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國家發展改革委 國家能源局關于加強新形勢下電力系統穩定工作的指導意見 發改能源〔2023〕1294號 各省、自治區、直轄市、新疆生產建設兵團發展改革委、能源局，天津市工業和信息化局、遼寧省工業和信息化廳、上海市經濟和信息化委員會、重慶市經濟和信息化委員會、四川省經濟和信息化廳、甘肅省工業和信息化廳，北京市城市管理委員會，國家能源局各派出機構，有關電力企業： 為深入貫徹黨的二十大精神，全面落實黨中央、國務院決策部署，準確把握電力系統技術特性和發展規律，扎實做好新形勢下電力系統穩定工作，加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統，保障電力安全可靠供應，推動實現碳達峰碳中和目標，提出以下意見。 一、總體要求 （一）指導思想 以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹黨的二十大精神，全面落實碳達峰碳中和戰略部署和“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，深刻認識未來相當長時間內，電力系統仍將維持交流電為主體、直流電為補充的技術形態，穩定問題將長期存在，牢固樹立管電就要管系統、管系統就要管穩定的工作理念。立足我國國情，堅持底線思維、問題導向，堅持系統觀念、守正創新，堅持先立后破、遠近結合，統籌發展和安全，做好新形勢下電力系統穩定工作，為中國式現代化建設提供可靠電力保障，滿足人民美好生活用電需要。 （二）總體思路 夯實穩定物理基礎。科學構建源網荷儲結構與布局，保證電源結構合理和電網強度，建設充足的靈活調節和穩定控制資源，確保必要的慣量、短路容量、有功、無功和阻尼支撐，滿足電力系統電力電量平衡和安全穩定運行的需求。 強化穩定管理體系。圍繞高比例可再生能源、高比例電力電子設備的電力系統在源網荷儲互動環境下安全穩定運行，科學謀劃電力系統轉型的發展方向和路徑，統籌規劃、建設、運行、市場、科研等各項工作，建立適應新型電力系統的穩定管理體系，確保穩定工作要求在新型電力系統全過程、全環節、全方位落實。 加強科技創新支撐。圍繞系統安全穩定技術需求，加強基礎理論研究，推進重大技術和裝備攻關，加快先進技術示范和推廣應用，協同構建適應新型電力系統的穩定技術標準體系，以創新支撐新型電力系統建設。 二、夯實電力系統穩定基礎 （三）完善合理的電源結構。統籌各類電源規模和布局。可靠發電能力要滿足電力電量平衡需要并留有合理裕度，為系統提供足夠的調峰、調頻、調壓和阻尼支撐；科學確定電源接入電網電壓等級，實現對各級電網的有效支撐；構建多元互補的綜合能源供應體系。增強常規電源調節支撐能力。新建煤電機組全部實現靈活性制造，現役機組靈活性改造應改盡改，支持退役火電機組轉應急備用和調相功能改造，不斷提高機組涉網性能；積極推進主要流域水電擴機、流域梯級規劃調整等，依法合規開展水電機組改造增容，新建水電機組按需配置調相功能；積極安全有序發展核電，加強核電基地自供電能力建設；在落實氣源的前提下適度布局調峰氣電；穩步發展生物質發電。大力提升新能源主動支撐能力。推動系統友好型電站建設，有序推動儲能與可再生能源協同發展，逐步實現新能源對傳統能源的可靠替代；協同推進大型新能源基地、調節支撐資源和外送通道開發建設，推動基地按相關標準要求配置儲能，保障外送電力的連續性、穩定性和高效性。 （四）構建堅強柔性電網平臺。明確網架構建原則。構建分層分區、結構清晰、安全可控、靈活高效、適應新能源占比逐步提升的電網網架，合理確定同步電網規模；保證電網結構強度，保持必要的靈活性和冗余度，具備與特高壓直流、新能源規模相適應的抗擾動能力和靈活送受電能力。提高直流送受端穩定水平。直流送端要合理分群，控制同送端、同受端直流輸電規模，新增輸電通道要避免過于集中；直流受端要優化落點布局，避免落點過于密集；常規直流受端和新能源高占比地區應具備足夠的電壓支撐能力，短路比等指標要符合要求；積極推動柔性直流技術應用。促進各級電網協調發展。合理控制短路電流水平，適時推動電網解環；推動建設分布式智能電網，提升配電網就地平衡能力，實現與大電網的兼容互補和友好互動。 （五）科學安排儲能建設。按需科學規劃與配置儲能。根據電力系統需求，統籌各類調節資源建設，因地制宜推動各類儲能科學配置，形成多時間尺度、多應用場景的電力調節與穩定控制能力，改善新能源出力特性、優化負荷曲線，支撐高比例新能源外送。有序建設抽水蓄能。有序推進具備條件的抽水蓄能電站建設，探索常規水電改抽水蓄能和混合式抽水蓄能電站技術應用，新建抽水蓄能機組應具備調相功能。積極推進新型儲能建設。充分發揮電化學儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、氫儲能、熱（冷）儲能等各類新型儲能的優勢，結合應用場景構建儲能多元融合發展模式，提升安全保障水平和綜合效率。 三、加強電力系統全過程穩定管理 （六）加強電力系統規劃。統籌整體規劃。統籌源網荷儲整體規劃，強化區域協同，加強規劃方案及過渡期安全穩定和供電充裕性的系統論證，提高規劃階段電力系統安全穩定計算分析的深度和精度，加強系統調節能力統籌規劃。強化規劃執行。嚴格按規劃推動源網荷儲協同發展、按時投運，滾動開展供需平衡分析，合理安排支撐性電源和調節性資源建設，滿足電網安全穩定運行、電力保供和新能源消納要求。有序做好銜接。加強規劃與建設、運行等環節的有效銜接，提升規劃方案的適應性、可行性與安全性；加強一、二次系統銜接，協調開展安全穩定控制系統的整體方案研究。 （七）加強工程前期設計。深化設計方案。在大型輸變電工程、大型電源接入系統、直流輸電工程的可行性研究及初步設計工作中，加強工程對系統的影響分析。開展差異化補強設計。針對重點區段開展差異化設計，提升工程可靠性和抵御災害能力。優化二次系統設計。合理配置繼電保護、穩定控制、通信、自動化、監控系統網絡安全等二次系統，確保滿足相關標準和反事故措施要求。 （八）加強電力裝備管理。緊密圍繞電力系統的穩定技術要求開展相關裝備研制、系統試驗。針對不同應用場景優化直流、新能源等電力電子裝備的并網性能。嚴格把關電力裝備入網質量，充分開展試驗測試，消除裝備質量系統性缺陷。對新研發的首臺（套）電力裝備，加強科學論證和風險管控。 （九）加強電力建設管理。強化電力工程建設的安全、環保、質量、進度等全周期管理，實現工程“零缺陷”投運。組織實施與基建工程配套的系統安全穩定控制措施，確保二次設備與相應的一次設備同步建設、同步投運。針對工程建設過渡階段，開展系統分析校核，落實過渡期安全保障措施。 （十）加強電力設備運維保障。加強大型電源和主網設備的可靠性管理，持續開展設備隱患排查治理和狀態監測，針對重要輸電通道、樞紐變電站、重要發電廠等關鍵電力設施開展專項運維保障。及時開展設備缺陷及故障原因分析，制定并落實反事故措施，定期核定設備過負荷能力。加強二次系統運維保障，確保二次設備狀態和參數與一次系統匹配，防止繼電保護及安全自動裝置不正確動作。 （十一）加強調度運行管理。嚴肅調度紀律。堅持統一調度、分級管理，各并網主體必須服從調度機構統一指揮，調度機構要嚴格按照相關法律法規和制度標準開展穩定管理工作；統籌安排電力系統運行方式，協同落實互聯電力系統安全穩定控制措施；發生嚴重故障等情況下，調度機構應按照有關規定果斷采取控制措施。強化協同控制。建立一、二次能源綜合管理體系，加強電力電量全網統一平衡協調；提升新能源預測水平，嚴格開展各類電源及儲能設施涉網性能管理，通過源網荷儲和跨省區輸電通道送受端電網協同調度，提高面向高比例可再生能源接入的調度管控能力。 （十二）加強電力系統應急管理。建立健全應對極端天氣、自然災害及突發事件等的電力預警和應急響應機制，加強災害預警預判和各方協調聯動。強化重點區域電力安全保障，合理提高核心區域和重要用戶的相關線路、變電站建設標準，推進本地應急保障電源建設，重要用戶應根據要求配置自備應急電源，加強移動應急電源統籌調配使用，在重點城市建成堅強局部電網。加強超大、特大城市電力保供分析，根據需求保留部分應急備用煤電機組，應對季節性和極端天氣保供。提升事故后快速恢復和應急處置能力，優化黑啟動電源布局，完善各類專項應急預案，定期組織開展大面積停電事件應急演練。 （十三）加強電力行業網絡安全防護。強化安全防護建設。堅持“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”原則，強化結構安全、本體安全，探索構建安全子域，推進新型并網主體電力監控系統安全防護能力建設，強化供應鏈安全管理，深化安全防護評估。提升網絡安全態勢感知及應急處置能力。完善網絡安全態勢感知平臺建設應用，推進電力網絡安全靶場高質量發展，強化備用調度體系，制修訂電力監控系統專項網絡安全事件應急預案并定期組織演練。 四、構建穩定技術支撐體系 （十四）攻關新型電力系統穩定基礎理論。研究高比例可再生能源、高比例電力電子設備接入電力系統、特高壓交直流混聯運行的穩定機理和運行特征，掌握電力系統故障暫態過渡過程及抑制方法。創新電力系統多維度穩定性控制理論與方法，突破海量異構資源的廣域協調控制理論，深入研究新型儲能對電力系統安全穩定支撐作用與控制方法。加快攻關源荷高度不確定性環境下的電力電量平衡理論，建立完善各類靈活調節性資源規劃設計理論。 （十五）提升系統特性分析能力。推進電力系統多時間尺度分析仿真能力建設。在電力系統各環節深入開展分析，對高比例電力電子設備接入電網開展電磁暫態仿真或機電-電磁混合仿真校核，建立和完善集中式新能源、新型儲能、直流等詳細分析模型，開展含分布式電源的綜合負荷建模，推動新能源發電機組模型與參數開放共享。加強電力系統穩定特性分析。考慮運行工況的多變性和隨機性，強化在線安全分析應用，充分利用實際故障和系統性試驗開展研究，掌握系統安全特性及穩定邊界。 （十六）強化系統運行控制能力。融合先進信息通信技術，匯集一次能源、設備狀態、用戶側資源、氣象環境等各類信息，構建全網監視、全頻段分析、全局優化、協同控制、智能決策、主配一體的調度技術支持系統，提高電力系統運行控制的自適應和數字化水平，實現調度決策從自動化向智能化轉變。提升新能源和配電網的可觀、可測、可控能力，研究分布式電源、可控負荷的匯聚管理形式，實現海量分散可控資源的精準評估、有效聚合和協同控制，同步加強網絡安全管理。建設技術先進、覆蓋主配、安全可靠、高速傳輸的一體化電力通信專網，為運行控制、故障防御提供堅強技術支撐。 （十七）加強系統故障防御能力。鞏固和完善電力系統安全防御“三道防線”，開發適應高度電力電子化系統的繼電保護裝置和緊急控制手段，研究針對寬頻振蕩等新型穩定問題的防控手段，擴展穩定控制資源池，滾動完善控制策略，加強安全自動裝置狀態和可用措施量的在線監視，保障電力電子化、配電網有源化環境下穩定控制措施的有效性。研究新能源高占比情形下發生極端天氣時的電力系統穩定措施。加強電力系統故障主動防御能力，提升全景全頻段狀態感知和穩定控制水平，實現風險預測、預判、預警和預控。 （十八）加快重大電工裝備研制。研發大容量斷路器、大功率高性能電力電子器件、新能源主動支撐、大容量柔性直流輸電等提升電力系統穩定水平的電工裝備。推動新型儲能技術向高安全、高效率、主動支撐方向發展。提高電力工控芯片、基礎軟件、關鍵材料和元器件的自主可控水平，強化電力產業鏈競爭力和抗風險能力。 （十九）加快先進技術示范和推廣應用。緊密圍繞電力系統穩定核心技術、重大裝備、關鍵材料和元器件等重點攻關方向，充分調動企業、高校及科研院所等各方面力量，因地制宜開展電力系統穩定先進技術和裝備示范，積累運行經驗和數據，及時推廣應用成熟適用技術，加快創新成果轉化。 （二十）加強穩定技術標準體系建設。充分發揮現有標準指導作用。建立健全以《電力系統安全穩定導則》《電力系統技術導則》《電網運行準則》為核心的穩定技術標準體系并適時修訂完善，強化標準在引領技術發展、規范技術要求等方面的作用。持續完善穩定技術標準體系。完善新能源并網技術標準，提升新能源頻率、電壓耐受能力和支撐調節能力；建立新型儲能、虛擬電廠、分布式智能電網等新型并網主體涉網及運行調度技術標準；完善新型電力系

新型儲能是支撐“雙碳”目標實現和新型電力系統建設的關鍵技術，規模化儲能應用將成為新型電力系統的重要標志。目前應用的新型儲能以鋰電池儲能為主，裝機占比超過90%，然而鋰電池儲能在安全性方面存在固有隱患，且相關技術指標難以完全匹配未來新型電力系統建設需求，同時我國鋰礦對外依存度較高，2022年碳酸鋰等主要上游原材料價格漲至2021年同期的5~6倍，嚴重抬高鋰電池成本，制約鋰電池的大規模發展。本文重點對比分析了新型儲能不同技術路線與新型電力系統建設需求的匹配性，進一步研究提出近期和遠期的技術路線應用建議，為后續新型儲能技術發展提供思路。 ? 一、新型電力系統建設對新型儲能技術提出更高要求 新型電力系統為適應新能源占比逐步提升，亟需新型儲能規模化應用，充分發揮儲能在保障新能源合理消納利用、提升系統調節能力、支撐新能源可靠替代等方面的重要作用，這也給新型儲能技術提出了更高要求。 新型電力系統建設要求新型儲能提供更長的儲能時長。我國電力系統是全球規模最大、結構最為復雜的電力系統。由于電力行業技術資金密集，長期形成的電力發展格局存在高度的路徑依賴，未來較長時間內，我國電力系統仍將以大規模交流同步系統為主，需要電力供需時刻保持平衡。當前電力系統主要依賴出力可調的常規電源，實現“源隨荷動”的實時平衡。隨著新能源逐步成為電量供應主體，其發電出力的隨機性、波動性和季節不均衡性將使電力系統的平衡調節問題由日內平衡調節向跨日、跨季平衡調節轉變。為此，就要求新型儲能具備更長時間尺度能量存儲和搬移能力，通過大規模長時儲能配合新能源運行，以實現“發—用”實時平衡向“發—儲—用”動態平衡轉變，支撐電力系統發用電解耦，滿足電力供需平衡要求。 新型電力系統建設要求新型儲能具備提供頻率、電壓、轉動慣量等支撐能力。隨著新能源大規模開發、高比例并網，以及逆變器、變流器等電力電子設備的大量應用，新型電力系統的“雙高”特征將進一步凸顯。“雙碳”目標下，化石電源將逐步退出，維持交流電網安全穩定的物理基礎被不斷削弱，系統轉動慣量減小，功角、頻率、電壓等傳統穩定問題呈惡化趨勢。新型儲能通過合理的控制手段，具備有功調節和無功支撐能力，能有效支撐節點電壓、平抑系統頻率波動，部分機械式儲能天然具備轉動慣量支撐能力，可有效緩解上述“雙高”帶來的系統運行穩定性問題，降低電網運行風險。 新型電力系統建設要求新型儲能具備更高的技術安全性。安全問題始終是儲能行業面臨的一大挑戰。儲能系統的整體安全性包括電氣安全、火災安全、化學安全和機械安全等多方面內容。不同儲能技術路線所對應的安全風險不同，例如鋰離子電池儲能、鈉硫電池儲能以及氫儲能需要重點關注火災安全，液流電池重點關注化學安全，飛輪儲能需要重點關注機械安全等。以目前應用較為廣泛的鋰離子電池儲能為例，據不完全統計，2018年以來各國儲能電站共發生火災事故三十余次。為適應未來新型儲能規模化發展需求，新型儲能安全性能亟需突破。 新型電力系統建設需要更為靈活的新型儲能布局。新型電力系統下，源、網、荷各側都將對新型儲能具有廣泛的應用需求，需以系統實際需求為導向進行靈活布局。在源側，新型儲能將成為支撐新能源可靠替代化石電源的重要手段，作為配套的優質調節電源，支撐大型風光基地的開發和外送。在網側，新型儲能在保障輸電通道安全可靠綠色運行、提升電力可靠供應能力、提升系統調節能力等方面都將發揮重要作用。在荷側，新型儲能是支撐分布式系統運行、實現源網荷儲一體化發展、提升需求側響應能力的重要支撐。 新型儲能規模化發展需要具備較好的能量密度特性。伴隨著新能源的大規模發展，并逐步向主體電源轉變，新型儲能作為提升系統調節能力的重要舉措，也將加快步入規模化發展的窗口期。根據電力規劃設計總院前期相關研究，預計2030年，新型儲能需求規模約2億千瓦；到2060年，新型儲能規模需求將超過12億千瓦。新型儲能的能量密度特性將成為影響其占地空間、布局靈活性、工程成本的重要因素，為此，需要新型儲能具備高能量密度，支撐規模化發展。 二、適應新型電力系統發展需求的新型儲能技術路線研判 （一）不同新型儲能技術路線與系統建設需求的匹配性分析 新型儲能按照技術類別可以分為機械儲能、電化學儲能、電磁儲能、熱儲能和氫儲能。其中，機械儲能主要包括壓縮空氣儲能、飛輪儲能、二氧化碳儲能、重力儲能等；電化學儲能主要包括鋰離子電池、鈉離子電池、鉛蓄電池、液流電池等；電磁儲能主要包括超導儲能、超級電容器等；熱儲能主要包括顯熱儲能、潛熱儲能及熱化學儲能。結合上述分析的新型電力系統建設對新型儲能的技術要求，對各類新型儲能技術與系統建設需求的匹配性進行分析比較。 機械儲能具有類比于常規火電機組的主動支撐能力，且能夠滿足長時儲能需求。尤其是機械儲能中的壓縮空氣儲能技術逐漸成熟，將成為未來極具發展潛力的新型儲能。常規基于天然鹽穴的壓縮空氣儲能受鹽穴資源限制，建設局限性較大，三北沙漠、戈壁、荒漠，東部沿海負荷中心等地區不具備建設條件，基于人工硐室壓縮空氣儲能利用基巖造穴，我國大部分地區基巖條件及深度適宜，理論上全國均可選址，布局較為靈活，未來發展前景廣闊。 電化學儲能充放時間可以控制在毫秒級，對受端電網頻率的支撐能力較高，且布局靈活，能量密度整體較高，其中鋰離子電池能量密度高達140~220Wh/kg。目前最常應用的鋰離子電池儲能適用于4小時以內的短時間尺度儲能場景，但因其存在燃爆風險，安全性仍需進一步提升。同時鋰離子電池儲能受碳酸鋰等主要上游原材料價格制約，未來大規模發展存在一定不確定性。鈉離子電池、液流電池等新型的電化學儲能技術能夠實現電池的本質安全，且具備一定長時儲能能力，但也存在運行問題，鈉離子電池在高溫運行下存在腐蝕問題和安全隱患，液流電池充放電效率偏低（60%～75%），關鍵設備仍需進一步突破，但從中遠期來看隨著技術進步應用前景廣闊。 電磁儲能具有較高的技術安全性和布局靈活性，效率較高且使用壽命長。但此類儲能技術僅適用于超短時間尺度儲能應用場景，能量密度低、成本高，同時無法對系統提供主動支撐，總體來看電力系統對其需求整體較小。 熱儲能具有容量大、壽命長、安全性好、布局相對靈活等優點，但現階段轉化損耗大、效率較低。熱儲能可以作為能量轉化過程中的一個環節，如光熱發電、清潔電能供熱等，在支撐未來多能源品種轉換應用、提升綜合能源系統利用效率方面前景廣闊。 氫儲能能量密度較高且外部環境依賴性小，儲能過程無污染，同時適用于極短或極長時間供電，是極具潛力的新型大規模儲能技術。氫儲能缺點在于涉及電制氫、氫儲運和氫發電等環節，全過程轉換效率低，并且氫屬于易燃易爆品，存在一定安全隱患。但目前來看，氫儲能是解決未來系統跨月跨季平衡調節問題的主要舉措，亟需大力推進。 總體來看，各類儲能技術的儲能時長、能量密度等特性不盡相同，存在各自匹配的應用場景，不存在“包打天下”的儲能技術。應積極推動新型儲能技術多元化發展，根據新型電力系統不同建設階段的系統需求，重點發展推廣不同的儲能技術路線。 （二）新型儲能技術分階段應用前景研判 按照黨中央提出的新時代“兩步走”戰略安排要求，錨定碳達峰碳中和目標，2030年、2060年是新型電力系統構建目標的重要時間節點。下面基于新型電力系統近期（2030年）、遠期（2060年）對儲能技術的需求差異，研判新型儲能各類技術應用前景。 新型電力系統建設近期，為加速新能源可靠替代、提升新能源并網友好性、提升分布式新能源可控可調水平，該階段對新型儲能技術的要求聚焦于技術安全性、布局靈活性、穩定支撐性方面，結合各類儲能技術的性能指標和發展成熟度，應著力發展高安全性電化學儲能技術及高靈活性壓縮空氣儲能技術，提升鋰電池安全性、降低鋰電池成本，發展鈉離子電池、液流電池等高安全水平的電化學儲能技術，同時推進基于人工硐室等靈活儲氣方式的壓縮空氣儲能技術，實現日以內時間尺度的電力系統調峰和能量調度，滿足大規模新能源調節、存儲、消納需求。 新型電力系統建設遠期，隨著新能源逐步成為電量供應主體，季節出力不均衡情況下電力系統長時間尺度平衡調節矛盾凸顯，需重點推動壓縮空氣儲能、熱儲能、氫儲能、重力儲能等長時儲能技術發展。同時，為全面支撐碳中和目標的如期實現、維護新型電力系統的長期安全靈活穩定運行，新型儲能技術需要繼續朝著高支撐能力、高能量密度、環保安全、靈活布局的方向發展，應持續革新改進儲能本體材料，實現各類儲能技術的大容量、長壽命、跨季節突破與規模化發展，持續推進長時、短時多元化新型儲能技術的有機結合和優化運行，充分發揮各類新型儲能技術的優勢，實現跨季節、大范圍的可再生能源存儲與調節。 三、關于新型儲能技術發展的幾點建議 一是結合系統需求統籌推進多元化儲能技術創新發展。以新型電力系統建設需要為導向，推動新型儲能技術創新。綜合考慮技術成熟度、安全性、技術經濟性等因素，在發展電化學儲能的同時，當前需統籌開展壓縮空氣儲能、鈉離子電池、液流電池、熱儲能、氫儲能等多元化新型儲能技術路線示范，加快關鍵儲能技術研發，開展重大工程示范，進一步帶動產業化發展，實現各類新型儲能共同發展、優勢互補、協調運行，滿足不同應用場景下、不同發展階段的電力系統實際需求。 二是提前開展長時新型儲能關鍵技術攻關布局。未來電力系統的調節需求將由日內調節轉變為跨日、跨周乃至跨月等長時間尺度調節，亟需提前開展以氫儲能為代表的長時儲能技術研究。大力推動可再生能源制取“綠氫”，重點研發質子交換膜和高溫固體氧化物電解制氫等關鍵技術，開展氫儲運/加注關鍵技術、燃料電池設備及系統集成關鍵技術研發和推廣應用，實現氫能制備利用關鍵技術完全國產化，研發純氫氣燃氣發電機組。 三是積極建立多元靈活的新型儲能電價機制和市場機制。為更好推進各類儲能技術發展，需結合發揮功能建立針對性配套價格機制。比如對于以支撐電力系統調節為主要功能的新型儲能，可考慮參照抽水蓄能電價機制，建立電量電價與容量電價相結合的兩部制電價機制。倘若是用于替代電網輸變電設備投資的新型儲能，需確保其相較其他輸變電設備具有更好的經濟性，經評估認證后可納入輸配電價回收。同時，還需加快推動新型儲能參與電力現貨市場，發揮移峰填谷和頂峰供電作用，充分發揮價格信號引導作用，適當增加現貨市場價差，擴大儲能盈利空間。適時建立容量市場，體現儲能對系統容量支撐方面的價值，推動儲能在市場中獲得合理收益。

隨著新能源的快速發展，電力系統“雙高”（高比例可再生能源、高比例電力電子設備）特征凸顯，系統的物理基礎、功能形態深刻變化，給電網安全穩定運行帶來挑戰。新能源場站需要具備主動支撐能力，擁有接近或高于同步電源的控制特性，支撐系統電壓、頻率穩定以及提供備用容量。國家電網有限公司華北分部開展新能源場站主動支撐技術研究，深入分析大規模新能源接入對電網的影響，提出了新能源主動支撐技術要求，助力新能源健康有序發展，推動加快構建新型電力系統。 ●大規模新能源接入影響電網安全穩定運行 近年來，新能源接入電網的規模逐年擴大。以華北電網為例，預計到今年年底新能源裝機規模約3億千瓦，2025年約4.3億千瓦。受新能源主動支撐能力不足、單機容量小、裝機數量大等因素影響，監測和控制電力系統運行情況的難度增加，給電網安全穩定運行帶來挑戰。 電力系統轉動慣量下降，頻率穩定水平降低。新能源機組呈現出弱慣性或無慣性特征，在無附加控制的情況下，新能源機組在慣量響應階段并不具備分配系統擾動功率的能力，在一次調頻階段頻率調節能力受限，電力系統頻率變化速度加快、幅度增加；在有附加控制的情況下，受新能源機組運行特性制約，慣量響應及一次調頻的上調空間有限。隨著新能源裝機接入占比增加，電網總體慣量、調頻能力降低，出現故障的風險增加。 新能源機組對電力系統電壓支撐能力不足，系統電壓穩定水平下降。新能源場站一般由無功設備提供電壓支撐，由于并網電壓等級較低，難以為500千伏及以上主網提供有效支撐。如果電力系統故障導致新能源機組進入低電壓穿越狀態，新能源機組難以提供系統急需的動態無功支撐，造成系統電壓穩定水平降低，必須通過降低系統運行效率的方式保證穩定水平。 具有“雙高”特征的電力系統動態特性復雜，功角穩定特性變化大。電力系統動態特性發生較大改變，系統同步穩定逐漸由新能源參與轉變成主導。電網出現故障后容易產生復雜的動態交互作用，可能引起傳統機組功角穩定問題、新能源機組的同步穩定問題以及系統電壓穩定問題并存的復雜情況，給電網運行控制造成困難。 電力電子設備大幅增加，寬頻振蕩問題凸顯。直流、新能源機組、無功補償設備等通過電力電子設備接入電網，這些元件之間存在多時間尺度交互。電力系統出現振蕩時，振蕩頻率呈現寬頻帶特性，寬頻振蕩發生的概率大幅增加，易引發電網失穩。寬頻振蕩的抑制、控制和阻斷面臨較大挑戰。 電力系統連鎖故障風險增加。新能源機組耐過流能力差，當電網故障引發低電壓或高電壓時都會引發換流器過流，易造成新能源機組脫網。新能源機組控制電壓能力不及傳統機組，暫態過電壓問題突出，也增加了新能源機組的脫網風險，可能引發系統頻率和電壓問題，導致連鎖故障。 ●新能源場站需在多方面具備主動支撐能力 隨著新能源占比提高，同步電源占比下降，電力系統可用調節能力下降，急需研究新能源主動支撐技術，使新能源場站具備一定的頻率和電壓支撐、抑制寬頻振蕩等能力，以保證電力系統安全穩定運行。 新能源主動支撐技術需提高新能源場站同步穩定能力。新能源場站設備受到單一故障擾動后應具備保持同步的能力，避免因同步失穩引發脫網。例如，可采取功角穩定支撐技術，在規劃設計階段通過優化新能源接入系統方案，提升送出系統的功角穩定水平。 新能源主動支撐技術需使新能源場站具備調頻、調壓能力。新能源場站應具備不低于同等容量傳統機組的調頻、調壓能力。在調頻能力方面，新能源場站應具備同等容量傳統機組一次調頻能力、爬坡能力、慣量響應能力。例如可利用頻率慣量支撐技術改造風電機組控制系統，利用轉子動能實現虛擬慣量，模擬傳統發電機一次調頻特性，實現系統頻率的調節。 接入弱電網的新能源場站需具備抑制寬頻振蕩的功能。新能源場站一方面要根據寬頻振蕩評估結果，采取新能源控制參數優化等措施，主動降低寬頻振蕩風險水平；另一方面要具備附加阻尼功能，通過場站內儲能、靜止無功發生器（SVG）等設備實現寬頻振蕩抑制。 新能源場站要有足夠的短路容量支撐能力。新能源場站需具備送出95%電量的送出能力，同時滿足多場站短路比要求。例如，可采取加裝分布式調相機的方式提高新能源場站短路容量，有效提升系統強度。 新能源場站應具備故障穿越能力，更好地適應電網。光伏發電設備、儲能設備、風機需具備不低于各項標準要求的故障穿越能力，必要時采用零電壓穿越技術，滿足電力系統安全穩定要求。在系統發生嚴重短路故障場景下，新能源場站實現不脫網持續運行的時間要滿足系統安全穩定運行要求。例如，雙饋風機可采取直流側附加泄能支路等控制技術，逐步實現零電壓穿越。新能源場站內的電力電子設備應采用具有故障穿越特性的協調優化技術，統籌兼顧暫態過電壓和低電壓問題，使新能源的有功、無功功率控制具備電網友好型特征。 新能源主動支撐技術需提升新能源設備涉網性能。在提高新能源設備耐壓能力方面，采取“新能源+調相機+避雷器”組合技術，解決瞬時過電壓問題，降低電壓波幅。在提高新能源設備耐流能力方面，采取加裝撬棍電路（Crowbar）、斬波電路（Chopper）硬件保護的方式實現過流限制，通過對換流器進行零電壓穿越改造提升換流器耐流能力。 ●建議將主動支撐要求納入新能源項目前期管理 今年4月24日，國家能源局發布《關于加強新型電力系統穩定工作的指導意見（征求意見稿）》，提出“大力提升新能源主動支撐能力。推動系統友好型電站建設，逐步實現新能源在電力供應和穩定支撐方面的可靠替代；協同推進大型新能源基地、調節支撐電源和外送通道開發建設，保障外送電力的連續性和穩定性”“研發大容量斷路器、大功率高性能電力電子器件、新能源主動支撐、大容量柔性直流輸電等提升電力系統穩定水平的電工裝備”。 結合新型電力系統建設，在新能源主動支撐技術發展方面，建議建立完備的新能源主動支撐技術要求及標準，并將相關要求及標準納入新能源項目前期管理工作，提升新能源場站的支撐能力，提高電力系統安全穩定水平。

無論是年度新增裝機，亦或累計裝機，分布式光伏已然是我國光伏市場毫無爭議的“半壁江山”。不僅如此，疊加整縣推進、鄉村振興，分布式光伏同時承擔著戰略重任。風口之外，分布式光伏從業人員激增，開發企業、設備企業、經銷商、渠道商、安裝商等等。規范行業秩序、保障用戶利益，分布式光伏也逐漸成為政策整頓重點方向之一。 據不完全統計，自去年下半年以來，至少已有13省的20個市縣區密集發布分布式光伏政策，重點圍繞分布式光伏備案、并網、安裝、配儲等市場關注重點進行了規范。 01限制實施 在備受矚目的整縣分布式光伏開發中，國家能源局強調五不原則：自愿不強制、試點不審批、到位不越位、競爭不壟斷、工作不暫停。因此，部分地區的限制行為多集中于國有或集體產權屋頂。如湖北宜城、江蘇睢寧。 湖北宜城：全市所有學校、醫院、政府投資標準廠房、辦公樓等國有和集體權屬房屋，未經批準不得擅自實施屋頂光伏發電項目。 江蘇睢寧：所有學校、醫院、政府投資標準廠房、辦公樓等國有資產和鎮、村（社區）集體所有資產屋頂光伏發電項目由縣政府實行全縣統籌，未經批準不得實施。 在光伏行業2023年上半年發展回顧與下半年形勢展望研討會上，國家能源局新能源和可再生能源司新能源處處長邢翼騰也透露，就整縣分布式光伏開發，相關部門上半年到山東、河北、河南、浙江、江蘇等省份開展試點工作專題調研，也形成了試點工作的評估辦法和初步的促進和規范戶用光伏的發展思路，下半年將抓緊推動落實。 02停止備案、并網 一經發布便轟動行業的停止備案、并網主要源于行業亂象或超出電網可接入承載能力。 遼寧營口：綜合考慮營口地區分布式電源可接入承載能力981.98MW和實際已備案的項目達到1527.06MW的實際情況，決定暫緩全市新增全分布式光伏項目備案工作，開放時間另行通知。市供電公司暫緩受理分布式光伏項目并網申請，開放時間另行通知 遼寧遼中區:6月8日，遼寧沈陽市遼中區發改局發布緊急通知，指出部分鎮(街道)未嚴格按照文件《關于鼓勵促進分布式光伏產業健康發展的指導意見》要求執行，存在企業“化整為零”以自然人身份申請備案、超范圍建設等不符合文件要求以及在未取得備案手續情況下，開工建設至驗收并網的現象。因此要求各鎮(街)、供電公司查找問題、并進行整改，整改期限一個月。在限期整改期間，暫停自然人光伏項目備案；供電公司暫停自然人光伏項目驗收并網，待整改結束后，恢復自然人光伏項目驗收及并網。 湖南、江蘇睢寧主要對暫停備案、并網提前進行了預警。如湖南政策指出，電網可開放容量不足的地區，除戶用自然人分布式光伏及鄉村振興村級光伏電站外，應暫停其他分布式光伏的備案。江蘇睢寧要求，年發電量超過年用電量50%的配電變壓器供電區域，供電公司合理開展配電網升級改造，升級改造期間，暫停該區域配電變壓器接入光伏發電項目。 03嚴控租賃模式 租賃居民屋頂可謂各地政策共同關注的重點，10地政策一律指明，租用他人屋頂以營利性質為目的光伏項目，一律按企業項目備案。河南更是明確，向居民出租光伏發電設施，以營利為目的的各類分布式光伏項目也為非自然人光伏項目。 河南：向居民出租光伏發電設施，以營利為目的的各類分布式官服項目為非自然人光伏項目，由企業自行備案，不得以房屋所有人名義登記、備案，不得以任何方式拆分項目申請備案。 海南五指山：對于租用他人屋頂以營利性質為目的光伏項目，一律按照非自然人受理（企業項目備案）。租賃形式建設光伏電站不得以居民申請方式申請建設光伏電站，電網企業可不受理此類情況，不得給予并網。 安徽：戶用全款模式外，其他分布式光伏項目由屋頂產權所有人自主選擇投資開發企業后，由投資開發企業申請備案。 廣東大埔縣：租用他人屋頂以營利性質為目的的光伏項目，按照工商業分布式光伏辦理。光伏項目開發，設備銷售等相關企業利用居民屋頂開展分布式光伏建設的，應如實向居民告知建設資金來源、運維管理、收益分配等相關事項，嚴禁虛假宣傳、銷售假冒偽劣光伏產品，嚴禁在居民不知情的情況下利用居民本人證件辦理金融貸款等業務，確保不發生損害人民群眾切身利益的行為。工商業分布式光伏項目業主不得以任何方式拆分項目申請備案。 江蘇濱海縣：對于租用（利用）他人屋頂以營利為目的的光伏項目，按照工商業分布式光伏辦理。 河北：以企業名義租賃自然人屋頂協議的，應由相關企業統一備案，并按照非自然人受理報裝手續。 河北雄安縣：以企業名義租賃自然人屋頂協議的，應由建設單位在開工建設前向縣行政審批局統一申請備案。 湖南：第三方租用居民自有屋頂或建筑表面，通過出租設備等方式共建開發的分布式光伏發電項目，為工商業戶用分布式光伏。科學引導工商業戶用分布式光伏發展，優先按照“分散建設、匯集接入”的方式，結合配電網可開放容量情況進行開發建設。工商業戶用分布式光伏項目，居民身份證明只能用于辦理備案手續，未經居民本人書面授權同意，不得用于辦理本項目商業貸款。 山東德州：單一業主規模化開發、租用他人場所的非自然人分布式光伏，參照工商業分布式光伏備案管理，由業主自行在山東省投資項目在線審批監管平臺辦理，不得捆綁群眾進行貸款。 湖北京山：租賃他人產權屋頂建設光伏發電項目，嚴格按照《企業投資項目核準和備案管理辦法》，以非自然人身份申請辦理工商企業項目備案。 04禁止采光房 多地政策將采光房列為違建： 廣東大埔縣：禁止以建設光伏為由在屋頂或建筑平臺違法搭建采光房，鋼棚等建筑。 江蘇睢寧：嚴禁以建設光伏發電項目為由，利用光伏板下方四周進行圍合，在樓頂和平臺違法搭建采光房、鋼棚等違法違章建筑。 湖北京山：嚴禁以建設光伏發電項目為由，利用光伏板下方四周進行圍合，在樓頂和平臺違法搭建采光房、鋼棚等違法違章建筑。 江西彭澤縣：嚴禁以建設光伏發電項目為由，利用光伏板下方四周進行圍合，在樓頂和平臺違法搭建采光房、鋼棚等違法違章建筑。 05有序開發 今年6月，國家能源局印發《分布式光伏接入電網承載力及提升措施評估試點實施方案》，要求電網企業按年度組織對縣(市)一級電網接納分布式光伏能力進行排查和梳理，按照低壓配電網承載能力，分為良好、一般、受限劃分接網預警等級。多地已開始實施，按照電網承載能力限制分布式光伏并網規模，嚴禁超容量接入。 安徽：各市供電公司以縣為單位，每季度末月 20 日前完成分布式光伏接入電網承載力分析，明確分布式光伏開發紅、黃、綠色區域，測算轄區內變電站、線路、臺區可接入容量，每季度末通過電網企業門戶網站、營業廳等渠道向社會公布，并報所在縣級能源主管部門。 河北：嚴禁超容量接入，各級電網主變（配變）所接入的光伏容量（含已備案在建或待建容量）不應超過設備額定容量的80%。其中，配變接入的光伏容量（含已備案在建或待建容量）已達設備額定容量80%的區域，若上級電網仍有可開放容量，應按照《屋頂分布式光伏建設指導規范（試行）》要求，以10千伏專變方式接入。 電網公司在每季度前10個工作日完成轄區內屋頂分布式光伏可接入容量測算，并向縣級能源主管部門部門進行報備。縣級能源主管部門對可接入容量復核后，5個工作日內向社會公開并抄送同級行政審批部門，引導屋頂分布式光伏優先在具有可開放容量區域開發建設。 河北雄安縣：超出政府公布電網可開放容量不予接入并網；申請接入并網后臺區滲透率達到或超出80%不予接入并網。 河南：各地和有關電網要按照國家能源局《分布式電源接入電網承載力評估導則》，及時開展區域內分布式光伏承載力評估和可接入容量計算，劃定分布式光伏開發紅、黃、綠區域，定期向社會公開；優先支持在綠色區域開發建設分布式光伏項目，對于在黃色、紅色區域開發的分布式光伏項目，應按照導則開展專項分析，落實消納條件后，再行開發建設。 依據分布式光伏接入電網承載力評估結果，合理安排即期分布式光伏開發規模，各級電網主變（配變）所接入的光伏容量（含已備案在建或待建容量）不應超過設備額定容量的80%。 湖南邵陽：嚴禁超容量接入，各級電網主變（配變）所接入光伏容量（含已備案在建或待建容量）原則上不應超過設備額定容量的80%。 山東德州：電網企業負責開展電網承載力評估，確定評估等級(綠色、黃色、紅色)，每月滾動更新發布。在承載力為綠色區域，可正常開發分布式光伏項目；在承載力為黃色、紅色區域，新增的非自然人分布式光伏項目，儲能配置比例不少于15%、時長2小時，租賃容量視同配建容量。鼓勵自然人及承載力為綠色區域非自然人分布式光伏項目配建儲能設施。鼓勵優先租賃德州市域內共享儲能設施。 06嚴控地面分布式 安徽：新增備案小于6 兆瓦的地面光伏電站（包括利用坑塘水面、結合農業大棚、牲畜養殖等建設的光伏電站項目）納入年度建設規模管理，未納入年度建設規模的項目不得開工建設、不得并網。 廣東大埔縣：禁止違規用地建設地面分布式光伏項目。 07配儲 接入容量警鐘之下，強制配儲向分布式光伏快速蔓延。 安徽：鼓勵分布式光伏投資企業、電網企業綜合考慮分布式光伏開發規模、負荷特性等因素，探索在消納困難變電站（臺區）集中配置或租賃獨立儲能設施，承諾配儲的項目優先接入消納。 河南：各地要組織當地電網企業、光伏開發企業，通過合理規劃儲能設施建設、優化用電負荷曲線、加大電能替代力度、實施匯流升壓接入等措施，切實提高分布式光伏接入承載能力。 湖南：除鄉村振興村級光伏電站(含存量扶貧光伏電站對應的扶貧裝機容量)、戶用自然人分布式光伏外，其他分布式光伏(含存量)應配置不低于集中式光伏電站配儲比例的儲能。 山東德州：在承載力為黃色、紅色區域，新增的非自然人分布式光伏項目，儲能配置比例不少于15%、時長2小時，租賃容量視同配建容量。鼓勵自然人及承載力為綠色區域非自然人分布式光伏項目配建儲能設施。鼓勵優先租賃德州市域內共享儲能設施。 08參與調峰 分布式光伏參與調峰，早有先例。春節假期，山東、河北曾先后要求分布式光伏參與調峰。而隨著并網規模飆升，分布式光伏參與調峰也從特殊時期拓展至更長時間。 湖南政策指出，除鄉村振興村級光伏電站(含存量扶貧光伏電站對應的扶貧裝機容量)、戶用自然人分布式光伏外，其余分布式光伏應納入調度機構統一管理，參與電網運行調整，保障電網安全。電網企業在常規調節手段無法滿足系統調峰要求時，按“公開、公平、公正”原則組織分布式光伏調峰運行，保障電網安全。 今年1月1日以來，山東棗莊市并網的分布式光伏發電戶在發用電合同中已明確了參與調峰。 山東德州要求，分布式光伏業主應與電網企業簽訂并網調度協議或發用電協議，并根據系統消納能力、運行需要和調度要求承擔相應調峰任務，有序上網消納。當調整無法滿足新能源消納要求或電網設備出現反向重過載問題時，除扶貧光伏外，安排不具備調度端遠程功率控制功能部署的場站整站(戶)停運。 09市場化交易 促進光伏電力消納，未來市場化或將是主要手段。早在2022年1月，國家發改委、能源局發布《加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》明確，到2030年全國統一電力市場體系基本建成，新能源全面參與市場交易。 在中國光伏行業協會舉辦的光伏行業2023年上半年發展回顧與下半年形勢展望研討會上，國家能源局新能源和可再生能源司新能源處處長邢翼騰也指出，隨著分布式光伏規模快速擴大，配電網承載力不足矛盾突出，分布式光伏參與電力市場已經提上日程。 對此，湖南或將先行。湖南政策指出，有序推動分布式光伏全部進入電力市場開展市場交易，先期由電網企業代理聚合并在交易中心注冊，2023年底前實現具備條件的直接接入10千伏及以上電壓等級公共電網的分布式光伏全部進入市場，“十四五”末實現全電壓等級所有分布式光伏全部進入市場。 10安裝要求 部分地區對分布式光伏的安裝進行了明確要求。 浙江瑞安 工商業及公建分布式光伏項目，在建筑物上建設分布式光伏發電項目不應降低相鄰建筑物的建筑日照，不得違反城鄉規劃管理的相關法律法規。建筑為坡屋面結構時，光伏組件安裝最高高度與屋面距離不應超過30厘米；建筑為平屋面結構時，光伏板頂端距離屋頂平面的高度不得高于2.6米，光伏板下方四周不得進行任何形式的圍合。