全書共分6章。第1章介紹電力系統(tǒng)的起源和發(fā)展歷程，分析傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的發(fā)展趨勢(shì)。第2章研究了應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的辯證關(guān)系，分析構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必要性和可行性，提出新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征、發(fā)展趨勢(shì)以及面臨的挑戰(zhàn)。第3章結(jié)合我國(guó)電能替代和清潔替代的現(xiàn)狀和潛力，研究電源、電網(wǎng)、負(fù)荷的轉(zhuǎn)型路徑，展望未來(lái)我國(guó)新型電力系統(tǒng)發(fā)展總體格局。第4至6章分別結(jié)合電力系統(tǒng)規(guī)劃構(gòu)建、運(yùn)行控制、仿真分析的總體工作流程，分析演變趨勢(shì)、研究應(yīng)對(duì)措施、提出關(guān)鍵技術(shù)需求。
電力是現(xiàn)代社會(huì)的命脈，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿�。中�?guó)從一 個(gè)電力匱乏的國(guó)家發(fā)展成為一個(gè)電力強(qiáng)國(guó)，創(chuàng)造了舉世矚目的電 力奇跡。進(jìn)入中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)的新時(shí)代后，電力系統(tǒng)如何 發(fā)展成為事關(guān)國(guó)家能源安全保障和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要議題。 黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書記站在中華民族偉大復(fù)興和建設(shè)中 國(guó)式現(xiàn)代化的高度，提出了碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)以及四個(gè)革 命、一個(gè)合作能源安全新戰(zhàn)略，做出了加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、 建設(shè)新型能源體系的重大決策，為中國(guó)能源電力高質(zhì)量發(fā)展指明 了方向。
2021 年 3 月，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議對(duì)碳達(dá)峰碳中和 做出重要部署，強(qiáng)調(diào)要構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，明確了我國(guó)能源電力 轉(zhuǎn)型發(fā)展方向。2022 年 10 月，黨的二十大報(bào)告中明確指出深 入推進(jìn)能源革命 ，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。2023 年 7 月，中央全面深化改革委員會(huì)第二次會(huì)議提出深化電力體制改 革，加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活 智能的新型電力系統(tǒng)，更好推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，保障國(guó)家 能源安全 。
為深入學(xué)習(xí)貫徹黨的二十大精神，落實(shí)黨中央關(guān)于構(gòu)建新型 電力系統(tǒng)的指示批示，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織發(fā)起成立新 型電力系統(tǒng)專業(yè)委員會(huì)，充分發(fā)揮平臺(tái)作用，匯聚各方力量，以 保障能源安全為根本，以推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型為導(dǎo)向，立足我國(guó)區(qū)域發(fā)展格局和能源資源稟賦，聚焦電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程，著力回答新型 電力系統(tǒng)為什么建、建成什么樣、怎樣構(gòu)建、如何運(yùn)行、怎樣 分析等問(wèn)題，開展了新型電力系統(tǒng)規(guī)劃構(gòu)建、運(yùn)行控制、仿真 分析等關(guān)鍵技術(shù)系列研究，嘗試為我國(guó)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建提出戰(zhàn) 略性、全局性、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性的解決思路。
本書共分 6 章，由劉澤洪總體策劃、組織編寫及統(tǒng)稿。第 1 章介紹電力系統(tǒng)的起源和發(fā)展歷程，分析傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電 力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的發(fā)展趨勢(shì)，由劉澤洪、侯金鳴等編寫。第 2 章研 究了應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的辯 證關(guān)系，分析構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必要性和可行性，提出新型電 力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征、發(fā)展趨勢(shì)以及面臨的挑戰(zhàn)，由楊方、馬志遠(yuǎn) 等編寫。第 3 章結(jié)合我國(guó)電能替代和清潔替代的現(xiàn)狀和潛力， 研究電源、電網(wǎng)、負(fù)荷的轉(zhuǎn)型路徑，展望未來(lái)我國(guó)新型電力系統(tǒng) 發(fā)展總體格局，由汪洋子、龔乃瑋等編寫。第 4 章結(jié)合電力系 統(tǒng)規(guī)劃構(gòu)建的總體工作流程，分析新型電力系統(tǒng)規(guī)劃方法的演變 趨勢(shì)、研究應(yīng)對(duì)措施， 由劉澤洪、陳晨、丁濤等編寫。第 5 章 結(jié)合電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行控制工作流程，分析面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)， 提出關(guān)鍵技術(shù)需求， 由劉澤洪、江涵、李海波等編寫。第 6 章 從電力電量平衡、潮流計(jì)算、穩(wěn)定分析三個(gè)層面，提出新型電力 系統(tǒng)仿真計(jì)算分析體系的發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)，并以典型算例進(jìn) 行驗(yàn)證， 由高仕林、孫海順等編寫。
本書在成稿過(guò)程中，得到了全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織 伍萱、李寶森、周原冰、李雋、肖晉宇，華北電力調(diào)控分中心鄧 立，北京交通大學(xué)陳奇方，華中科技大學(xué)文勁宇，清華大學(xué)魯宗 相等行業(yè)內(nèi)專家學(xué)者的大力支持，在此一并表示感謝。受數(shù)據(jù)資 料和研究編寫時(shí)間所限，內(nèi)容難免存在不足，歡迎讀者批評(píng)指正。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織（簡(jiǎn)稱合作組織），是由致力于推動(dòng)世界能源可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)企業(yè)、組織、機(jī)構(gòu)和個(gè)人等自愿組成的國(guó)際組織。注冊(cè)地設(shè)在北京。合作組織的宗旨是推動(dòng)構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，以清潔和綠色方式滿足全球電力需求，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)人人享有可持續(xù)能源和應(yīng)對(duì)氣候變化目標(biāo)，服務(wù)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。合作組織將積極推廣全球能源互聯(lián)網(wǎng)理念，組織制定全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，開展聯(lián)合技術(shù)創(chuàng)新、重大問(wèn)題研究和國(guó)際交流合作，推動(dòng)工程項(xiàng)目實(shí)施，提供咨詢服務(wù)，引領(lǐng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。
1 電力系統(tǒng)的起源與發(fā)展 1
1.1 電力系統(tǒng)起源 2
1.1.1 電磁基礎(chǔ)理論 2
1.1.2 初期的直流電系統(tǒng) 4
1.1.3 交流電系統(tǒng)的建立 6
1.1.4 電力電子技術(shù)的應(yīng)用 12
1.2 電力系統(tǒng)發(fā)展 13
1.2.1 系統(tǒng)規(guī)模不斷增長(zhǎng) 13
1.2.2 輸電距離不斷增加 15
1.2.3 從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)到廣泛互聯(lián) 18
1.3 新型電力系統(tǒng)萌芽 20
1.3.1 新能源發(fā)電的出現(xiàn) 20
1.3.2 柔性直流輸電技術(shù) 21
1.3.3 用電需求的多樣化 22
1.3.4 需求側(cè)管理與負(fù)荷控制 23
1.4 小結(jié) 24
2 新型電力系統(tǒng)的提出 25
2.1 發(fā)展背景 26
2.1.1 氣候變化與碳中和 26
2.1.2 雙碳目標(biāo)與新型電力系統(tǒng) 28
2.2 構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必要性 31
2.2.1 保障能源安全 31
2.2.2 推動(dòng)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo) 33
2.2.3 實(shí)現(xiàn)能源高質(zhì)量發(fā)展 33
2.3 構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的可行性 34
2.3.1 資源可行性 34
2.3.2 技術(shù)可行性 35
2.4 新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵與特征 54
2.4.1 核心內(nèi)涵 54
2.4.2 主要特征 55
2.4.3 構(gòu)建思路 57
2.5 發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn) 59
2.5.1 變與不變 59
2.5.2 發(fā)展趨勢(shì) 60
2.5.3 面臨的挑戰(zhàn) 61
2.6 小結(jié) 68
3 中國(guó)新型電力系統(tǒng)發(fā)展路徑 71
3.1 經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì) 72
3.1.1 經(jīng)濟(jì)發(fā)展 72
3.1.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展 73
3.1.3 人口發(fā)展 75
3.1.4 城鎮(zhèn)化發(fā)展 76
3.2 新型電氣化及電力需求預(yù)測(cè) 76
3.2.1 新型電氣化潛力 76
3.2.2 全社會(huì)用電量預(yù)測(cè) 96
3.2.3 最大負(fù)荷及負(fù)荷特性 100
3.3 電源發(fā)展定位及路徑 104
3.3.1 傳統(tǒng)電源與新能源發(fā)展定位 104
3.3.2 電源發(fā)展情景及路徑方案 107
3.4 電網(wǎng)發(fā)展與互聯(lián)趨勢(shì) 124
3.4.1 電力流向及規(guī)模 124
3.4.2 電網(wǎng)總體格局 125
3.4.3 送端電網(wǎng)形態(tài) 125
3.4.4 受端電網(wǎng)形態(tài) 126
3.5 智能化發(fā)展趨勢(shì) 126
3.6 小結(jié) 131
4 新型電力系統(tǒng)規(guī)劃構(gòu)建 133
4.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)涵現(xiàn)狀與趨勢(shì) 134
4.1.1 電力系統(tǒng)規(guī)劃現(xiàn)狀 134
4.1.2 新型電力系統(tǒng)規(guī)劃演變趨勢(shì) 135
4.2 新型電力系統(tǒng)規(guī)劃的目標(biāo) 141
4.3 源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同規(guī)劃方法 143
4.3.1 基本內(nèi)涵 143
4.3.2 基本架構(gòu)與規(guī)劃流程 145
4.3.3 模型框架與關(guān)鍵技術(shù) 147
4.4 全尺度電力電量平衡的分析流程 151
4.4.1 電力電量平衡分析新特點(diǎn) 151
4.4.2 新型電力系統(tǒng)電力電量平衡的原則 152
4.4.3 全尺度電力電量平衡分析流程 154
4.5 清潔能源開發(fā)規(guī)劃 157
4.5.1 大型清潔能源基地規(guī)劃 157
4.5.2 分布式電源規(guī)劃 163
4.6 區(qū)域及跨區(qū)輸電網(wǎng)規(guī)劃 164
4.6.1 區(qū)域骨干網(wǎng)架規(guī)劃 164
4.6.2 跨區(qū)輸電通道規(guī)劃 166
4.7 多能流協(xié)同綜合能源網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 167
4.7.1 研究現(xiàn)狀 167
4.7.2 多能網(wǎng)絡(luò)與耦合設(shè)備 169
4.7.3 多能網(wǎng)絡(luò)協(xié)同規(guī)劃 175
4.8 規(guī)劃方案的綜合評(píng)價(jià) 175
4.8.1 指標(biāo)體系的構(gòu)建原則 176
4.8.2 評(píng)價(jià)體系與關(guān)鍵指標(biāo) 176
4.9 小結(jié) 182
5 新型電力系統(tǒng)運(yùn)行控制 185
5.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)涵、現(xiàn)狀與趨勢(shì) 186
5.1.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行的內(nèi)涵 186
5.1.2 運(yùn)行控制的現(xiàn)狀與趨勢(shì) 187
5.2 新型電力系統(tǒng)運(yùn)行控制的特征挑戰(zhàn)與措施 188
5.2.1 運(yùn)行方式預(yù)安排 189
5.2.2 實(shí)時(shí)控制 191
5.3 調(diào)度計(jì)劃與運(yùn)行方式安排 193
5.3.1 全時(shí)空廣域新能源功率預(yù)測(cè) 194
5.3.2 新型負(fù)荷預(yù)測(cè)及調(diào)節(jié)控制 199
5.3.3 多時(shí)間尺度發(fā)電調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化方法 215
5.3.4 電網(wǎng)斷面穩(wěn)定控制極限分析技術(shù) 221
5.4 有功與無(wú)功控制 224
5.4.1 有功控制系統(tǒng) 224
5.4.2 無(wú)功控制系統(tǒng) 232
5.5 安全穩(wěn)定控制 242
5.5.1 電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題演化 243
5.5.2 寬頻振蕩問(wèn)題 262
5.5.3 新能源機(jī)組的故障穿越 266
5.5.4 在線安全分析及決策 274
5.6 小結(jié) 279
6 新型電力系統(tǒng)仿真分析 281
6.1 仿真分析體系 282
6.1.1 現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) 282
6.1.2 新型電力系統(tǒng)仿真體系發(fā)展趨勢(shì) 284
6.1.3 重點(diǎn)任務(wù) 286
6.2 電力電量平衡分析技術(shù) 288
6.2.1 事件下的安全可行域 288
6.2.2 概率化電力電量平衡及優(yōu)化分析技術(shù) 289
6.3 潮流分析技術(shù) 305
6.3.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新型電力系統(tǒng)典型運(yùn)行方式提取 306
6.3.2 概率潮流分析技術(shù) 311
6.4 穩(wěn)定分析技術(shù) 312
6.4.1 新能源場(chǎng)站暫態(tài)模型 312
6.4.2 負(fù)荷暫態(tài)聚合等值建模技術(shù) 317
6.4.3 機(jī)電 ?電磁暫態(tài)混合仿真技術(shù) 320
6.4.4 大規(guī)模電網(wǎng)全電磁暫態(tài)仿真技術(shù) 323
6.4.5 典型算例 335
6.5 小結(jié) 353
附錄 A 名詞解釋 355
附錄 B 水風(fēng)光基地協(xié)同規(guī)劃數(shù)學(xué)模型 362
B.1 目標(biāo)函數(shù) 362
B.2 約束條件 362
B.3 算例 363
附錄 C 分布式電源規(guī)劃模型 365
C.1 上層模型 365
C.2 下層模型 366
C.3 算例分析 367
附錄 D 區(qū)域及跨區(qū)輸電網(wǎng)規(guī)劃模型 369
D.1 交直流混聯(lián)網(wǎng)源協(xié)同規(guī)劃模型 369
D.2 跨區(qū)輸電通道新增容量規(guī)劃模型 376
附錄 E 多能流協(xié)同容量?jī)?yōu)化配置與網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展規(guī)劃模型 380
E.1 多能流協(xié)同容量?jī)?yōu)化配置模型 380
E.2 多能流協(xié)同網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展規(guī)劃模型 384
附錄 F 規(guī)劃方案綜合評(píng)價(jià)方法 388
F.1 主觀賦權(quán)評(píng)價(jià)法 388
F.2 客觀賦權(quán)評(píng)價(jià)法 389
F.3 綜合賦權(quán)評(píng)價(jià)法 389
F.4 算例分析 390
附錄 G 基于高斯混合模型的概率潮流計(jì)算方法 394
G.1 模型算法 394
G.2 典型算例 395
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