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汤广福：《新型电力系统行动方案解读》
2025-12-10 14:53:16
作者：汤广福（中国工程院院士，北京怀柔实验室主任）
党的二十大报告和二十届三中全会提出“深入推进能源革命”“加快规划建设新型能源体系”。规划建设新型能源体系、加快构建新型电力系统的重点就是大力发展新能源。目前，我国已建成投运“19交20直”特高压交直流输电工程，“西电东送”输电能力超过3亿千瓦、累计送电超过3万亿千瓦时，有效支撑了中东部地区约1/5的用电需求。为支撑西部、北部清洁能源基地开发外送，国家“十四五”规划再建设一批跨区输电通道，这些输电通道大多起点于沙漠戈壁荒漠地区，送端近区电网支撑薄弱、受端电网“空心化”严重，特别是随着输送新能源比例的提高，输电通道安全稳定运行和高效利用面临多重挑战，对先进技术要求迫切。国家发展改革委、国家能源局、国家数据局印发《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》提出提高在运输电通道新能源电量占比和开展新增输电通道先进技术应用两项重大任务，并明确了重点措施，准确把握了大规模高比例新能源外送的趋势任务、发展需求和技术背景，强存量、优增量，具有重要的实践指导意义。
一、要优化电源配置，提升在运输电通道新能源电量占比
在运输电通道配套电源以常规电源为主，支撑调节能力充沛，新能源接纳空间大。同时，在运输电通道送受端通常接入强交流系统，电网安全稳定水平高，部分通道具备网汇新能源外送的条件。要高度关注在运输电通道输送新能源的适应性，一是要加强支撑能力建设，一方面新能源开发宜靠近送端换流站和火电、水电等其他配套电源，以利于打捆送出，另一方面要加强抽水蓄能、新型储能等调节支撑资源配置。二是要提升常规直流技术性能。常规直流技术不能频繁调节功率，主要受制于换流变压器分接开关和交流滤波器的动作次数限制，应加强直流控制策略优化研究，提升输送新能源适应性。三是要保障在运通道保供能力。重视配套新能源占比提升对受端电力保供的影响，推动送受端就通道功能定位和电力支撑能力取得一致。我国部分在运通道投产已达20年，逐步达到改造年限，可以借助改造，加强新技术应用，有效解决常规直流换相失败问题。
二、要采用先进技术，提升新建输电通道新能源电量比例
新建输电通道均采用“三位一体”开发模式，要求输电通道、配套煤电、新能源同步规划、有序建设、同步投产。“十四五”规划输电通道大多起点于沙漠戈壁荒漠地区，送端电网支撑能力弱，特别是通道配套支撑性煤电面临进一步减少的趋势，需要依靠输电技术进步提高通道运行安全性。同时，我国在特高压交直流输电技术、大容量IGBT器件和换流阀、IGCT技术、先进储能技术、低频输电技术、CCUS等先进发电技术、构网型控制技术等方面不断取得突破，为大规模新能源基地开发外送提供了坚实技术支撑。从输电装备看，传统常规直流对系统支撑要求高，存在送端暂态过电压越限、受端电压稳定、多回直流同时换相失败等难题，需要研发特高压大容量柔性直流输电技术，支撑送端大规模新能源接入和受端潮流可靠疏散；改进常规直流输电技术，采用可控换相换流阀（CLCC）等先进技术；结合柔性直流输电具备孤岛运行能力的特点，考虑在远离主网的沙戈荒工程中探索多端直流孤岛运行的技术。超前研究低频输电、嵌入式直流等先进输电技术，扩充进一步提升输送新能源规模的技术储备。加强新能源和外送通道协同设计，超前示范应用直流组网技术。从发电装备看，要进一步挖掘配套煤电的调节支撑能力，实现配套煤电的调峰深度，采用CCUS等先进技术提高煤电清洁性；积极采用构网型技术改造新能源发电和储能，提高各类设备的涉网性能和主动支撑能力；研究长时大容量储能技术，提升对新能源的跨时段、跨季节、大幅度调节；研究藏东南等高海拔地区清洁能源基地构建技术，提出适应于多端直流送出拓扑结构的水光储多能互补联合配置方案，采用水资源上下游协同、跨流域水资源互补及水光跨区域一体化调度、水电机组调相技术等提高水电支撑能力。
三、要加强送受端协调，发挥机制保障作用，切实保障输电通道输送新能源能力
输电通道输电能力特别是输送新能源能力的提升，涉及送端电源结构、系统支撑，受端接受和消纳能力，是多利益主体共同参与的复杂问题。为提升输电通道新能源电量占比，一是送端新端源开发与建设遵从规划。做好新能源基地合理布局，配套电源分布应尽量相对集中，与直流通道规划建设时序匹配，确保网源协调。配套储能和分布式调相机等支撑资源按需配置。二是持续优化送受端电网结构，提升网络承载能力。送端多直流接入电网要加强直流分群研究，减少直流相互影响，提升直流和新能源承载力。受端电网要解决负荷中心“空心化”和关键断面卡口问题，确保直流通道建成后发挥预期作用。三是建立政策支撑和市场保障措施，提高通道参与各方积极性。完善电力市场机制，明确各类主体权责，有效疏导分摊基地开发、建设及运营成本。建立适应新能源供给消纳体系的新能源消纳和外送通道利用效率考核机制，促进基地可持续发展。通过政策和市场措施保障电源企业建设配套煤电、储能和分布式调相机的投资回收。
当前，西部沙漠戈壁荒漠和西南清洁能源基地特高压输电通道正在加快规划建设，输电通道涉及的电网、电源等主体要认真贯彻落实《行动方案》，实施好大规模高比例新能源外送攻坚行动，以技术创新为引领，全面提升输电通道新能源电量占比，为能源清洁低碳转型和“双碳”目标实现发挥积极作用。
作者介绍：
汤广福：中国工程院院士，北京怀柔实验室主任，教授级高级工程师，博士生导师，“高压直流输电技术与装备”国家重点领域创新团队带头人，第二十届中央候补委员，国务院政府特殊津贴获得者，中央直接联系高级专家。兼任：国家电网有限公司顾问，国网智能电网研究院有限公司（全球能源互联网研究院有限公司）名誉院长，输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室委员，国际大电网会议组织（CIGRE）高压直流与电力电子技术委员会委员，中国电工技术学会第九届理事会常务理事、理事，内蒙古自治区科技咨询委员会委员，华北电力大学等高校兼职教授。 汤广福是电力系统电力电子技术领域专家，长期致力于能源电力领域关键技术和重大装备研发。主持研制出±800kV特高压直流换流阀装备，在我国10多个特高压直流输电工程中应用，并出口应用到巴西2个特高压直流工程；主持我国首个柔性直流输电关键技术研发和核心装备研制，应用于上海、厦门、渝鄂和张北等工程，并出口应用于德国海上风电并网工程；主持研制出我国首个高压直流断路器装备，应用于张北世界首个直流电网工程；主持研制出我国首个电力系统静止无功补偿器和可控串补晶闸管阀装备，应用于鞍山红一变和伊冯可控串补工程。研究成果在本市转化落地，推动北京成为电力系统电力电子技术领域的全球创新高地。获授权发明专利77 项，其中中国专利金奖1项、优秀奖3项；出版《电力系统电力电子及其试验技术》《提高电网可靠性的大功率电力电子技术基础理论》等著作4部，发表学术论文137篇。研究成果获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步一等奖、二等奖各1项、省部级一等奖5项；获第九届中国工程科技光华青年奖，北京市突出贡献中关村奖。
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