支撑双碳目标的新型储能发展潜力及路径研究 storage_tech D1

发布：2026-06-09 · 事件：2026-06-09

中国科协官方公众平台。传播科协声音，凝聚价值共识，弘扬创新文化，展示科协形象。 从戈壁荒漠的光伏林海到深蓝远海的风电长廊，从20年前成本高昂的补充能源到如今成本低廉、装机占比近半的主体电源，我国新能源产业正实现从规模扩张向结构优化的历史性转变。作为构建新型电力系统的核心命题，新能源发电的并网运行与控制技术，正全面重塑能源安全、电网稳定与高效消纳的边界，引领电力系统加速迈向以新能源为主体的新时代。

光伏施工风电双碳能源综合安全电力系统科技

中国科协官方公众平台。传播科协声音，凝聚价值共识，弘扬创新文化，展示科协形象。 从戈壁荒漠的光伏林海到深蓝远海的风电长廊，从20年前成本高昂的补充能源到如今成本低廉、装机占比近半的主体电源，我国新能源产业正实现从规模扩张向结构优化的历史性转变。作为构建新型电力系统的核心命题，新能源发电的并网运行与控制技术，正全面重塑能源安全、电网稳定与高效消纳的边界，引领电力系统加速迈向以新能源为主体的新时代。 今日，中国科协之声与您共同走进国家科技传播中心学术发展讲堂，听听可再生能源领域专家王伟胜如何解析高比例新能源并网带来的挑战→ 王伟胜，可再生能源领域专家。中国电机工程学会理事、中国电力科学研究院总工程师、可再生能源并网全国重点实验室主任。主要从事新能源发电及其并网领域的研究。 新能源是推进“双碳”目标落地、保障国家能源安全、构建新型电力系统的核心力量。在全球能源转型浪潮中，我国新能源实现了从补充能源到主体能源的历史性跨越，风电与光伏发电成为规模最大、发展最快的新能源类型。当前，我国电力系统已呈现出规模最大、电压等级最高、新能源装机占比最高的显著特征，新能源发电并网运行与控制，不再是单纯的技术问题，而是决定能源转型质量、电网安全水平与可持续发展能力的战略命题。 我国新能源具备资源富足、产业强大、成本可控三重优势，从资源上看，我国光伏技术可开发量456亿千瓦，陆上100米高度风能资源技术可开发量34亿千瓦，海上风电保守估计可开发量约4亿千瓦，总的来讲，资源不是未来发展新能源的限制条件和天花板。 从产业看，我国风电、光伏制造全球领先，风电制造国际上前十占据八席、前六均为中国企业，光伏制造前十均为中国企业。过去20年间，风电、光伏发电成本大幅下降至原来的1/10左右，经济性大幅提升。 从发展历程看，我国新能源历经探索起步、快速增长、主体跃升三个阶段。2006年《可再生能源法》实施成为重要里程碑；2006—2010年新能源快速起步，装机容量突破3000万千瓦；2011—2020年持续快速增长，装机容量突破5亿千瓦；2021年起迈入主体能源跃升期，装机容量突破10亿千瓦，沙戈荒、深远海大型风光基地建设全面提速。截至2025年，我国电力系统发电装机容量38.9亿千瓦，新能源累计装机容量约18.4亿千瓦，占我国电源总容量的47.4%，从装机来看，已成为我国第一大电源。 按照国家战略规划，2035年我国风电和光伏装机容量将翻番至36亿千瓦，届时新能源不仅成为装机容量的主体，也将成为电力保供与电网稳定的主力。 风电和光伏都是“靠天吃饭”，一次能源具有波动性和间歇性。面向未来十余年发展，必须加快发展储能技术，为新能源快速发展提供可靠支撑，保障能源安全与电网稳定运行。同时，新能源应用场景将持续拓展，逐步向制氢、供热、制冷、化工等多领域延伸，实现多元化高效利用。 新能源资源的强随机性和波动性、发电设备的弱支撑性和高灵活性，带来了两大挑战：可靠供电（不同时间尺度的功率平衡能力）和稳定运行（电网安全及抗冲击能力）。 一是“靠天吃饭”，资源不可控。新能源出力具有随机性、间歇性、波动性，无法像传统电源一样稳定可控。极端天气会加剧出力波动，对电力可靠供应构成直接威胁，且随着新能源占比提升，这种波动对系统的影响将从“可忽略”变为“决定性”。 二是电力电子并网，传统支撑能力被削弱。新能源通过电力电子设备并网，导致系统惯性显著降低、传统支撑能力弱化，短路电流特性改变、宽频振荡等新型稳定问题频发，传统继电保护、稳定控制体系难以适配，易引发连锁安全风险。因此，必须通过先进控制技术，让新能源从“被动适应电网”转向“主动支撑电网”。 新能源“靠天吃饭”，风光无法储存，资源无法控制，只能精准预测、提前预判。核心目标是将随机性、波动性的风光出力，转化为可预知、可调度的稳定电源，这是电网安全高效运行的前提。 我国从20年前就启动了新能源预测研究，2008年建成国内首套风电功率预测系统。经过多年技术迭代，已形成多尺度、广覆盖、高精度的预测体系：预测时长从超短期延伸至中长期，预测范围从单一场站扩展至全国全网，预测方法从传统统计模型，升级到物理模型与人工智能融合。 新能源预测需聚焦电力专用气象，精准预报不同高度层的风速、光伏辐照度等定制化要素，再通过预测模型转化为功率出力，最终提供确定性预测、概率预测及极端天气事件预警。目前国家电网全网新能源日前预测精度已达98%，并建成覆盖全国的统一功率预测平台。同时，我国建立了完善的预测技术标准体系，主导成立国际电工委员会电力系统气象服务与技术分技术委员会（IEC SC 8D），引领全球电力气象预报预测标准的发展。 近二十年，我国新能源发电快速发展，装机规模不断扩大，新能源并网场景不断变化。 在发展的不同阶段，新能源发电充分发挥控制灵活性和特性可塑性优势，不断适应并网场景变化，目前已完成从“无支撑、低抗扰”向“电网友好”的转型。 早期以最大功率跟踪、保证电能质量为目标；中期攻克故障穿越、功率控制、宽频振荡抑制等难题，建立阻抗分析、现场测量、数模混合仿真三位一体技术体系；在此基础上，我国进一步突破控制极限，将新能源场站的一次调频响应时间从秒级大幅压缩至百毫秒级（在工程验证中可实现光伏100毫秒、风电200毫秒），显著提升了电网的抗扰动能力。2013年，我国主导成立了国际电工委员会可再生能源接入电网分技术委员会（IEC SC 8A），推动新能源向主动支撑升级，发布多项国际标准。 精准预测与先进控制是手段，高效消纳才是新能源发展的最终落脚点。一个电力系统的消纳能力，本质上取决于电网输送能力、常规电源调节灵活性、负荷水平及新能源布局这四大核心条件。为此，我国自主研发了新能源电力系统生产模拟软件，能够在规划阶段优化风光配比与电网建设，提升通道利用率与新能源占比，降低弃风弃光；在运行阶段依托中期、短期、超短期功率预测，优化火电机组启停与滚动调度，提升系统运行经济性。提升新能源功率预测精度，可显著提升消纳水平。可平移负荷如果保证每天用电量不变，但用电时刻能够平移，对新能源消纳也有显著成效。