產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈發(fā)展的帶動(dòng)作用，并能夠評(píng)估典型新型電力系統(tǒng)示范工程的社會(huì)、環(huán)境效益。

在上述分維度評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，利用層次分析等指標(biāo)融合計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)形態(tài)的綜合評(píng)價(jià)。綜合評(píng)估功能如圖12所示。

圖12  綜合評(píng)估功能

Fig.12  Synthetic evaluation function

3.結(jié)論

     本文針對(duì)新型電力系統(tǒng)形態(tài)量化推演方法進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)，主要結(jié)論如下。

1）新型電力系統(tǒng)形態(tài)受中國能源電力發(fā)展目標(biāo)牽引，需要落實(shí)在典型場(chǎng)景，以滿足典型場(chǎng)景中的功能需求為目的。為此，需要充分發(fā)揮驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)形態(tài)科學(xué)發(fā)展，其驅(qū)動(dòng)力包括模式創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和機(jī)制創(chuàng)新。

2）新型電力系統(tǒng)形態(tài)推演計(jì)算流程主要包括驅(qū)動(dòng)力分析、新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析、綜合評(píng)價(jià)3個(gè)環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)形態(tài)發(fā)展、驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化分析功能，形態(tài)分析功能是在驅(qū)動(dòng)力量化分析基礎(chǔ)上，分析新型電力系統(tǒng)形態(tài)和演進(jìn)路徑；驅(qū)動(dòng)力優(yōu)化分析功能基于新型電力系統(tǒng)形態(tài)評(píng)估結(jié)果與發(fā)展目標(biāo)差異分析，對(duì)驅(qū)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行循環(huán)驗(yàn)證，以此提出新型電力系統(tǒng)相關(guān)政策建議。

3）新型電力系統(tǒng)形態(tài)分析主要包括電源、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、負(fù)荷、儲(chǔ)能等要素的形態(tài)分析，其中電源形態(tài)分析功能主要分析電源規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局，輸電網(wǎng)形態(tài)分析功能主要分析關(guān)鍵輸電走廊、主網(wǎng)架新建優(yōu)化方案，配電網(wǎng)形態(tài)分析功能主要分析分布式系統(tǒng)規(guī)模分布及配電網(wǎng)拓?fù)渥兓桨福?fù)荷形態(tài)分析功能主要測(cè)算靈活互動(dòng)潛力，儲(chǔ)能形態(tài)分析功能主要分析抽水蓄能、新型儲(chǔ)能規(guī)模布局。

本文在提出新型電力系統(tǒng)形態(tài)發(fā)展邏輯的基礎(chǔ)上，研究了一種能夠量化分析形態(tài)發(fā)展的計(jì)算流程，并對(duì)主要功能進(jìn)行了設(shè)計(jì)，能夠?yàn)楹罄m(xù)模型工具開發(fā)提供指導(dǎo)，有力推動(dòng)新型電力系統(tǒng)形態(tài)的量化推演分析。