中國建成全球規模最大電力供應系統 2023電力系統產業現狀分析

• 黃文玉 2023年9月7日 來源：互聯網 人民日報海外版 804 49
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電力系統是由發電、供電(輸電、變電、配電)、用電設施以及為保障其正常運行所需的的調節控制及繼電保護和安全自動裝置、計量裝置、調度自動化、電力通信等二次設施構成的統一整體。電力系統是由發電廠、送變電線路、供配電所和用電等環節組成的電能生產與消費系統。

據國家能源局局長章建華2023年9月6日介紹，中國已建成全球規模最大的電力供應系統和清潔發電體系，其中，水電、風電、光伏、生物質發電和在建核電規模多年位居世界第一。截至今年上半年，累計發電裝機總量達到27.1億千瓦，其中可再生能源裝機達到13.22億千瓦，歷史性超過煤電，10年增長約3倍。

數據顯示，10年來，中國人均發電裝機由0.92千瓦提升至1.8千瓦，人均用電量由3919千瓦時增至近6116千瓦時，超過英國、意大利，接近德國、法國等國家。同時，全方位加強能源國際合作，為穩定全球能源市場、推動綠色低碳轉型，發揮了應有的作用。目前，中國海外非化石能源投資已超過化石能源，相繼建成一批清潔、高效、質優的綠色能源合作標志性項目。

電力系統的概念及行業概況

電力系統是由發電、供電(輸電、變電、配電)、用電設施以及為保障其正常運行所需的的調節控制及繼電保護和安全自動裝置、計量裝置、調度自動化、電力通信等二次設施構成的統一整體。電力系統是由發電廠、送變電線路、供配電所和用電等環節組成的電能生產與消費系統。它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為實現這一功能，電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統，對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，以保證用戶獲得安全、優質的電能。

電力系統的主體結構有電源(水電站、火電廠、核電站等發電廠)，變電所(升壓變電所、負荷中心變電所等)，輸電、配電線路和負荷中心。各電源點還互相聯接以實現不同地區之間的電能交換和調節，從而提高供電的安全性和經濟性。輸電線路與變電所構成的網絡通常稱電力網絡。電力系統的信息與控制系統由各種檢測設備、通信設備、安全保護裝置、自動控制裝置以及監控自動化、調度自動化系統組成。電力系統的結構應保證在先進的技術裝備和高經濟效益的基礎上，實現電能生產與消費的合理協調。

建立結構合理的大型電力系統不僅便于電能生產與消費的集中管理、統一調度和分配，減少總裝機容量，節省動力設施投資，且有利于地區能源資源的合理開發利用，更大限度地滿足地區國民經濟日益增長的用電需要。電力系統建設往往是國家及地區國民經濟發展規劃的重要組成部分。電力系統的出現，使用高效、無污染、使用方便、易于控制的電能得到廣泛應用，推動了社會生產各個領域的變化，開創了電力時代，發生了第二次技術革命。電力系統的規模和技術高低已成為一個國家經濟發展水平的標志之一。

電力系統產業發展現狀分析

20世紀以后，人們普遍認識到擴大電力系統的規模可以在能源開發、工業布局、負荷調整、系統安全與經濟運行等方面帶來明顯的社會經濟效益。于是，電力系統的規模迅速增長。世界上覆蓋面積最大的電力系統是前蘇聯的統一電力系統。它東西橫越7000千米，南北縱貫3000千米，覆蓋了約1000萬平方千米的土地。

電力系統中存在大量非線性負荷: 大規模電力電子應用裝置( 節能裝置、變頻設備等) ， 大功率的電力拖動設備、直流輸出裝置、電化工業設備( 化工、冶金企業的整流) 、電氣化鐵路、煉鋼電弧爐( 交、直流) 、軋機、提升機、電石機、感應加熱爐及其它非線性負荷。

根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年電力系統產業深度調研及未來發展現狀趨勢預測報告》顯示：

目前我國新能源發電量占比已超13%。分析指出，新能源滲透率占比達到15%至20%時，將會給電力系統的安全穩定運行帶來嚴峻挑戰。新能源電力生產因在時間上較難與實際電力需求相匹配，在安全保障上，需要電力系統以及管理方式發生重大改變。新型電力系統以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經濟社會高質量發展的電力需求為首要目標，以高比例新能源供給消納體系建設為主線任務，是新型能源體系的重要組成部分，也是實現“雙碳”目標的關鍵載體。

大型電力系統是現代社會物質生產部門中空間跨度最大、時間協調要求嚴格、層次分工非常復雜的實體系統。它不僅耗資大，費時長，而且對國民經濟的影響極大。所以制訂電力系統規劃必須注意其科學性、預見性。要根據歷史數據和規劃期間的電力負荷增長趨勢做好電力負荷預測。在此基礎上按照能源布局制訂好電源規劃、電網規劃、網絡互聯規劃、配電規劃等。電力系統的規劃問題需要在時間上展開，從多種可行方案中進行優選。這是一個多約束條件的具整數變量的非線性問題，需利用系統工程的方法和先進的計算技術。

新型電力系統的重要特征是新型電源結構。藍皮書提出，為實現“雙碳”目標，需要大力發展非化石能源發電，構建多元綠色低碳電源供應結構。考慮我國用電剛性增長需要以及新能源可靠替代能力還有待提升，要穩住煤電電力供應基本盤，大力建設新型煤電。為加快提升新能源安全可靠替代能力，需積極打造“新能源+”模式，通過創新設計儲能與新能源協同的智慧調控模式，使電站出力特性接近常規電源。

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