电力是现代社会的命脉，是经济发展的重要动力。中国从一 个电力匮乏的国家发展成为一个电力强国，创造了举世瞩目的电 力奇迹。进入中国特色社会主义建设的新时代后，电力系统如何 发展成为事关国家能源安全保障和社会可持续发展的重要议题。 党的十八大以来，习近平总书记站在中华民族伟大复兴和建设中 国式现代化的高度，提出了碳达峰碳中和战略目标以及四个革 命、一个合作能源安全新战略，做出了加快构建新型电力系统、 建设新型能源体系的重大决策，为中国能源电力高质量发展指明 了方向。
2021 年 3 月，中央财经委员会第九次会议对碳达峰碳中和 做出重要部署，强调要构建新型电力系统，明确了我国能源电力 转型发展方向。2022 年 10 月，党的二十大报告中明确指出深 入推进能源革命 ，加快规划建设新型能源体系。2023 年 7 月，中央全面深化改革委员会第二次会议提出深化电力体制改 革，加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活 智能的新型电力系统，更好推动能源生产和消费革命，保障国家 能源安全 。
为深入学习贯彻党的二十大精神，落实党中央关于构建新型 电力系统的指示批示，全球能源互联网发展合作组织发起成立新 型电力系统专业委员会，充分发挥平台作用，汇聚各方力量，以 保障能源安全为根本，以推进低碳转型为导向，立足我国区域发展格局和能源资源禀赋，聚焦电力系统业务流程，着力回答新型 电力系统为什么建、建成什么样、怎样构建、如何运行、怎样 分析等问题，开展了新型电力系统规划构建、运行控制、仿真 分析等关键技术系列研究，尝试为我国新型电力系统构建提出战 略性、全局性、系统性、创新性的解决思路。
本书共分 6 章，由刘泽洪总体策划、组织编写及统稿。第 1 章介绍电力系统的起源和发展历程，分析传统电力系统向新型电 力系统转型的发展趋势，由刘泽洪、侯金鸣等编写。第 2 章研 究了应对气候变化、实现双碳目标和构建新型电力系统的辩 证关系，分析构建新型电力系统的必要性和可行性，提出新型电 力系统的内涵特征、发展趋势以及面临的挑战，由杨方、马志远 等编写。第 3 章结合我国电能替代和清洁替代的现状和潜力， 研究电源、电网、负荷的转型路径，展望未来我国新型电力系统 发展总体格局，由汪洋子、龚乃玮等编写。第 4 章结合电力系 统规划构建的总体工作流程，分析新型电力系统规划方法的演变 趋势、研究应对措施， 由刘泽洪、陈晨、丁涛等编写。第 5 章 结合电力系统规划运行控制工作流程，分析面临的问题与挑战， 提出关键技术需求， 由刘泽洪、江涵、李海波等编写。第 6 章 从电力电量平衡、潮流计算、稳定分析三个层面，提出新型电力 系统仿真计算分析体系的发展趋势和关键技术，并以典型算例进 行验证， 由高仕林、孙海顺等编写。
本书在成稿过程中，得到了全球能源互联网发展合作组织 伍萱、李宝森、周原冰、李隽、肖晋宇，华北电力调控分中心邓 立，北京交通大学陈奇方，华中科技大学文劲宇，清华大学鲁宗 相等行业内专家学者的大力支持，在此一并表示感谢。受数据资 料和研究编写时间所限，内容难免存在不足，欢迎读者批评指正。
1 电力系统的起源与发展 1
1.1 电力系统起源 2
1.1.1 电磁基础理论 2
1.1.2 初期的直流电系统 4
1.1.3 交流电系统的建立 6
1.1.4 电力电子技术的应用 12
1.2 电力系统发展 13
1.2.1 系统规模不断增长 13
1.2.2 输电距离不断增加 15
1.2.3 从点对点到广泛互联 18
1.3 新型电力系统萌芽 20
1.3.1 新能源发电的出现 20
1.3.2 柔性直流输电技术 21
1.3.3 用电需求的多样化 22
1.3.4 需求侧管理与负荷控制 23
1.4 小结 24
2 新型电力系统的提出 25
2.1 发展背景 26
2.1.1 气候变化与碳中和 26
2.1.2 双碳目标与新型电力系统 28
2.2 构建新型电力系统的必要性 31
2.2.1 保障能源安全 31
2.2.2 推动实现双碳目标 33
2.2.3 实现能源高质量发展 33
2.3 构建新型电力系统的可行性 34
2.3.1 资源可行性 34
2.3.2 技术可行性 35
2.4 新型电力系统的内涵与特征 54
2.4.1 核心内涵 54
2.4.2 主要特征 55
2.4.3 构建思路 57
2.5 发展趋势与挑战 59
2.5.1 变与不变 59
2.5.2 发展趋势 60
2.5.3 面临的挑战 61
2.6 小结 68
3 中国新型电力系统发展路径 71
3.1 经济社会发展趋势 72
3.1.1 经济发展 72
3.1.2 产业发展 73
3.1.3 人口发展 75
3.1.4 城镇化发展 76
3.2 新型电气化及电力需求预测 76
3.2.1 新型电气化潜力 76
3.2.2 全社会用电量预测 96
3.2.3 最大负荷及负荷特性 100
3.3 电源发展定位及路径 104
3.3.1 传统电源与新能源发展定位 104
3.3.2 电源发展情景及路径方案 107
3.4 电网发展与互联趋势 124
3.4.1 电力流向及规模 124
3.4.2 电网总体格局 125
3.4.3 送端电网形态 125
3.4.4 受端电网形态 126
3.5 智能化发展趋势 126
3.6 小结 131
4 新型电力系统规划构建 133
4.1 电力系统规划的内涵现状与趋势 134
4.1.1 电力系统规划现状 134
4.1.2 新型电力系统规划演变趋势 135
4.2 新型电力系统规划的目标 141
4.3 源网荷储协同规划方法 143
4.3.1 基本内涵 143
4.3.2 基本架构与规划流程 145
4.3.3 模型框架与关键技术 147
4.4 全尺度电力电量平衡的分析流程 151
4.4.1 电力电量平衡分析新特点 151
4.4.2 新型电力系统电力电量平衡的原则 152
4.4.3 全尺度电力电量平衡分析流程 154
4.5 清洁能源开发规划 157
4.5.1 大型清洁能源基地规划 157
4.5.2 分布式电源规划 163
4.6 区域及跨区输电网规划 164
4.6.1 区域骨干网架规划 164
4.6.2 跨区输电通道规划 166
4.7 多能流协同综合能源网络规划 167
4.7.1 研究现状 167
4.7.2 多能网络与耦合设备 169
4.7.3 多能网络协同规划 175
4.8 规划方案的综合评价 175
4.8.1 指标体系的构建原则 176
4.8.2 评价体系与关键指标 176
4.9 小结 182
5 新型电力系统运行控制 185
5.1 电力系统运行的内涵、现状与趋势 186
5.1.1 电力系统运行的内涵 186
5.1.2 运行控制的现状与趋势 187
5.2 新型电力系统运行控制的特征挑战与措施 188
5.2.1 运行方式预安排 189
5.2.2 实时控制 191
5.3 调度计划与运行方式安排 193
5.3.1 全时空广域新能源功率预测 194
5.3.2 新型负荷预测及调节控制 199
5.3.3 多时间尺度发电调度计划优化方法 215
5.3.4 电网断面稳定控制极限分析技术 221
5.4 有功与无功控制 224
5.4.1 有功控制系统 224
5.4.2 无功控制系统 232
5.5 安全稳定控制 242
5.5.1 电力系统稳定问题演化 243
5.5.2 宽频振荡问题 262
5.5.3 新能源机组的故障穿越 266
5.5.4 在线安全分析及决策 274
5.6 小结 279
6 新型电力系统仿真分析 281
6.1 仿真分析体系 282
6.1.1 现状与挑战 282
6.1.2 新型电力系统仿真体系发展趋势 284
6.1.3 重点任务 286
6.2 电力电量平衡分析技术 288
6.2.1 事件下的安全可行域 288
6.2.2 概率化电力电量平衡及优化分析技术 289
6.3 潮流分析技术 305
6.3.1 数据驱动的新型电力系统典型运行方式提取 306
6.3.2 概率潮流分析技术 311
6.4 稳定分析技术 312
6.4.1 新能源场站暂态模型 312
6.4.2 负荷暂态聚合等值建模技术 317
6.4.3 机电 ?电磁暂态混合仿真技术 320
6.4.4 大规模电网全电磁暂态仿真技术 323
6.4.5 典型算例 335
6.5 小结 353
附录 A 名词解释 355
附录 B 水风光基地协同规划数学模型 362
B.1 目标函数 362
B.2 约束条件 362
B.3 算例 363
附录 C 分布式电源规划模型 365
C.1 上层模型 365
C.2 下层模型 366
C.3 算例分析 367
附录 D 区域及跨区输电网规划模型 369
D.1 交直流混联网源协同规划模型 369
D.2 跨区输电通道新增容量规划模型 376
附录 E 多能流协同容量优化配置与网络扩展规划模型 380
E.1 多能流协同容量优化配置模型 380
E.2 多能流协同网络扩展规划模型 384
附录 F 规划方案综合评价方法 388
F.1 主观赋权评价法 388
F.2 客观赋权评价法 389
F.3 综合赋权评价法 389
F.4 算例分析 390
附录 G 基于高斯混合模型的概率潮流计算方法 394
G.1 模型算法 394
G.2 典型算例 395
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