解读2024年新型电网是新型能源电力体系的核心报告

十年战略脉络：从能源革命到新型能源体系

材料开篇以时间线方式回顾了十年来能源电力的重大战略。2014年6月，习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上提出能源革命的战略思想。2015年党的十八届五中全会首次提出建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。2020年提出双碳目标，即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

2021年3月，中央财经委员会第九次会议提出构建以新能源为主体的新型电力系统。2022年4月，中央财经委员会第十一次会议提出发展分布式智能电网。2022年10月，党的二十大报告提出加快规划建设新型能源体系。2023年7月，中央全面深化改革委员会第二次会议强调加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统。

2024年2月，中共中央政治局第十二次集体学习指出，应对能源发展挑战的出路就是大力发展新能源，推进电网基础设施智能化改造和智能微电网建设。这一系列战略部署层层递进，构成了新型电网建设的政策背景。

新能源迅猛发展：装机规模与消纳需求

材料给出了新能源发展的关键数据。2023年，全国新增风光等新能源装机2.93亿千瓦。截至2024年3月底，全国发电装机容量29.9亿千瓦，其中太阳能发电装机容量6.6亿千瓦、风电装机容量4.6亿千瓦，风光装机总容量达到11.2亿千瓦。到2024年9月底，我国新能源装机规模达到12.5亿千瓦。

随着沙戈荒大能源基地开发、海上风电开发、分布式光伏发展，我国风光新能源发展势头不减。新能源发展的意义在于减少对传统化石能源的依赖，提高能源安全，促进经济增长，保护环境，实现可持续发展。新能源的大规模接入，对电网的接纳、配置和调控能力提出了更高要求。

新型电力系统概念情景对应于2060年碳中和。届时终端电能消费将大幅度提升，达到70%左右。电能除了直接使用，还间接制造能源，称为广域电气化，广域电气化背景下电能将在能源中占90%左右。

新型电力系统的八大特征变化

材料系统对比了传统电力系统与新型电力系统在八个方面的差异。在动态特性上，传统电力系统动作时间常数为秒至分钟级，新型电力系统为微秒级，频域分布广，波动性和随机性强。在安全稳定理论上，传统电力系统基于机电转动惯量的稳定理论，新型电力系统基于电力电量的实时平衡的系统平衡理论。

在系统规模特征上，传统电力系统集中式、单体规模大、数量较少，新型电力系统分布式、单体规模小、数量庞大。在系统形态和生态上，新型电力系统实现“源网荷储”融合变换、“能量和信息”交织互动。在负荷侧格局和用户上，客户从单纯的消费者转变为“生产者+消费者”，负荷不确定性强。

在系统安全上，新型电力系统不确定因素多、功能复杂，需要构建新型网络安全体系。在电力系统架构上，新型电力系统走向能源电力一体化、广域电气化，电网形态为大电网+主动配电网+微电网。在数字化方面，新型电力系统以软件计算为基础，不完全依赖电网模型，数字数据海量、动态变化。

新型电网为何是新型能源电力体系的核心

材料明确指出，新型电网是新型电力系统和新型能源体系的核心。

电力是每家每户不可或缺的能源，是推动经济和社会发展的支柱，可以全面反映人类社会生产生活方式和发展诉求。新能源的消纳和利用依靠新型电网，新型电网作为能源转换利用和输送配置的枢纽平台，是新型能源体系的核心环节。

新型电网的主要内涵包括三个方面：一是交直流泛在柔性混联的电网形态，跨省跨区电力流达到或接近峰值水平，支撑高比例新能源并网消纳；二是能源电力技术深度融合，向柔性化、数字化、智能化方向转型；三是电力与能源输送耦合协同，实现多形态、多主体的能源电力协同互动。

电力电量平衡理论与技术革命

材料强调，以新能源为主体的新型电力系统需要新的理论支撑。传统电力系统是“源随荷动”的确定性电量平衡，依靠大容量、数量有限的发电机组实现基于转动惯量的系统总体稳定。新型电力系统则通过概率性动态电力平衡实现稳定运行，发电主体、电力网络、负荷等数量庞大，电力电量的缺口和盈余在全系统中实现动态融合。

新型电力系统是基于电力电量的实时平衡的系统平衡理论，是“无限大”的功率、“无限多”的能量的动态平衡。实现精准的动态调整依靠强大的智能软件系统，对海量主体进行实时、精确、智慧、柔性管理。大规模新能源的接入将改变电力运行稳定问题的现状，传统电力系统以机械电磁设备为主的高转动惯量系统逐步向以电力电子器件为主的低转动惯量系统演化。

材料还指出，电力电子技术的作用不仅仅是挑战。电力电子装备是新能源并网的关键，高比例电力电子设备应用成为新型电力系统重要特征之一。电力电子设备响应速度快、转换效率高，使得系统功率、能量的实时动态平衡具备条件。

透明电网的三个要素与具体技术

透明电网是信息技术、计算技术、传感技术、控制理论和控制技术、人工智能、互联网等与电力系统的深度融合。材料明确透明电网包含三个要素：小微智能传感器、智能设备和设备智能化、智能软件系统。

在小微智能传感器方面，南方电网公司数字电网研究院研发的微型智能电流传感器已有卡扣式和抱箍式两种型号投入工业生产，功耗均为40微瓦左右，量测范围100毫安至2400安，测量精度均为0.5S级。五合一智能电气量集成传感器集成电压、电流、频率、功角等电气量测量及对时功能。

在智能设备方面，智能变压器在内部植入微纳智能机器人，自动巡检变压器油和内部绝缘状态。透明输电线路布满智能传感器，实现全状态监测。芯片化保护研发成功世界首套110千伏、220千伏、500千伏装置，体积缩小40倍，功耗降到原来的1/6。智能软件系统方面，电力人工智能系统AIEPS的本质是真正具备智能属性的强大软件系统，即电力系统的“超级大脑”。

新型电力系统的电网形态与电力市场

材料指出，新型电力系统的电网形态是“大电网+主动配电网+微电网”。配电网、微电网直接联接用电侧，是保障供电可靠性、优化能源利用形式的关键。大电网以500千伏为主网架，网络密集、柔性、畅通；配电网要有裕度、强承载、灵活、互动、市场化；微电网以用户为主体，有电力电量自平衡能力和独立运行能力。

在新型电力系统的规划上，材料提出智能化、透明化、电力电子化，用电系统密集化，简单化，不人为复杂化。电网功能要实现可以“无条件”接受新能源。

在电力市场方面，新型电力系统的电力市场要体现真正的市场机制，体现多主体的关键特征，配电市场需要突破。实现经济效益和可持续发展的平衡是关键。电力市场的建设发展需要政策引导、支持和法规约束、规范。新型电力系统以用为根本，特别关注用电系统，电力保供核心就是保障用电，电能质量也应该是电力保供的内容。储能的基本功能是用，应该主要部署在负荷侧。

这组数据来自材料前言部分的新能源发展概况。2023年全国新增风光等新能源装机2.93亿千瓦，截至2024年3月底全国发电装机容量29.9亿千瓦，其中太阳能发电6.6亿千瓦、风电4.6亿千瓦，风光合计11.2亿千瓦。 到2024年9月底，新能源装机规模进一步增长到12.5亿千瓦。从3月底的11.2亿千瓦到9月底的12.5亿千瓦，半年时间增加了1.3亿千瓦，增速明显。随着沙戈荒大能源基地开发、海上风电开发、分布式光伏发展，我国风光新能源发展势头不减。 这些数据直接支撑了材料关于“新能源迅猛发展”的判断，也为新型电网建设提出了紧迫需求。新能源装机规模越大，对电网接纳、配置和调控能力的要求就越高，这正是材料提出构建新型电网和透明电网的现实背景。

这组数据来自材料关于新型电力系统核心要义和特征对比的部分。新型电力系统概念情景对应于2060年碳中和，届时终端电能消费将达到70%左右。在广域电气化背景下，电能将在能源中占90%左右，电能除了直接使用还间接制造能源。 在系统特性方面，传统电力系统动作时间常数为秒至分钟级，新型电力系统为微秒级，频域分布广，波动性和随机性强。在系统规模上，传统电力系统单体规模为100兆瓦级，数量较少；新型电力系统单体规模为千瓦至兆瓦级，数量庞大。 这组数据揭示了新型电力系统与传统电力系统在物理特性上的根本差异。动作时间常数从秒级跨越到微秒级，意味着系统稳定问题的性质发生了变化。材料据此提出，新型电力系统需要建立基于电力电量实时平衡的系统平衡理论，而不是简单沿用基于机电转动惯量的稳定理论。

这组数据来自材料第三部分透明电网的技术细节。南方电网公司数字电网研究院研发的微型智能电流传感器已有卡扣式和抱箍式两种型号投入工业生产。卡扣式体积为6.0厘米×2.7厘米×6.8厘米，重量72克；抱箍式体积为3.0厘米×2.5厘米×1.5厘米，重量11.5克。两者功耗均为40微瓦左右，量测范围100毫安至2400安，测量精度均为0.5S级。 微型智能电压传感器MicroPT量程为500伏，误差不超过0.5%，具备非接触测量、自取能和带电卡扣式安装能力。芯片化保护装置体积缩小40倍，功耗降到原来的1/6，元器件数量从近万个降低成800个。 南方电网公司数字电网研究院在粘贴型微型智能电流传感器研发上取得突破进展，已有卡扣式和抱箍式两种型号投入工业生产。这些装备的性能数据表明，透明电网的感知层和执行层正在逐步具备工程化应用条件，为新型电网的全面可见、可知、可控提供了硬件基础。