能源高质量发展专家谈 | 《新型电力系统建设“十五五”规划》解读（四）

　　加快电力科技创新，以新质生产力赋能新型电力系统建设

　　——《新型电力系统建设“十五五”规划》院士解读

　　“十五五”时期，是我国加速构建新型电力系统、实现碳达峰目标的关键攻坚期。随着新能源逐步成为发电增量主体，新型电力系统正面临风光消纳承压、系统惯量支撑减弱、安全运行风险加剧等深层次挑战。亟待科技创新引领电力系统结构性重塑和系统性重构，加快形成新质生产力，推动电力高质量发展。《新型电力系统建设“十五五”规划》（以下简称《规划》）提出加快电力领域新质生产力赋能，明确了攻坚新型电力系统核心技术与装备、深化人工智能赋能、加快新型电力系统标准体系建设等关键任务，构建起覆盖“基础研究—技术攻关—工程验证—推广应用—标准引领”的全链条创新闭环，为以高水平科技自立自强培育电力领域新质生产力、建设新型电力系统提供了根本支撑。

　　一、准确把握发展大势，统筹新型电力系统创新路径

　　“十五五”时期，我国电力系统将经历深刻变革。预计2030年，全社会用电量超13万亿千瓦时，较“十四五”末增加30%；非化石能源发电量占比超50%，加快推进新增用电量由新增清洁能源电量覆盖。电源结构加速向非化石能源为主体转变，电网形态由传统刚性网络向新型柔性互联演进，负荷特性由相对稳定向主动灵活升级，新能源非电消纳利用形式不断拓展。《规划》紧扣发展趋势，科学谋划了源网荷各侧发展路径，形成覆盖全环节的系统性部署。

　　电源侧加速向以新能源为增量主体、存量替代方向转型。预计2030年，风光装机突破28亿千瓦，非化石能源发电装机占比达65%。亟需大力发展风电光伏，加快“三北”沙戈荒、西南“水风光”、东部海上等三大基地建设；科学推进第三代核电规模化发展与第四代核电技术示范应用；积极发展灵活调节、宽负荷高效运行的新一代煤电技术；加快自主化燃气轮机工程应用，形成多能互补、协同支撑的电源供给体系。

　　电网侧正由交流同步刚性大电网向主配微协同、高度电力电子化的柔性电网演进，以区域电网为基础、区域电网异步互联的全国电网格局将加速形成。预计2030年，“西电东送”规模突破4.2亿千瓦，配网支撑9亿千瓦分布式新能源接入。亟需加强新型电网形态构建理论研究，推进“沙戈荒”等100%新能源外送输电工程，提升新能源跨区送出与区域电网互济能力，增强主配微多级协同运行水平，以装备变革支撑电网形态演进。

　　负荷侧正由被动用电向主动灵活互动转变。预计“十五五”末，需求侧削峰能力达最大负荷5%以上，力争更好，车网互动、虚拟电厂、算电协同等新业态规模化发展，电力平衡由“源随荷动”向源网荷储多时间尺度协同优化转变。亟需发展负荷聚合调节技术，依托虚拟电厂聚合充电桩、储能、工业负荷等分散资源；深化算力与电力协同调度，推动数据中心等新型负荷参与系统互动，以数字赋能重塑负荷管理范式。

　　绿电制氢等非电利用规模持续增长，成为新能源消纳的重要支撑。预计2030年，可再生能源制氢规模达到200万吨，绿色氢氨醇等氢基燃料在发电、交通、化工、冶金等领域取得广泛应用，加速壮大氢能产业发展规模。亟需突破柔性高效电解制氢、管道输氢、低成本储氢、氢氨醇合成等氢能“制—储—输—用”全链条关键技术，逐步构建与新型电力系统互补协同的新能源消纳体系。

　　二、攻坚核心技术装备，夯实新型电力系统技术基础

　　核心技术装备是构建新型电力系统的基石、推动电力系统升级变革的先导。《规划》对系统运行、先进电源、新型电网、以及储能等方面进行了体系化攻关部署，并提出推动一批先进技术装备规模化应用，有利于持续发挥重大工程牵引技术验证和迭代升级作用，为“十五五”时期新型电力系统建设提供技术装备支撑。

　　一是强化电力系统规划运行基础理论和仿真技术。突破新能源可靠容量评估、电力电量平衡、源网荷储协同规划、主配微网协调运行等基础理论，完善充裕度、韧性和经济性评价方法；研究低惯量电力系统稳定机理、宽频振荡和连锁故障演化规律，构建复杂大电网安全稳定新理论体系；发展全电磁暂态仿真、数字孪生等技术，提升极端天气等场景推演能力。加快研发自主可控的规划、仿真和运行控制软件，形成模型统一、数据贯通、离线与在线衔接的技术平台，为电力规划决策和安全运行提供基础支撑。

　　二是突破先进电源技术。攻关高效大功率新能源发电技术，推动大容量风电机组、高效率光伏电池及关键材料、核心部件升级，提升新能源主动支撑和涉网性能；突破高水头、大容量冲击式水轮发电机组关键技术，增强复杂水力和高海拔条件下的稳定运行能力；推进一体化钠冷快堆、小堆/微堆等先进核电技术研究，加强基础理论、关键材料、核心设备和燃料循环全链条攻关。

　　三是突破新型输电和组网技术。针对新能源资源与负荷中心逆向分布格局，要提升远距离、大容量、低损耗输电和跨区域互济能力。加快新型直流输电、柔性直流和直流组网创新，突破大功率电力电子器件、新型换流拓扑、直流断路器、宽频振荡抑制和交直流协同控制等关键技术。推进长距离交直流气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）、超特高压交直流电缆及超高海拔、高地震烈度直流关键设备研制，攻克绝缘、材料、热管理、抗震等难题。

　　四是突破电氢协同与跨时间尺度储能技术。高比例新能源系统既有秒级、分钟级波动，也面临跨日能量缺口。加快突破绿电制氢氨醇、氢发电、火电掺氢（氨）、氢储能等关键技术，开展电氢协同示范，推动绿电绿氢融合发展。攻克跨日长时储能及储热技术，提升电化学储能安全性、经济性和寿命，完善“电、氢、热”多元储能体系，形成短时功率调节与长时能量平衡相衔接的技术体系。

　　三、深化人工智能赋能，提升复杂电力系统驾驭能力

　　人工智能是新一轮科技革命与产业变革的重要驱动力量，形成电力领域新质生产力的重要支撑。《规划》对深化人工智能赋能新型电力系统建设全环节、全流程进行专项部署，积极推动人工智能与电力融合发展与试点示范，推动AI赋能应用由单点探索迈向体系化发展。

　　一是推动人工智能赋能电力规划建设、调度控制、市场服务等全链条。在规划建设环节，开展电力供需预测、规划方案生成等智能化应用，加强工程建设智慧管理。在调度控制环节，发展AI智能感知与调度、故障智能诊断与保护等技术，推动系统运行保护向机理与数据协同驱动转变。在市场服务环节，支撑电力市场出清、风险分析和智慧决策，提升源网荷储协同调控水平，实现向“自主智能决策”的跨越。

　　二是筑牢电力领域人工智能的安全发展底线。加强电力行业“人工智能+”基础理论研究，推动AI机理模型、仿真技术与数据模型融合，增强可解释性与鲁棒性。建设高质量电力数据集和电力专业模型，推动自主芯片、基础软件与电力业务适配，完善测试验证、人机协同和分级授权机制，强化覆盖数据、算法、模型和应用的安全防护。

　　三是以算力与电力协同发展夯实人工智能绿色底座。强化算力与电力设施的统筹布局，积极发展算力绿电直连、源网荷储一体化等创新模式，突破算力高可靠供电、算电双向时空调度等关键技术，稳步提升算力设施的绿电消费占比和能效水平，持续增强算力网与电网的协同互动能力，实现以电强算、以算促电的双向赋能。

　　四、加快标准体系建设，以标准引领技术和产业发展

　　标准是科技成果转化的重要桥梁，也是新型电力系统安全有序发展的基础。《规划》对新型电力系统标准体系建设进行前瞻谋划，将知识产权体系构建作为赢得全球能源治理话语权战略主动的关键支撑，为“中国创新”成为“国际标准”提供核心支撑。

　　统筹源网荷储各环节，形成覆盖规划设计、设备制造、并网检测、调度运行、市场交易和安全防护等全生命周期的标准体系。加快构网型技术、柔性直流和直流组网、长时储能、虚拟电厂、电力人工智能等标准制定，完善模型参数、数据接口、仿真测试和验证评价规范。将标准研制与技术研发、试验验证、工程示范同步推进，积极参与国际标准制定，让工程经验更好转化为标准优势。

　　五、完善协同创新体系，加快形成电力领域新质生产力

　　“十五五”时期是电力科技从单点突破向体系能力提升转变的重要阶段，《规划》坚持以科技创新引领新型电力系统变革，将科技创新深度融入“十五五”时期重大任务部署进程中。需要统筹发挥国家实验室、高校院所和科技领军企业作用，推动创新链、产业链、资金链、人才链深度融合。

　　一要强化国家重大任务牵引，聚焦“大任务、大设施、大平台”，高质量实施智能电网等国家重大科技专项，加强攻关任务前瞻布局。二要强化国家战略科技力量协同，持续推进能源电力领域国家实验室体系建设，充分发挥企业科技创新主体作用，推动用户单位、研制单位、高校院所组成创新联合体，让科研选题来自工程、创新成果回到工程。三要强化高水平试验检测和中试验证平台建设，完善首台（套）、多元投入和应用评价机制。四要强化交叉学科人才培养，造就一批具有战略眼光、工程能力和国际视野的科技领军人才与创新团队。

　　建设新型电力系统是一项长期、艰巨、复杂的系统工程，不可能一蹴而就，也不能简单照搬国外经验。必须坚持立足国情、先立后破，坚持安全可靠、经济可行，坚持科技创新与制度创新协同发力。面向“十五五”，要牢牢把握新一轮科技革命和产业变革机遇，勇于进入电力科技“无人区”，加快突破一批基础性、战略性、前沿性技术，推动更多创新成果转化为先进生产力，以高水平电力科技自立自强支撑能源强国建设，为推进中国式现代化提供安全可靠、绿色低碳的电力保障。

　　（怀柔实验室主任、中国工程院院士 汤广福）