附件 新型电力系统发展蓝皮书 （征求意见稿） 电力规划设计总院 水电水利规划设计总院 国核电力规划设计研究院 国网经济技术研究院 国 网 能 源 研 究 院 中国电力企业联合会 —I— 前 言 当今世界，百年未有之大变局加速演进，气候变化、 局势动荡给全人类生存和发展带来严峻挑战，全球能源产 业链供应链遭受严重冲击，国际能源价格高位振荡， 能源 供需版图深刻变革，新一轮科技革命和产业革命深入发展 能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化 技术创新已经成为全球发展趋势。 改革开放以来，我国电力系统规模持续扩大、结构持 续优化、效率持续提升、体制改革和科技创新不断取得突 破，为中华民族的伟大复兴提供了强劲动力。党的十八大 以来，电力行业深入贯彻党中央、国务院关于推进能源革 命的战略部署，持续加快发展和低碳转型升级，为社会经 济快速发展和人民美好生活用电需求提供了坚强的电力保 障。2021 年 3 月 15 日，习近平总书记在中央财经委员会第 九次会议上提出构建新型电力系统，为新时代能源电力发 展指明了科学方向，也为全球电力可持续发展提供了中国 方案。 为完整、准确、全面贯彻党的二十大精神，加速构建 新发展格局，全面助力推进能源革命、构建新型能源体系 推动能源绿色发展，国家能源局组织电力规划设计总院、 水电 水利规划设计总院、国核电力规划设计研究院、国网 经济技 术研究院、国网能源研究院、中国电力企业联合会 编写本蓝皮书。结合新型能源体系建设要求和“双碳”发展战 略研判电力系统发展趋势，分析现有电力系统面临的主要 挑战和问题，全面阐述新型电力系统发展理念、内涵特征， 研判新型电力系统的发展阶段及显著特点，提出建设新型 电力系统的总体架构和重点任务。 目 录 前言..................................................I 一、发展现状与问题挑战 .....................................................................................................1 （一）发展现状.................................................................1 （二）问题挑战.................................................................3 二、形势要求与内涵特征..........................................................6 （一）新形势新理念提出的新要求.................................6 （二）新型电力系统的内涵和特征.................................8 三、三个发展阶段及显著特点................................................11 （一）加速转型期（当前至 2030 年）..........................11 （二）总体形成期（2030 年至 2045 年）.....................14 （三）巩固完善期（2045 年至 2060 年）.....................16 四、总体架构与重点任务........................................................18 （一）加强电力供应保障性支撑体系建设...................18 （二）加强新能源高效开发利用体系建设...................20 （三）加强储能规模化布局应用体系建设...................23 （四）加强电力系统智慧化运行体系建设...................24 （五）强化新型电力系统标准与规范创新...................26 （六）强化核心技术与重大装备应用创新...................28 （七）强化相关配套政策与体制机制创新...................30 —I— 一、发展现状与问题挑战 （一）发展现状 目前我国电力系统发电装机总容量、非化石能源 发电装机容量、远距离输电能力、电网规模等指标均 稳居世界第一，电力装备制造、规划设计及施工建设、 科研与标准化、系统调控运行等方面均建立了较为完 备的工业体系，为服务国民经济快速发展和促进人民 生活水平不断提高的用电需求提供了有力支撑，为全 社会清洁低碳发展奠定了坚实基础。 电力供应保障能力稳步夯实。截至 2021 年底，我 国各类电源总装机规模 23.8 亿千瓦，西电东送规模达 到 2.9 亿千瓦。全国形成以东北、华北、西北、华东、 华中（东四省、川渝藏）、南方六大区域电网为主体、 区域间异步互联的电网格局，电力资源优化配置能力 稳步提升。2021 年，全社会用电量达到 8.3 万亿千瓦时， 总发电量 8.4 万亿千瓦时。电力可靠性指标持续保持较 高水平，用户平均供电可靠率约 99.9%，农村电网供电 可靠率达 99.8%。 电力绿色低碳转型不断加速。截至 2021 年底，非 化石能源装机规模达 11.2 亿千瓦，占比达到 47%，首 次超过煤电装机规模（11.1 亿千瓦）。2021 年，非化 石能源发电量达 2.9 万亿千瓦时，占总发电量的 35%。 其中，新能源发电量 1 万亿千瓦 时， 占总发电 量的 12%，分别比 2010 年和 2015 年提升 11 个、8 个百分点。 图 1 2021 年全国各类电源装机和发电量占比 —1— 电力系统调节能力持续增强。截至 2021 年底，煤 电灵活性改造规模累计约 1.5 亿千瓦，抽水蓄能装机规 模达到 3669 万千瓦，新型储能累计装机规模超过 400 万千瓦。新能源消纳形势稳定向好，全国风电、光伏 发电利用率达到 97%、98%，特别是西北地区风电、光 伏发电的利用率达到了 94.5%、94.6%，同比提升 1.5 个百分点、3.6 个百分点。 电力技术创新水平持续提升。清洁能源装备制造 产业链基本完备。全球最大单机容量 100 万千瓦水电机 组投入运行。华龙一号全球首堆投入商业运行，全球 首个高温气冷堆核电项目成功并网运行。单机容量 10 兆瓦全系列风电机组成功下线。光伏电池转换效率持 续提升。柔性直流、“互联网+”智慧能源、大规模新型 储能、综合能源等一大批新技术、新模式、新业态蓬 勃兴起。 图 2 三代核电示范工程及小型模块化反应堆 图 3 张北柔性直流电网示范工程及柔性直流输电装备 电力体制改革攻坚成效突出。2021 年，全国电力 市场交易规模进一步扩大，全年完成市场化交易电量 3.8 万亿千瓦时。全国统一电力市场体系启动建设，具 有中国特色的电力中长期、辅助服务市场机制和规则 —2— 体系全面建立，现货市场建设试点稳定结算试运行。 上网电价改革进一步深化，输配电价改革持续优化， 分时电价、阶梯电价机制逐步健全。配售电业务加快 放开，形成多元化市场主体参与的新格局。用电营商 环境持续优化，一般工商业电价连续三年降低，世界 银行“获得电力”评价指标排名跃升至全球第 12 位。 （二）问题挑战 一是多重因素叠加，部分地区电力供应紧张，保 障电力供应安全面临突出挑战。当前国际局势依然复 杂多变，能源价格高企，动力煤、天然气等大宗商品 价格出现大幅上涨；国内煤炭、天然气供应紧张，价 格持续高位，火电企业经营存在困难，叠加能耗双控 以及水电出力的不确定性，部分地区电力供应紧张。 长期来看，我国电力需求仍维持稳步增长趋势，尖峰 负荷特征日益凸显。新能源装机比重持续增加， 但未 能形成电力供应的可靠替代，电力供应安全形势严峻。 需要始终坚持底线思维，全力保障能源安全，推动构 建适应大规模新能源发展的源网荷储多元综合保障体 系。 图 4 2022 年我国电力可靠供应难题凸显 二是新能源快速发展，系统调节能力提升面临诸 多掣肘，新能源消纳形势依然严峻。新能源占比的不 断提高，其间歇性、随机性、波动性特点快速消耗电 力系统灵活调节资源。近年来，虽然经过各方不断努 力，全国新能源利用率总体保持较高水平，但消纳基 础尚不牢固，局部地区、局部时段弃风弃光问题依然 —3— 突出。未来，新能源大规模高比例发展对系统调节能 力提出了巨大需求，但调节性电源建设面临诸多约束， 区域性新能源高效消纳风险增大，制约新能源高效利 用。 图 5 我国各类电源装机结构 三是高比例可再生能源和高比例电力电子设备的 “双高”特性日益凸显，系统运行压力持续增加。相比 于同步发电机主导的传统电力系统，新型电力系统低 惯量、低阻尼、弱电压支撑等特征明显。我国电网呈 现交直流送受端强耦合的复杂电网形态，电网电压层 级复杂，高低压层级电网之间、送受端电网之间协调 难度大，电力系统安全稳定运行面临较大风险挑战。 随着高比例新能源、新型储能、柔性直流输电等电力 技术快速发展和推广应用，系统主体多元化、电网形 态复杂化、运行方式多样化的特点愈发明显，对电力 系统安全、高效、优化运行提出了更大挑战。 图 6 电力系统安全稳定运行面临较大风险 —4— 四是传统电力调度方式难以完全适应新形势新业 态，调控技术手段、调度机制、信息安全防护等亟 待升级。一是随着数量众多的新能源、分布式电源、 新型储能、电动汽车等接入，电力系统信息感知能力 不足，现有调控技术手段无法做到全面可观、可测、 可控，调控系统管理体系不足以适应新形势发展要求。 二是当前电力调度方式主要是面向常规电源为主的计 划调度机制，尚不能适应电力市场环境下交易计划频 繁调整，不能适应高比例新能源并网条件下源网荷储 “多向互动”的灵活变化。三是作为重要基础设施领域， 电力系统已成为网络攻击的重要目标，信息安全防护 形势更加复杂严峻，调度系统的信息安全防护能力亟 需提升。 五是电力关键核心技术装备的自主化、国产化水 平偏低，电力系统科技创新驱动效能需持续提升。我 国能源电力领域已形成具有较强国际竞争力的完整产 业链、供应链和价值链，但同世界能源电力科技强国 相比仍存在短板与不足，氢能、新型核电、 碳捕捉利 用及封存（CCUS）、燃料电池、大型燃气轮机、高温 材料等核心技术装备长期被国外垄断，支撑新型电力 系统构建的“卡脖子”技术和核心装备亟需攻关突破。需 要加强政策引导，激发创新潜力，打造新型电力系统 多维技术路线推动能源电力全产业链融通发展。 六是电力系统转型发展过程中仍然面临诸多障碍 和风险挑战，亟需完善适应新型电力系统的