“双碳”是碳达峰与碳中和的简称。习近平总书记在第75 届联合国大会上庄严宣布，中国力争“2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和”。党的二十大报告指出，实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。为了早日实现碳达峰、碳中和，降低化石能源的发电比重，必须长期严控碳的总排放量，深入推进能源革命，加快规划建设新型能源体系。
目前我国电力行业碳排放量居于各行业之首，且燃煤发电等火力发电形式占比仍在70% 以上，在发电过程中大量的二氧化碳随之排出。因此，电力行业脱碳将是实现碳达峰、碳中和目标的重中之重。
1建立新型电力系统的挑战分析
截至2021 年底，我国火电装机容量为12.97 亿kW，占总发电装机容量的54.6%，而火力发电量更是占到整个电力行业发电量的70% 以上，这给降低碳排放量带来较大压力。
为建立新型电力系统，实现碳达峰、碳中和目标，需要将当下电网传输常规能源和发电的模式转变为以新能源为主体的数字化智能模式，但目前仍存在以下几点挑战。
1.1 新能源接入带来的影响
截至2022 年5 月底，我国非化石发电装机容量为10.1 亿kW，新能源发电已逐步成为我国电力供应的重要组成部分。我国接入新能源形式以光伏、风力发电为主，在出力时存在很大的随机性和间歇性，高度依赖于天气条件。当新能源大量接入时，整个电网将出现不定时的波动，增加调峰调频工作的负担，不利于供电可靠性和供电稳定性的提升。风力发电机组还容易受到自然灾害的影响而停机，造成严重的区域性电力供应不足，甚至电网需要解列运行。因此，当新能源发电的比例增加后，电网系统的稳定性和安全性将受到更大的挑战。
1.2 资源不平衡问题
水电、核电是我国重要的非化石能源，也是实现“双碳”目标的重要选择，但囿于资源潜力等多重因素，水电难以实现翻番式增长，核电增长潜力大，但发展也存在一定的不确定性。因此，未来我国需要以风电、光伏发电为主力来支撑规模巨大的非化石能源增长。
我国风光资源丰富地区主要集中在西部和北部，而居民和工商业密集区域主要集中在中部和东部沿海地区，这将导致供需双方分布存在不匹配、不平衡的问题。风光出力发的电无法就地消纳，需要长距离的电力运输才能到达负荷中心，如何降低运输过程中的网损也是一个需要思考的问题。
1.3 线路发生故障后自愈动作不准确
配电线路自愈是配电自动化的高级形式，系统能够快速定位故障并自行通过转电恢复非故障区域的电力供应，提高电网供电的可靠性。目前大量新能源发电通过分布式电源形式接入馈线，可能导致原本的自愈模式发生误动甚至拒动，造成更大范围的停电。另外，还需解决故障发生在分布式电源以外区域时，馈线如何恢复供电的问题。
2新型电力系统发展路径
相较于传统电力系统，新型电力系统主要以新能源为发电主体，具有一定的波动性和随机性，在大规模接入电网时难免会对电力系统的安全稳定运行造成一定影响.因此，在电力企业逐步提高新能源发电比例时，除了需要对技术设备进行升级改造，还需要在管理投资上作出适当调整。
2.1 建立电源-负荷预测机制
新能源出力存在不确定性，其发电量高度依赖于天气情况，很难人为控制，因此需要建立一套完整的从电源侧出力到负荷侧用电量的预测模型，方便电力系统管理和控制，避免出现电力供应不足的情况。
风力发电主要受到风速的影响，光伏发电主要受到太阳光照强度和时长的影响，因此，每个地区可以根据自身的实际情况，收集往年风光的时空分布数据并形成信息台账，以此建立属地化新能源随机出力模型，根据自身新能源装机容量完成对发电状况的预测。除了模拟发电侧的出力情况，还需进一步预测用户的用电需求。新型电力系统需要利用电能量数据平台监测收集终端用户的用电情况，对用户进行综合分析，得出用户用电需求的变化，以此建立精细化的负荷预测模型，完善电力能源配置。
2.2 优化储能系统
模型预测虽然能在一定程度上模拟新能源发电需要出多少力，但无法解决新型电力系统高度依赖于天气的问题，所以需要运用储能技术将平时多余的电能储存起来，到需要用电时再投入使用，合理配置每一度电。储能系统的使用平抑了风光发电的随机性和波动性，有力地支撑了新能源发电的发展，是建设新型电力系统的重要基础。
目前我国运用最广的蓄能技术是蓄水储能。抽水蓄能电站在负荷低谷时段用电能抽水，在用电高峰期放水发电，保障用户的电力供应。除了蓄水储能，电池储能技术在近几年也得到了很好的发展，这将使得电能的储存变得更方便、快捷。然而无论是哪种储能技术，目前都是以一种大规模、大容量的形式并网，而不是以直面终端用户的形式存在。新型电力储能主要以分布式的形式广泛存在于电网各点，在改善终端用户用电条件的同时具有分布散、体积小的特点，增强了储能系统调配电能的能力。
2.3 健全电力运输网络建设
随着新能源发电的大量接入，电力企业会面临资源不平衡的问题，往往发电中心和负荷中心不在同一片区域，发出来的电难以就地消纳。为此，除了需要优化资源配置水平，更重要的是健全电力运输网络建设，将资源丰富地区发出来的电输送到用电负荷中心。
昆柳龙直流工程就是一个很好的例子。昆柳龙直流工程从云南出发，把乌东德水电站丰沛的水电跨过1 452 km 送往广东和广西的用电负荷中心，解决了中长期云南水电消纳问题，对促进绿色清洁能源优化配置具有重要意义。该工程为我国建设远距离、大电源、大容量的电力运输网络提供了强有力的技术支撑。随着新能源发电比例的不断升高，需要健全电力运输网络建设，提升电网运行的安全稳定性和经济性，从而解决大规模新能源并网的消纳问题。
2.4 调整线路自愈逻辑，打造坚强电网
电网中存在许多专用变压器（以下简称专变），电力企业一般在其前一级配置一个柱上断路器或环网柜断路器，确保在这些专变发生故障时断路器能够断开，将专变与电网隔离。
目前分布式新能源大多以专变的形式并网，但与普通专变不同的是，新能源是以电源形式存在，在线路发生故障时会对故障点电能量信息造成影响，因此，为防止线路故障时开关误动或者拒动，需要对自愈逻辑进行一定改造，确保开关正确动作，隔离故障点。此外，在非故障区域无法通过其他馈线转电复电时，可以将新能源作为电源，在满足其容量的前提下，作为“孤岛”形式恢复部分甚至全部非故障区域的电力供应，提高供电可靠性。
2.5 加快数字电网建设
电网的数字化、智能化发展是大势所趋。在
新型电力系统中需要利用数字化技术实现运行数据的实时采集，提升电网的动态感知能力和管理控制能力，为“ 源网荷储”互联互动提供有力的支撑。
同时，还应加强电网和通信、计算机等技术的有机融合，提高电网的反应速度，做到对新型电力系统电源侧、电网侧、负荷侧等各方面信息的数据可控和实时分析，以便面对突发情况。
3结语
“双碳”目标既是机遇也是挑战。电力企业需要主动作为，克服困难，向新型电力系统的发展方向转型，从而化挑战为机遇、化压力为动力，使电力行业更绿色化、更清洁化。
