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來源：中國能源觀察

實現“雙碳”目標，能源是主戰場，電力是主力軍。習近平總書記在2020年9月向世界宣布中國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”，次年3月就提出“構建以新能源為主體的新型電力系統”，并于2023年7月明確新型電力系統的五大特征——清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能，以及建設目標——更好推動能源生產和消費革命，保障國家能源安全。圍繞新型電力系統建設，相關政策文件以及各類新形態不斷涌現。有必要在深刻認知五大特征的基礎上，理解新形態的必然需求，研判新形態的適用范圍，支撐新型電力系統的合理、快速構建。

新型電力系統真的需要新形態

（一）三角基礎：清潔低碳、安全充裕、經濟高效

從新能源自身看，清潔低碳和經濟高效已成為其本質特征。以風電、光伏為代表的新能源產業快速發展，發電成本指數級下降。2025年3月底，全國風電、太陽能發電裝機歷史性超過火電，二者合計發電量已超出全社會用電量增量。然而，新能源在邁向主體電源的過程中，其波動性、間歇性和不可預知性，會給電力系統的安全充裕帶來巨大挑戰——這正是業界經常提到的能源“不可能三角”。

但在國家安全層面，新能源已實現能源“穩定三角”。2024年2月，中共中央政治局就新能源技術與我國的能源安全進行第十二次集體學習。習近平總書記在主持學習時強調，以更大力度推動我國新能源高質量發展，為中國式現代化建設提供安全可靠的能源保障，為共建清潔美麗的世界作出更大貢獻。電力作為二次能源，電力系統的安全首先是一次能源的充裕保障，而我國新能源產業發展舉世矚目，鏈條完整，可有效化解能源對外依存問題。

安全一直是本質需求，但安全有著不同的層級，對應不同的尺度，需運用系統性思維分析問題、設計解決方案，尤其要更加科學合理地做好電力系統的規劃建設。如不同層級電力系統運行安全對應的儲能配置可分為：

運行性安全：配置抽水蓄能、新型儲能等主要儲能類型，應對日常電力系統供需波動。

應急性安全：利用碳排放較低的天然氣，未來可以考慮氫能及衍生燃料，應對運行環境短時急劇變化，如寒潮、酷暑、雷電、冰災等。

極端性安全：以煤炭兜底保障，應對運行環境長時間、大幅度變化，如自然災害、戰爭等。

系統性思維也包括歷史觀，需認識到“三角特征”是不斷演化的。基于火電等化石能源的傳統電力系統，本身就是能源轉型中替代舊能源的產物。140多年前，愛迪生在紐約珍珠街搭建了世界首個商業化電力系統，用煤電替代了煤氣，解決了煤氣點燈時產生的大量污染與排放問題。可以想見，在這一替代過程初期，煤電成本大概率高于煤氣，而且可靠性也不如煤氣；但隨著煤電廣泛應用，其成本大幅下降、可靠性不斷提升，逐步發展成為既安全充裕，又經濟高效，還“綠色環保”的電力系統。

當前我們面臨的問題，其實來自對“綠色環保”更高級的追求——“清潔低碳”。這一追求雖會帶來短期成本增加，但從長期來看，經濟高效的目標是可以實現的。更何況，傳統電力系統的建設本身就需時刻在安全充裕和經濟高效之間尋找平衡，如今只是在優化函數中新增了一個變量，而這一變化在智能電網時代已悄然開啟。如2010年發布的《國家高技術研究發展計劃（863計劃）先進能源技術領域智能電網關鍵技術研發（一期）重大項目申請指南》中，明確的六大方向前兩項便直接與此相關：（1）大規模集中接入間歇式能源并網技術；（2）高密度分布式電源并網技術。

然而，這類問題研究十余年還沒有得以解決的根源在哪里？恐怕在于傳統思維，在傳統電力系統安全充裕視角下看新能源可以占到多少比例。而不是以清潔低碳為“牛鼻子”，在以新能源為主體的前提下，研究如何實現安全充裕和經濟高效。正如有專家拿電動汽車作類比，指出現在不少新型電力系統的建設工作，就像傳統車企在油車平臺上“油改電”，而非直接打造“純電”平臺。“油改電”短時看可以節約研發和制造的成本和時間，但造出的車安全性差、續航差、空間小，已經被市場淘汰。

因此，要建設具備清潔低碳、安全充裕、經濟高效的穩定三角特征的新型電力系統，需以系統性思維從本質上創新形態，而這離不開供需協同和靈活智能的支撐。

（二）二足支撐：供需協同、靈活智能

供需協同是“系統性、整體性、協同性”的直接體現，是新型電力系統新形態的核心途徑。

傳統電力系統的構建基礎是“供需平衡”，規劃遵循“以荷（峰值）定源（容量）”，運行采用“源隨荷動”。前者為滿足短時峰值負荷需求，可能造成系統設備資產利用率低，難以實現電力資產的經濟高效。后者要依賴比較準確的負荷預測、基本可控的電源，以及適當配置的靈活性資源。而在新能源為主體時，在傳統思路下，用戶側新能源導致負荷預測困難，新能源電站難以控制，新建靈活性資源則帶來經濟壓力。此即為前述新能源給電力系統運行帶來巨大挑戰的根源。

如果能讓波動的新能源發電和波動的用電需求實現實時自主匹配，可有效減輕電力系統“安全充裕”的壓力，減少對靈活性資源的需求，進而緩解“經濟高效”壓力。因此，新型電力系統應通過供需協同拉近供需距離，正像互聯網經濟通過供需直接互通減少中間環節，既能有效降低系統成本，又能為消費者帶來實惠，為生產者創造收益。

供需協同在德國已有雛形。德國的“平衡單元機制”通過各個調度區域內的近千個平衡責任方，管理數千個平衡單元，保證每個單元內的凈用/發電的實際曲線與上報的預測曲線不產生偏差，降低所在調度區域面對的不確定性，從而減少系統備用、緩解平衡壓力。該機制中，平衡單元無需物理連接，發、用電主體可自由組合，但目前尚未考慮通過減少波動性來降低電力系統對靈活性資源的需求，仍需進一步完善。

中國在供需協同已有探索。2017年國家發展改革委、國家能源局開展園區級市場化交易試點，探索光伏發電與本地用戶直接交易模式。其中，蘇州工業園區試點成功實現月度電量供需協同，但尚未涉及電力供需協同，電網仍需承擔保障兜底責任。同年國家發展改革委等六部委發布《關于深入推進供給側結構性改革做好新形勢下電力需求側管理工作的通知》，并組織需求側響應試點，嘗試推動電力系統運行從“源隨荷動”向“荷隨源動”轉變，但距離供需協同需要的“源荷互動”還有差距。

靈活智能是實現新型電力系統新形態的核心抓手，也是時代賦予電力系統的核心能力。

儲能是提供系統靈活性的首選，在新型電力系統中，儲能的重要性愈發凸顯，已成為“源網荷儲”體系中不可或缺的一部分。抽水蓄能將繼續發揮重要作用，新型儲能也在迅猛發展。《中國新型儲能發展報告》指出，新型儲能技術路線“百花齊放”，涵蓋全球工程應用的主要技術路線，調度運用水平穩步提高，有力支撐新型電力系統建設。新型儲能不僅僅可以提供“時間靈活性”，其模塊組合的靈活特性還給電力系統帶來“空間靈活性”，是破解“以荷定源”、延緩輸配電設備升級擴容、提升電力資產利用率的有效手段。

這類儲能“硬”技術可能需要像風電、光伏那樣，經過多年發展實現規模化應用，因此供需兩端的“軟”技術不可或缺。供給側除了水電、氣電等常規可調節電源外，主要依靠火電的靈活性改造，但其面臨“發電即排放”的難題，所以新能源發電自身的靈活性提升應該成為重要方向。事實上，與傳統發電方式相比，新能源發電在物理形態上具備模塊組合的靈活特性：一臺100萬千瓦的大型火電機組要檢修，會直接造成100萬千瓦的發電缺口；而由100臺1萬千瓦風機組成的100萬千瓦的風電場站，可逐臺風機檢修，只影響1%的發電能力。從運行角度看，新能源電站可通過內部“機組組合”實現0到100%發電能力的實時調節，且不存在火電調節需要的“最低負荷”與“爬坡時間”。當然，這需要配套政策、市場機制與調度機制的支撐。

需求側的靈活性最具潛力。除了具備需求側響應能力的可調節、可中斷用電負荷外，利用非電形態的存儲、調節能力，可進一步提升需求側靈活性：如空調、熱泵通過改變控制溫度實現“熱儲能”，利用靈活性AI算法、可中斷AI芯片實現“算儲能”。這些靈活性還可聚合形成虛擬電廠。2025年4月，國家發展改革委、國家能源局聯合下發《關于加快推進虛擬電廠發展的指導意見》，明確到2030年全國虛擬電廠調節能力達到5000萬千瓦以上。深圳、上海等地的城市級虛擬電廠示范項目，已驗證了虛擬電廠的技術可行性。虛擬電廠需依托智能技術實現資源聚合，供需協同也需要智能技術實現互通。

物聯網、5G、大數據、云計算、人工智能等智能技術的爆發式發展，正在推動人類社會步入智能時代，也將深刻變革并支撐電力系統新形態。2024年11月頒布的《中華人民共和國能源法》第三十一條明確規定：“國家加快構建新型電力系統，加強電源電網協同建設，推進電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設，提高電網對可再生能源的接納、配置和調控能力。”2025年9月，國家發展改革委、國家能源局發布《關于推進“人工智能+”能源高質量發展的實施意見》，提出了包括“圍繞新型電力系統下的電網安全、新能源消納、運行效率等要求，開展電力供需預測、電網智能診斷分析、規劃方案智能生成等電網規劃設計應用”等多項新型電力系統建設需要的智能技術和場景。

作為新型電力系統新形態的核心途徑和核心抓手，供需協同和靈活智能也可以反過來用于研判各種新形態的適用范圍：若某一新形態難以體現供需協同，沒有用到靈活智能，則可能陷入類似“油改電”的誤區，難以真正實現清潔低碳、安全充裕、經濟高效的“穩定三角”。

新型電力系統需要真的新形態

（一）新政策推動新形態不斷涌現

2025年2月，國家發展改革委、國家能源局發布《關于深化新能源上網電價市場化改革 促進新能源高質量發展的通知》，提出“新能源全面入市”的新形態，引發行業巨大反響。該形態推動新能源高質量發展，提升新能源智能化水平（如發電預測準確性、運維建設效率等）。其核心在于破除電網無償兜底的機制，建立新能源分攤系統靈活性調節成本的通道。但其本質還是“供需平衡”，難以緩解系統的靈活性調節壓力——若要保障安全，要么需要增加靈活性資源建設投入（影響“經濟高效”），要么需要減少具備發電條件的新能源發電（影響“清潔低碳”）。

2025年5月，國家發展改革委、國家能源局發布《關于有序推動綠電直連發展有關事項的通知》，提出“綠電直連”新形態，是“新能源全面入市”的有效補充。該形態通過專線直接連接供需雙方，實現“強”供需協同，可以激發供需主體活力、實現自主匹配，且綠電溯源直接、清潔低碳特征明確。但專屬線路可能導致設備利用率較低，難以發揮平臺與規模效應，間接增加社會成本，比較適合大電網建設不足的區域。

2025年7月，國家發展改革委、工業和信息化部、國家能源局聯合發布《關于開展零碳園區建設的通知》，指出“加強園區及周邊可再生能源開發利用，支持園區與周邊非化石能源發電資源匹配對接，科學配置儲能等調節性資源，因地制宜發展綠電直連、新能源就近接入增量配電網等綠色電力直接供應模式”。該政策進一步完善了“綠電直連”形態，明確要科學配置調節性資源，但難點恰在于“科學配置”。若換個視角，零碳園區其實是智能微電網的優質載體。

（二）聚合型智能微電網——新型電力系統原生的新形態

微電網并不是全新形態，甚至可以說，愛迪生在紐約珍珠街搭建的首個商業化電力系統，本質就是微電網。早期微電網難以滿足用電需求，且供電資源與用戶距離較遠（需長距離傳輸以更高電壓等級降低損耗），同時為提升可靠性需實現互聯互通，才逐步演化成如今的大電網。然而，量變引起質變：正如新能源占比不斷提升給電力系統運行帶來巨大挑戰，大電網復雜性的不斷提升，也對電力系統運行構成嚴峻考驗。2025年4月，西班牙、葡萄牙發生大停電事故，影響5000萬人，核心原因是運行人員未預料到的無功級聯故障。中國尚未發生類似大停電，一方面體現了中國電力系統全鏈條的技術與管理能力的領先，另一方面也可能意味著，在安全充裕與經濟高效的權衡中，我們對前者賦予了更高權重——這也意味著日常運行時電力系統資產利用率、投資回報率相對較低。

在新能源占比和電網復雜性不斷提升的雙重壓力下，僅依靠大電網承擔電力系統安全充裕的責任，恐怕難以持續，智能微電網成為必選項。傳統微電網是從“用戶滿足自身用電”這個單一目標考慮的，并網型微電網依靠大電網兜底，未充分考慮全社會成本與系統安全。而智能微電網站在系統視角，通過靈活智能實現本地供需協同，可減少系統安全壓力、降低全社會成本、提升系統安全，最終實現清潔低碳、安全充裕、經濟高效的“穩定三角”。但現實中，往往存在“有本地發電資源的負荷不足”“有大量用電需求但本地發電資源匱乏”的矛盾，導致獨立型智能微電網的建設空間有限。在此背景下，聚合型智能微電網的形態應運而生。

聚合型智能微電網是以公共配電網為物理連接、以“智能電表+智能合約”為數字連接，實現新能源發電與用電負荷供需協同的“微型”電力系統。其可根據經濟性與可行性，選擇本地配置靈活性資源或付費購買外部靈活性資源，建立“誰受益、誰付費”的靈活性資源成本合理回收機制，并可衍生出“一聚一”“一聚多”“多聚一”“多聚多”等子形態。

“一聚一”的形態也可稱作“綠電聚連”。和“綠電直連”相比，核心差異在于無需建專線，即使需要新建線路，也可以統籌規劃和運營，發揮平臺規模效應。當然，從綠電溯源的角度看，“綠電聚連”需額外投入智能化研發與建設，但相對電力一次設備投入，這部分成本基本可以忽略。中國不應摒棄國際領先的大電網與電力智能化能力，也不應簡單遵循歐盟不盡合理的要求，而應該積極向國際社會推廣“綠電聚連”這類“全社會成本更低”的綠電溯源形態，推動形成國際標準。

“多聚多”等其他形態的運行機制，可參考德國的平衡單元機制，且虛擬電廠已為此奠定了良好技術基礎。盡管虛擬電廠與聚合型智能微電網都采用“聚合”形態，但二者在核心目標與運行邏輯上存在本質差異：虛擬電廠的核心定位是“增加系統靈活性供給”，而聚合型智能微電網則致力于“減少系統靈活性需求”，最終降低全社會靈活性資源成本。

聚合型智能微電網也可以延伸到居民用電領域。在海外已經有大量的V2H（Vehicle to Home）案例，通過電動汽車為住宅供電，結合屋頂光伏等實現家庭微電網，此時新能源車成為綠電的“搬運工”。由于中國主要居住環境與海外存在差異，直接推廣V2H比較困難，但中國已建成大量的V2G（Vehicle to Grid）項目，電動汽車聚合及與電網互動的技術已很成熟。因此，中國可在居民小區建設“聚合型V2H（即聚合型家庭微電網）”，使不同位置的住宅與電動汽車通過小區公共電網實現供需協同。

愿景

聚合型智能微電網作為新型電力系統原生形態，需要在機制與技術層面開展深入研究和探索。在機制方面，聚合型智能微電網可被看作“能源聯產承包責任制”，需要建立配套政策，以適配新型電力系統的新型電力生產關系；在技術方面，需以智能電表和智能合約為核心，研發支持點對點匹配技術、實時結算技術等。

聚合型智能微電網與獨立型智能微電網，如同一根根“彈簧”，共同構成智能配電系統這個“減震器”。一個個“減震器”支撐起智能輸電系統“車身”，保證新型電力系統的平穩行駛。新型電力系統建設應該避免“油改電”，堅持“以終為始”，打造“純電”原生、靈活智能無處不在、分層分級供需協同的新形態。