光伏板在甘肅的戈壁灘上炙烤，海風(fēng)推動(dòng)福建沿海的風(fēng)車葉片，而湘江畔的虛擬電廠正悄然調(diào)節(jié)著數(shù)千戶家庭的空調(diào)溫度——這是一度電的日常，也是中國電力系統(tǒng)百年未有的變革現(xiàn)場(chǎng)。
清晨六點(diǎn)，寧夏騰格里沙漠邊緣的光伏板開始追逐太陽，將第一縷陽光轉(zhuǎn)化為電子。這些電子將穿越±800千伏特高壓直流線路，開始一場(chǎng)1600公里的旅行，最終在傍晚抵達(dá)湖南長(zhǎng)沙的一戶人家，點(diǎn)亮一盞燈。
這趟曾經(jīng)不可思議的旅程，如今每天在中國各地上演。截至2025年一季度，中國風(fēng)電和太陽能裝機(jī)達(dá)到14.8億千瓦，首次超過火電裝機(jī)規(guī)模，這意味著每十度電中，就有超過四度來自新能源。
五年前，中國電力系統(tǒng)還以煤電為絕對(duì)主力。今天，情況發(fā)生了根本性變化。2024年全國風(fēng)電和太陽能新增發(fā)電裝機(jī)占新增發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?strong>83.1%，新能源裝機(jī)正在實(shí)現(xiàn)對(duì)火電裝機(jī)的深度增量替代。
這一變革的背后是強(qiáng)有力的政策推動(dòng)。2022年，《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》出臺(tái)，明確加快構(gòu)建適應(yīng)新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)。
我國已構(gòu)建起全球最大、發(fā)展最快的可再生能源體系，光伏、風(fēng)電、水電、核電、新型儲(chǔ)能等多項(xiàng)技術(shù)位居世界第一。
電力系統(tǒng)的形態(tài)和運(yùn)行特性正發(fā)生根本性變革。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)依賴于穩(wěn)定可控的煤電，而新型電力系統(tǒng)必須適應(yīng)新能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性，其復(fù)雜程度前所未有。
中國工程院院士劉吉臻將新型電力系統(tǒng)的特征凝練為“多源互補(bǔ)、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動(dòng)、靈活智能” 十六個(gè)字。這十六個(gè)字背后，是一場(chǎng)涉及技術(shù)、市場(chǎng)、政策的全方位變革。
“沙戈荒”這個(gè)詞在五年前還鮮為人知，如今已成為新能源發(fā)展的關(guān)鍵詞。我國在內(nèi)蒙古、青海、甘肅、寧夏、新疆等18個(gè)省（區(qū)）統(tǒng)籌安排了第一批50個(gè)“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目，裝機(jī)規(guī)模達(dá)9736萬千瓦。
這些昔日的不毛之地，正變?yōu)椤澳茉淳G洲”。
以寧夏—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程為例，該項(xiàng)目每年可向湖南輸送超360億度電，其中50%是新能源電量。這不僅解決了湖南的電力需求，還實(shí)現(xiàn)了能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型。
海上風(fēng)電也成為新的增長(zhǎng)極。“十四五”以來，海上風(fēng)電新增裝機(jī)超過3500萬千瓦，為沿海省份發(fā)展注入了綠色動(dòng)力。從江蘇到福建，從廣東到山東，沿海地區(qū)正在打造一個(gè)個(gè)“海上風(fēng)電長(zhǎng)廊”。
更令人驚喜的是分布式光伏的爆發(fā)式增長(zhǎng)。“十四五”期間，分布式光伏新增裝機(jī)超過4億千瓦，其中戶用光伏新增1.6億千瓦，全國有700多萬個(gè)家庭當(dāng)上了光伏“房東”。這真正實(shí)現(xiàn)了全民參與新能源發(fā)展。
新能源有個(gè)致命弱點(diǎn)：靠天吃飯。如何將“任性而為”的清潔能源大規(guī)模馴化為持續(xù)穩(wěn)定的電能供給？科技創(chuàng)新是一把“金鑰匙”。
在河北壩上草原，世界上第一個(gè)集“風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、智能輸電”于一體的國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，通過風(fēng)、光、儲(chǔ)多組態(tài)聯(lián)合運(yùn)行模式，破解了大規(guī)模新能源集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用的世界性技術(shù)難題。
抽水蓄能是另一個(gè)重要技術(shù)路徑。它的原理簡(jiǎn)單卻巧妙：在山上、山下建設(shè)兩個(gè)水庫，用電低谷時(shí)，用富余的新能源電力將山下的水抽到上游水庫儲(chǔ)存起來，在用電高峰時(shí)放水發(fā)電。
2025年，粵港澳大灣區(qū)和北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)有9個(gè)總投資近700億元的抽蓄電站群將陸續(xù)投產(chǎn)，裝機(jī)總規(guī)模達(dá)到1080萬千瓦，可促進(jìn)南方區(qū)域3億千瓦新能源穩(wěn)定接入電網(wǎng)。
新型儲(chǔ)能也迎來大發(fā)展。截至2024年年底，全國已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)7376萬千瓦/1.68億千瓦時(shí)，約為“十三五”末的20倍。
2024年，山東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)曾連續(xù)22小時(shí)出現(xiàn)負(fù)電價(jià)；2025年“五一”期間，負(fù)電價(jià)現(xiàn)象在多個(gè)省份出現(xiàn)。這看似奇怪的現(xiàn)象，實(shí)際上反映了電力市場(chǎng)改革的深化。
負(fù)電價(jià)的出現(xiàn)跟各地區(qū)新能源的快速發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)風(fēng)光大發(fā)而需求不足時(shí)，電力系統(tǒng)需要通過價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)調(diào)整出力。這說明電力市場(chǎng)正在發(fā)揮真正的調(diào)節(jié)作用。
我國電力市場(chǎng)化改革正從“量變”走向“質(zhì)變”。截至2024年，全國電力市場(chǎng)交易規(guī)模迅速擴(kuò)大，新能源參與市場(chǎng)化交易電量占比超55%，綠電綠證交易規(guī)模翻兩番，反映實(shí)時(shí)電力供需的價(jià)格機(jī)制基本建立。
全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)也取得重要進(jìn)展。目前已建成5個(gè)省市場(chǎng)、1個(gè)區(qū)域市場(chǎng)，南方5省建成了全球交易規(guī)模最大的“電力超市”，超過22萬家經(jīng)營主體在其中自由買賣電力。
盡管成就顯著，新型電力系統(tǒng)建設(shè)仍面臨三大挑戰(zhàn)：充裕性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。
充裕性挑戰(zhàn)在于，風(fēng)光發(fā)電具有波動(dòng)性，系統(tǒng)需要在不同時(shí)空預(yù)留足夠的靈活性資源來保障電力電量平衡。當(dāng)電力系統(tǒng)遭遇極端天氣時(shí)，這一問題尤為突出。
安全性挑戰(zhàn)源于“雙高”特性——高比例新能源和高比例電力電子器件。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)依賴于同步電源的穩(wěn)定性，而新能源的大量接入使系統(tǒng)慣量下降，對(duì)大小擾動(dòng)的抵御能力減弱。
經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn)則涉及電力市場(chǎng)化機(jī)制。面對(duì)高比例新能源在全國范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移傳輸?shù)奶卣鳎瑐鹘y(tǒng)的面向化石能源、以就近供需平衡為主的市場(chǎng)機(jī)制，顯現(xiàn)出全局統(tǒng)籌能力不足的局限。
另一個(gè)突出問題是煤電轉(zhuǎn)型。2024年全國統(tǒng)調(diào)最高用電負(fù)荷為14.5億千瓦，而全國火電裝機(jī)總量已達(dá)14.4億千瓦，接近最高用電負(fù)荷。若持續(xù)大規(guī)模擴(kuò)張煤電裝機(jī)，可能加劇轉(zhuǎn)型期的結(jié)構(gòu)性矛盾。
在江蘇，我國首個(gè)百萬千瓦級(jí)居民虛擬電廠正在建設(shè)中。通過大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，居民家中空調(diào)、熱水器等分散的家用電器被聚合在虛擬能量池中。
當(dāng)預(yù)測(cè)到用電可能緊張時(shí)，電力部門給居民手機(jī)發(fā)送邀約，鼓勵(lì)居民主動(dòng)調(diào)節(jié)大功率智能家電的溫度，減少用電，并獲得電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)。據(jù)測(cè)算，空調(diào)每變化1℃，能夠調(diào)節(jié)負(fù)荷約0.06千瓦。江蘇近4300萬居民空調(diào)都調(diào)節(jié)1℃，就可以讓出近260萬千瓦電能。
在長(zhǎng)沙，供電公司自主開發(fā)的可解釋人工智能應(yīng)用“光明”已正式“上崗”。它能夠預(yù)測(cè)線路過載風(fēng)險(xiǎn)，并推薦處理方案，使調(diào)度員能在短時(shí)間內(nèi)消除隱患。
國家電網(wǎng)正大力開展人工智能技術(shù)在電力領(lǐng)域的應(yīng)用探索，已建成覆蓋公司總部和27家省級(jí)公司的統(tǒng)一開放人工智能技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，推動(dòng)電力與算力協(xié)同賦能。
未來五年，一批千萬千瓦級(jí)“新能源+儲(chǔ)能”基地將在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)崛起，“西電東送”“北電南供”通道將更密集。同時(shí)，海上風(fēng)電向深遠(yuǎn)海拓展，“十五五”將進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)階段。
電子仍在持續(xù)旅行——從河西走廊的風(fēng)電場(chǎng)到東部沿海的虛擬電廠，從千家萬戶的屋頂光伏到穿越山河的特高壓線路。每一度電的旅程，都是中國能源轉(zhuǎn)型的縮影。
