風起大海之濱，日照戈壁大漠。從東部海濱的海風長廊到西部廣袤的“沙戈荒”基地，一臺臺風力發電機成排矗立，巨大葉片迎風晝夜旋轉；一個個太陽能光伏板矩陣，在陽光下熠熠生輝……大自然的能量被現代能量單位“千瓦、兆瓦、吉瓦”重新衡量。從“高碳粗放”向“智慧低碳”躍遷，新型電力系統建設提速。人工智能破解新能源發電預測難、穩定性差等問題，大數據、衛星、無人機、地面機器人“天空地”立體保障電力安全高效，能源結構“綠意”更濃，國家能源安全根基更穩。

捕風捉日 綠能躍增

在寧夏中寧縣，騰格里沙漠邊緣一望無際的光伏板鋪陳延展，組成蔚為壯觀的大型“沙戈荒”光伏基地。這是我國首個“沙戈荒”大基地外送特高壓直流工程——寧夏—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程的綠電來源。2025年，“寧電入湘”工程正式建成投運后，每年可向1600公里外的湖南省輸送超360億度電，其中50%是新能源電量。

昔日的“沙戈荒”地區自然條件惡劣，生態脆弱，被視為荒蕪之地。隨著科技的進步和對新能源的深入探索，這些看似貧瘠的土地被發現蘊藏著巨大的能源潛力。豐富的太陽能和風能資源，成為新能源開發的寶藏，一個個超級新能源大基地正在火熱建設。

旋轉的大風車、成片的光伏板、密集的輸電線星羅棋布，勾勒出一幅綠能躍動的生動畫面。

在寧夏西吉縣境內的寧夏—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程建設現場，施工人員正在緊固螺栓。

我國在內蒙古、青海、甘肅、寧夏、新疆等18個省（區）及新疆生產建設兵團，統籌安排了第一批“沙戈荒”大型風電光伏基地項目50個、裝機9736萬千瓦。截至2024年年底，第一批基地建成9199萬千瓦，投產9079萬千瓦。

據統計，截至2024年年底，國家電網新能源累計并網裝機達11.4億千瓦，占全世界的30%以上，新能源利用率連續多年保持在95%以上。國家電網有限公司積極構建新型電力系統、服務“雙碳”目標，全力推動“沙戈荒”大型風電光伏基地新能源并網，加快電網工程建設步伐，累計建成38項特高壓工程，跨省跨區輸電能力超過3.4億千瓦。

中國電力企業聯合會預測，2025年年底我國煤電裝機占比將降至33%，其中風電和太陽能發電合計裝機規模將首次超過火電，標志著能源結構轉型進入新階段。這一轉型得益于政策推動與技術迭代的雙重驅動。

新能源發電逐漸成為電量供應主體，煤電將向兜底保供、靈活調節電源轉變，煤電與新能源進行深度融合，“風光水火儲氫”一體化發展局面逐漸清晰，大型清潔能源基地與分布式新能源電力共存的并行推進策略逐步形成。

馴化綠電 匯集遠輸

風光電能源源不斷、清潔綠色環保，但也任性不受約束：“撒起歡兒來”電能滿格停不下來，陰天無風時則動能缺失。清潔能源功率的劇烈波動、隨機性和間歇性挑戰著電網的安全穩定運行。

如何將“任性而為、桀驁不馴”的清潔能源大規模馴化為持續穩定的電能供給？科技創新是一把“金鑰匙”。

在河北壩上草原，上百米高的白色大風機成群結隊矗立，一旁是一排排追光發電的光伏板。世界上第一個集“風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電”于一體的國家風光儲輸示范工程就坐落在這里。該工程通過風、光、儲多組態聯合運行模式，將張北新能源基地、承德豐寧儲能基地等與北京負荷中心相連，連接起壩上上百家風電場、數千家光伏電站。該工程不僅能匯集輸出平穩可控的綠色電能，還破解了大規模新能源集中并網、集成應用的世界性技術難題，達到國際領先水平。依靠自主創新，該工程突破了運行可靠性低等三大世界級技術難題，創造了12項“世界第一”。

工作人員在張北柔直工程中都換流站開展年度檢修作業。

在“雙碳”進程中，抽水蓄能技術被賦予了新的重任。它的原理非常簡單，在山上、山下建設兩個水庫，用電低谷時，用富余的新能源電力將山下的水抽到上游水庫儲存起來，在用電高峰時放水發電,使電能在時間、空間上得以重新調節分配。抽水蓄能電站靈活可靠、啟停快，被視為新能源發電的“穩定器”和“調節器”。

同時，抽水蓄能之外的新型儲能也正迎來大發展。有業內人士對此用“忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開”來形容。日前，工業和信息化部等八部門正式印發《新型儲能制造業高質量發展行動方案》，標志著我國新型儲能制造業進入了一個新的發展階段。截至2024年年底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達7376萬千瓦/1.68億千瓦時，約為“十三五”末的20倍，較2023年年底增長超過130%。

智能調度 穩供保需

“儲能+新能源”的良性互動為新能源消納提供了有力保障，但如何進一步提升新能源利用效率，仍是電網和用戶共同面臨的挑戰。在此背景下，虛擬電廠應運而生。

1月14日，我國首個百萬千瓦級居民虛擬電廠在江蘇啟動建設，依托江蘇新型電力負荷管理系統，借助大數據、物聯網和人工智能等技術，居民家中空調、熱水器等分散的家用電器被聚合在虛擬能量池中。當預測到用電可能緊張時，電力部門利用軟件給居民手機上發送邀約，鼓勵居民主動調節大功率智能家電的溫度，減少用電，從中獲得電費獎勵。此舉將提升新能源發電的使用效率。據電力部門測算，空調每變化1℃，能夠調節負荷約0.06千瓦。聚沙成塔，江蘇近4300萬居民空調都調節1攝氏度，就可以讓出近260萬千瓦電能。

居民虛擬電廠只是通俗可感的一種形式。作為未來電力系統的重要組成部分，虛擬電廠是一種基于數字化技術和智慧能源管理系統的創新能源模式?，大量應用在企業層面。它通過智能化技術和軟件平臺，將分散的能源資源（如太陽能光伏、風力發電、生物質能、地熱能、儲能系統等）整合起來，形成一個虛擬的集中能源系統。通過實時監測、數據分析和智能控制，虛擬電廠能夠實現能源的高效利用和供需平衡。

武漢—南昌1000千伏特高壓交流工程江西永修段

新型電力系統發展進程中，電動汽車、虛擬電廠等新業態新模式不斷涌現，電力用戶不再僅僅是“負荷”，而是成了“電源”、成了能夠主動參與電力供需平衡的“需求側資源”。

中國工程院院士劉吉臻凝練出新型電力系統的基本特征：多源互補、源網協同、供需互動、靈活智能。

隨著大模型技術引發人工智能算力需求爆發式增長以及能源革命的不斷深化，對能源管理、智能電網、智能調度、電力交易等方面提出了更穩定、更強大以及更智能化的需求。“智算＋新能源”融合發展成為構建新型電力系統的必然要求。

2024年12月30日19時45分，國網湖南長沙供電公司供電服務指揮中心調度員陳明收到了智能助手“光明”的提示：“監測到10千伏荷塘變電站金星一回線路負荷快速增長，預計15分鐘后出現過載，為保障供電可靠性和設備安全，已為您推薦負荷轉供方案，請確認。”收到提示后，陳明迅速根據“光明”推薦的方案執行調度操作，僅用時約1分鐘，便成功消除了該線路的重過載風險。

“光明”是國網長沙供電公司自主開發的可解釋人工智能應用，于2024年12月19日正式亮相，并隨即在國網長沙供電公司“上崗”。自2024年迎峰度冬以來，國網長沙供電公司依據“光明”生成的方案，提前對14條線路的運行方式進行了調整，完成了91戶雙電源客戶的電源倒換，有效保障了電力供應的穩定。

國家電網公司大力開展人工智能技術在電力領域的應用探索，已建成覆蓋公司總部和27家省級公司的統一開放人工智能技術創新平臺，推動電力與算力協同賦能。

全力布局人工智能戰略性新興產業發展，成為電力企業積極應對能源轉型挑戰、破解新型電力系統源網荷儲協同難題的關鍵舉措。

專家觀點

以科技之力制度之智推動能源轉型

21世紀以來，全球面臨的氣候變化和能源安全的雙重挑戰愈發嚴重，事關全人類未來生存和發展，各國都在不斷尋找化解挑戰的最優方案。黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央站在統籌構建人類命運共同體和實現中華民族偉大復興戰略全局的高度，向全世界作出力爭于2030年前達到碳排放峰值、努力爭取2060年前實現碳中和的莊嚴承諾。

當前，能源利用形式正在快速從碳密集型化石燃料向低碳、可再生能源過渡。在我國，能源活動碳排放占二氧化碳排放總量的88%左右，而電力行業碳排放又占能源行業碳排放的42%左右。新能源發電替代傳統化石能源發電已成為能源領域減碳的關鍵路徑，電力行業成為應對氣候危機、實現減碳的“關鍵戰場”。

因此，新型電力系統承載著能源轉型的歷史使命。新型電力系統以確保能源電力安全為基本前提，以滿足經濟社會發展電力需求為首要目標，以新型電網為樞紐平臺，以源網荷儲互動與多能互補為支撐，具備清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的特征。

構建新型電力系統有利于保障能源安全，破解“資源逆向分布”困局。我國風光資源富集區和負荷中心呈逆向分布。目前，我國不斷提升“西電東送”“北電南供”和跨省跨區電力互濟能力，實現了能源資源大范圍優化調配。與此同時，新型儲能技術的快速發展提升了系統調節能力，增強了極端天氣等特殊情形下的系統韌性水平。

新型電力系統將實現“兩個轉變”。一是從“源隨荷動”到“源荷互動”。在新型電力系統中，電能不再是單向流動，虛擬電廠、電動汽車、可中斷負荷等用戶側優質調節資源將成為充分參與電力平衡的“產消者”。如四川資陽配電網負荷“精準畫像”系統，聚合分布式光伏與電動汽車資源，形成200萬千瓦可調節負荷，相當于少建40座大型火電廠，在極端天氣等情況下，仍可保障源荷平衡。二是電網形態由“以大電網為主”向“主配協同”轉變，配電網已成為承載電力低碳發展的智慧型樞紐，分布式電源已成為其最主要的特征。山東、河南等省份，積極推動配網側分布式新能源“光儲充一體化”“共享儲能”等創新模式，引導用戶側發電積極參與電網運行調節，推動分布式光伏健康有序發展。國家能源局最新數據顯示，截至2024年年底，我國分布式光伏發電累計裝機達3.7億千瓦，是2013年年底的121倍，占全部光伏發電裝機的42%。在發電量方面，2024年分布式光伏發電量3462億千瓦時，占光伏發電量的41%。

建設新型電力系統宜堅持技術創新與協同治理并重。

從技術突破來看，我國輸變電技術領先世界是從特高壓工程建設投運開始的，新型電力系統建設，實現了從特高壓“主動脈”到數字孿生“神經末梢”的革新。數字孿生等新技術不斷賦能配電網，為電網運維裝上“千里眼”。如2022年江蘇電網無人機自動巡檢作業量超過52萬架次，提前發現、消除輸電鐵塔缺陷及通道隱患4.2萬處，缺陷發現效率大大提升，由此節約運維成本約2億元。

從機制創新來看，應推動市場與政策“雙輪驅動”。新型電力市場當前正處于多點突破的高速發展上升期，國內電網與發電企業協同攻堅。市場方面，全國統一電力市場加快建設，國家電網公司省間電力現貨市場轉入正式運行，中長期市場連續開市，輔助服務市場基本實現全覆蓋，市場化交易規模持續擴大。政策方面，適應新能源參與的市場交易機制持續健全，綠電綠證交易市場持續完善，電碳價格傳導機制逐步健全。國家電網公司有效挖掘源網荷儲各環節靈活調節資源，促進新能源高比例市場化消納。

新型電力系統的構建過程，不僅是一場技術革命，更是一場關乎人類命運的能源“長征”。從西藏阿里“光伏+儲能”工程解決高海拔地區用電難題，到江蘇農村“共享充電樁”助力新能源汽車下鄉，到哈爾濱亞冬會實現100%綠電供應，這場能源革命正在讓“用上電”升級為“用好電”。中國正以科技之力、制度之智，書寫著綠色能源的未來。

（作者：周勤勇，系中國電力科學研究院電力系統研究所所長）

現場目擊

撲面而來“零碳風”

福建莆田，站在輪渡憑欄望，遠處海面上，有著“南國蓬萊”之稱的湄洲島郁郁蔥蔥，綠意盎然。走近這個全國首座“零碳島”，記者才感受到，這座綠色島遠遠不止眼前的綠。

汽笛聲聲中，輪渡緩慢靠岸。陽光橙、森林綠、天空藍……一條延綿數十米的“彩虹”風雨連廊，將乘客從輪渡碼頭引至湄洲島內。意想不到的是，這連廊是光伏建筑一體化產品，通過在風雨連廊上鋪設光伏，把島上豐富的光資源轉化為電能，并利用全省首個“多端互聯低壓柔性微電網”就近提供給周邊的居民。

這只是湄洲島全場景綠電示范項目的一個縮影。除此之外，島上還藏著風光互補的路燈、喇叭花造型的風機、光能地磚，它們各顯神通，為海島傳送綠色動能。

從碼頭出來，游客騎著共享自行車、電單車徜徉碧海藍天間。自從有了電動汽車“三公里充電圈”，島上公交、旅游觀光接待車全部實現電動化。在湄洲島供電公司的積極服務下，海島旅游餐飲業等進行了廚房電氣化改造，“全電烹飪”成為新潮流。隨著“風光儲充”微電網項目的落地，湄洲島還打造了“光伏+水廠”的“中水回用工程”，實現了綠電治污。

而清潔能源占比以及電氣化率的不斷提高，對海島配電網的安全穩定及消納能力也提出了更高要求。湄洲島著力推動配網轉型升級為高能級配電網，在全國范圍內率先投用海島級光纖差動自愈配電網，能夠滿足分布式電源、微電網、柔性負荷接入的需要，同時實現故障自愈時間從秒級進一步縮短至毫秒級。

國網湄洲島供電公司副總經理蔡哲透露了一個令人振奮的數據：目前，湄洲島77%的電能都來自清潔能源。而他們的腳步不止于此，未來湄洲島將持續推進高電氣化率、高綠電覆蓋、新能源100%消納。

（本文刊發于《光明日報》2025年2月28日5版）