四川是我国水电装机和发电量最大的省份，四川电网堪称西南电网清洁能源输送的“排头兵”。如今，水电、风电、光电等清洁能源正源源不断地打捆外送至华东、华中等地。
未来，四川风光新能源将进入跨越式发展阶段，按照四川省发改委近日发布的《四川省“十四五”能源发展规划》，“十四五”末，风光新能源装机将达到2200万千瓦，预计到“十五五”末，将突破4700万千瓦，高比例新能源并网将对四川电网电力电量平衡以及安全稳定运行带来新的挑战。
复杂电网特征将凸显
记者从国网四川省电力公司（以下简称“国网四川电力”）了解到，四川省新能源装机容量正处于快速上升阶段。截至2022年3月底，四川新能源装机容量约为870万千瓦，同比增长19.34%。其中，风电装机554万千瓦，太阳能发电装机197万千瓦，生物质发电装机119万千瓦。从上网电量看，2021年四川新能源上网电量近200亿千瓦时，同比增长28.70%。
国网四川电力三级职员杜新伟接受记者采访时表示：“随着成渝地区双城经济区等国家战略实施，四川省电力需求快速增长，国网四川电力正在加快电网提档升级，努力构建新型电力系统，全力保障电力供应，促进清洁能源开发消纳。”
四川清洁能源资源丰富，水电技术可开发容量约1.45亿千瓦，风光新能源技术可开发量约1.2亿千瓦，是全国重要的清洁能源外送基地。受访业内人士认为，四川新型电力系统建设必须立足当地资源禀赋以及资源时空分布特征。
“电源丰枯不确定性导致供需不匹配问题突出，大规模新能源上网后源侧随机性、波动性进一步叠加，未来将形成‘丰期保消纳、枯期互补提升保供应’的清洁能源大送端的新型电力系统特性。”四川省新型电力系统研究院有限公司（以下简称“四川新研院”）研究员胥威汀对记者表示。
四川新研院研究员刘畅向记者坦言，四川电网具有“送受一体化”复杂电网结构特性，省内地理特征复杂，且源荷呈现逆向分布，大量直流通道与新能源集中于送端侧加剧网内电力电子化特性，电网转动惯量低、频率稳定风险高，受端负荷中心严重缺乏电源支撑，安全稳定和电力供应保障难度大。未来，随着电网提档升级、特高压交直流工程不断建设，四川新型电力系统复杂网络特征将进一步凸显。
在业内看来，由于四川不同区域、不同季节负荷特征差异明显，且随着终端电气化水平提升和负荷大规模爆发式增长，负荷时空差异性和结构多元性将更加突出，电力保供压力大，因此，四川新型电力系统应更加柔性灵活、可靠智能。
构建新系统面临诸多挑战
在复杂电网结构下，四川省探索新型电力系统面临不少挑战。
首先，多元能源结构和高比例电力电子设备对电力系统安全稳定形成挑战。未来四川将建成7回特高压直流外送通道，1回超高压直流联络线，新能源装机规模快速增长，“强直弱交”、局部电网“卡脖子”等问题突出。“安全控制系统复杂且运维难度大，加之地域辽阔、地形多样，地震、山火等灾害频发，安全保障任务极为艰巨。”国网四川电力相关负责人袁川直言。
其次，清洁能源接纳及电力供应保障面临挑战。四川新研院研究员许珂表示，四川电源供应能力呈现明显的丰枯特性，近年来丰平期水电富余装机始终大于省外送电通道能力，大规模新能源开发后风光随机波动性叠加，省内水电外送需求与输电能力不匹配的矛盾进一步加剧，清洁能源输送与消纳面临严峻挑战。与此同时，随着成渝地区双城经济圈上升到国家战略和电能替代规模的巨大潜力释放，缺乏电源支撑的成都平原地区负荷呈现爆发式增长态势，加之枯水期水电出力不足，风光不确定性凸显，进一步加剧了电力保供应难度。
再次，各类主体变化也给四川构建新型电力系统带来不小挑战。随着规模化分布式光伏开发和用户侧新能源普及，会出现大量的“产消者”，传统“源随荷动”将向发供一体、多元用能、源网荷储互动转变，电网运营模式、电网形态将发生巨大改变，电网企业服务模式和架构将被颠覆。
在国网四川电力电源用户接入系统管理专责李博看来，挖掘四川清洁能源资源经济优势也是建设四川新型电力系统的一大挑战。清洁能源是碳达峰碳中和目标下四川省产业发展的核心强项和基本依托，然而，目前四川清洁能源资源的环境属性优势和经济转化优势尚未完全体现，需加快研究推动完善相关市场机制，多维度体现四川清洁能源的价值。
正推动电网提档升级
如何把挑战转化为机遇，建设四川特色新型电力系统？实现以新能源为主体的供需自我平衡？
在受访人士看来，需不断完善四川网架结构，加快四川特高压交直流、立体双环网络以及柔性配电网建设，通过电网提档升级形成适应四川可再生能源局域充分消纳和跨省广域传输的电网体系，提升电网对清洁能源的配置能力，增强大电网弹性和韧性。需要利用新技术手段提升电网全面感知能力、快速响应能力和安全防御能力，面向快速波动的规模化新能源和随机负荷，“以快制快”挖掘电网输送能力和调节潜力。
记者了解到，目前，国网四川电力正在推动电网提档升级，加快特高压网架规划和建设，“十四五”将陆续投运白鹤滩-江苏、白鹤滩-浙江、金上-湖北特高压直流工程，建成7回特高压直流外送通道，正在加快甘孜-天府南-成都东、阿坝-成都东的川渝特高压交流工程可行性方案研究，预计年底开工建设。
“我们率先成立了全国首个省级新型电力系统研究平台——四川新研院，搭建产、学、研一体化协同攻关，政、企、研共同布局的创新硏发平台。”国网四川电力相关负责人王彪介绍，“同时，正在打造流域水风光互补挖潜、横断山脉腹地光伏汇集等一批具有四川特性的示范工程，加速四川新型电力系统建设进程，打造新型电力系统建设的四川样板和全国标杆。”
在四川新研院研究员贺星棋看来，四川构建新型电力系统还需要健全市场机制，省内，探索更加科学高效的电力市场交易和电价形成机制，充分释放电力市场交易活力和市场内灵活性调节资源发展潜力，省外，充分发挥大电网跨区资源优化配置作用，创新跨省跨区电力交易机制，在更大范围内促进清洁能源丰期外送空间拓展和枯期电力保供能力提升，支撑保障区内供需平衡。
未来，四川将建成具有四川特色、符合四川发展特征的新型电力系统，即以大型水风光电基地为基础，以安全稳定可靠的超/特高压网络交直流输电网络和灵活自愈可靠配电网为载体，以大型调节性水电、抽水蓄能、燃机、新型储能等快速动态响应资源为灵活性支撑，以科学高效的市场机制为保障，源网荷储协调发展、互济互利的新型电力系统。
