中国电机工程学会：2026关于新型电力系统电源功能定位与技术发展方向的思考报告（40页）.pdf

核心结论速览： 电力系统正从“同步发电机主导”向“电力电子主导”跨越：电力电子类电源大量替代同步机，惯量、频率调节、电压支撑能力持续弱化，这是新型电力系统稳定问题恶化的根源所在。 新能源的“量”与“质”必须同步提升：新能源快速发展满足新增用电量需求是平衡面的要求；但新能源也要逐步公平承担系统安全责任，提高涉网性能和扰动耐受能力——“只管发电、不管支撑”的时代正在终结。 构网型技术是从“跟网”到“建网”的根本转变：构网型控制让新能源和储能能够像同步发电机一样建立系统电压和频率，是从根本上解决高比例新能源系统稳定问题的关键技术路径。 煤电的定位正从“主力电源”转向“支撑电源”：保供从带基荷转向顶峰与深调，稳定从提供惯量到调相改造。煤电不再是“多发电”而是“发好电、调好峰、撑好网”——功能转变决定生存空间。 储能的“量”已经爆发，但“质”才是关键：新型储能近三年均翻倍增长，但当前多以“跟网”方式运行。构网型储能才是新能源集中接入薄弱电网的“稳定器”——西藏日喀则项目是先行者。 宽频振荡——电力电子时代的“新幽灵”：2026年4月山西大同数据中心首次被发现激发的宽频振荡，标志着稳定问题已从“机电时间尺度”深入到“电磁时间尺度”，传统分析工具面临挑战。H2：从“同步机时代”到“电力电子时代”——稳定基础的质变。H3：同步机正在被替代，但谁来提供稳定要素？传统电力系统中，同步发电机同时承担三个功能：提供电力、提供惯量、建立系统电压。新能源和储能通过电力电子变换器并网，其核心特征是“跟网型”——依赖锁相环跟踪系统电压，自身不建立系统频率和电压。当同步机被大量替代，但替代者又不提供惯量和电压支撑时，系统的稳定基础就被系统性地削弱了。英国大停电是因为惯量不足导致频率跌落过快，西南大停电是因为动态无功支撑不足导致电压失稳——原因各不相同，但根子都是“同步机被替代后没人接替支撑责任”。H3：从“机电时间尺度”到“电磁时间尺度”。传统电力系统的稳定问题主要发生在机电时间尺度（秒—分钟级），如功角稳定、频率稳定。电力电子装备的开关过程在微秒—毫秒级，大电网的机电动态过程受到微秒级电力电子开关过程的深度影响，出现了宽频振荡（次同步/超同步）等新形态稳定问题——这是传统机电暂态仿真工具难以捕捉的。2026年4月山西大同某110kV数据中心电力电子负荷在弱电网环境下激发宽频振荡，是国内首次发现数据中心导致的宽频振荡现象。这意味着，不仅是电源侧，用户侧的电力电子设备同样可能成为稳定问题的源头。H2：构网型技术——从“跟网”到“建网”的范式转换。H3：“跟网”与“构网”的本质区别。跟网型控制依赖锁相环（PLL）跟踪电网电压，其本质是“被动适应”——电网有什么电压频率，我就跟着走。构网型控制通过模拟同步发电机的下垂特性或虚拟同步机技术，其本质是“主动建立”——电网没有电压频率，我来建立。构网型技术让新能源和储能能够像同步发电机一样，主动建立系统电压和频率，并对外部扰动提供惯量响应和阻尼支撑。这是从根本上解决高比例新能源系统稳定问题的关键技术路径。H3：构网型储能的先行实践。西藏日喀则构网型储能装备已投入运行，支撑新能源集中接入薄弱电网的稳定运行。构网型储能在弱电网环境下能够主动建立电压参考，为新能源提供“刚性”并网支撑点，避免因电压支撑不足导致的连锁脱网。构网型技术不仅适用于储能，新能源本身也可以实现构网型控制。新能源应当逐步公平承担系统安全责任，提高涉网性能和扰动耐受能力，加快构网型技术创新。H2：各类电源的功能定位重塑——不仅是“发多少电”，更是“发挥什么作用”。H3：煤电——从“主力电源”到“支撑电源”。煤电的功能定位正在发生深刻变化。平衡面：从带基荷转向顶峰与深度调峰。稳定面：从提供惯量到调相改造——保障煤电在各种工况下惯量、调频等涉网性能，推动调相功能改造，在低负荷工况下也能为系统提供动态无功支撑。核心逻辑是：煤电不再是“多发电”而是“发好电、调好峰、撑好网”。健全容量电价等补偿机制是保障煤电功能转型的制度基础。H3：气电——城市电网的“稳定锚”。燃气机组从冷态启动到并网满负荷只需要2—3小时，启停与调节性能数倍于燃煤机组。在城市电网、高比例新能源地区合理布局气电，充分发挥顶峰保供与配合新能源调节的支撑功能。但需要充分考虑国际形势不确定性对燃气供应的影响——2026年中东地缘冲突后LNG价格剧烈波动，提醒我们不能把能源安全全部押注在进口天然气上。H3：水电——老工程的“二次开发”。水电的潜力不仅在于新建工程，更在于现有工程的二次开发。丰满水电站重建工程提升发电能力近50%，白山水电站扩建2台15万千瓦可逆式机组——扩机增容、加装抽蓄是提升水电顶峰和调节能力的有效途径。稳定面，推动水电机组调相改造，电网薄弱地区新建水电应具备调相功能。玛尔挡水电站55万千瓦机组已设计压水调相功能，这是新建水电的技术标杆。H3：核电——基荷与灵活性的再平衡。法国核电占比较高，调峰频次多、幅度深。130万千瓦核电机组在前65%寿期内，短时可降至27%额定功率运行——这证明核电并非只能“带基荷”，通过技术创新可以实现相当程度的运行灵活性。第四代核电走向产业化，选址和运行灵活性提升，为核电在新型电力系统中承担更灵活的基荷角色提供了技术可能性。H3：新能源——从“只管发电”到“承担责任”。新能源的平衡面任务：快速发展满足新增用电量需求，助力“碳达峰”如期实现。但更重要的是稳定面：新能源应当逐步公平承担系统安全责任，提高涉网性能和扰动耐受能力。具体而言：提高低电压/高电压穿越能力，提升频率响应能力，加快构网型技术创新。对于亿千瓦级新能源基地，每一台风机、每一座光伏电站的涉网性能都关系到系统的整体安全。H2：长时储能——平衡能力的“最后一公里”。H3：新型储能的“量”与“质”。新型储能近三年均翻倍增长，“量”已经爆发。但在东北新能源持续大发期间，抽蓄充满后无放电窗口——这说明“有储能”不等于“能调节”，储能的运行方式和调节能力同样重要。H3：长周期储能的市场空间。当前电化学储能的调节周期以2—4小时为主，难以应对连续多日新能源资源枯竭场景。加快大容量、长周期储能技术攻关（压缩空气储能、液流电池、氢能等），构建多周期调节能力与极端天气下供电保障能力，是储能技术发展的核心方向。H2：对电源企业的战略建议。H3：转变发展思路的紧迫性。发电企业若不及时转变发展思路，将面临“有装机、无收益、被淘汰”的风险。新型电力系统对电源的要求已经从“多发电”升级为“发好电+调好峰+撑好网”，不适应新要求的机组将加速退出。H3：超前布局的方向。煤电：调相改造、深度调峰技术、碳捕集；。气电：掺氢燃烧、快速启停优化；。水电：扩机增容、抽蓄化改造、调相功能；。新能源：构网型控制、高穿/低穿能力提升、频率响应；。储能：长周期储能技术、构网型储能；。前瞻：可控核聚变、高空风电、CCUS、超导、氢能。延伸阅读。以上为报告核心内容分析，如需获取完整报告详细数据及案例，请访问下载页下载完整PDF报告。FAQ。Q1：构网型技术和传统跟网型技术的本质区别是什么？跟网型控制依赖锁相环跟踪电网电压，是“被动适应”；构网型控制模拟同步发电机，主动建立系统电压和频率，是“主动建立”。构网型技术是从根本上解决高比例新能源系统稳定问题的关键路径。Q2：为什么宽频振荡成为新型电力系统的新问题？电力电子装备的开关过程在微秒—毫秒级，大电网的机电动态受到微秒级电力电子开关过程的深度影响，传统机电暂态仿真工具难以捕捉，出现了次/超同步振荡等新形态稳定问题。Q3：煤电的功能定位正在发生什么变化？从“主力电源”向“支撑电源”转变：平衡面从带基荷转向顶峰与深度调峰；稳定面从提供惯量到调相改造，在低负荷工况下也为系统提供动态无功支撑。Q4：新型储能当前面临的主要矛盾是什么？“量”已爆发（近三年翻倍增长），但“质”仍有差距。当前多以跟网方式运行，且调节周期以2—4小时为主。需要向构网型和长周期（多日—周级）方向突破。Q5：电源企业的盈利模式将如何变化？从以电量作为收益基础，转向包括电量、电力、容量、服务、绿色等的综合收益。不适应新要求的机组将加速退出。数据来源说明。本报告内容基于陈国平《关于新型电力系统电源功能定位与技术发展方向的思考》整理。报告中的数据和案例来源于国家电网公司运行数据、国际能源署报告及公开报道等。