2023中关村论坛系列活动—中国国际新能源及电力科技发展论坛上，中国电力科学研究院电力系统碳中和研究中心书记、副主任迟永宁，进行了题为《电力系统碳中和路径与新型电力系统构建关键技术》的主旨演讲。
迟永宁从我国电力系统碳中和的演化路径，新型电力构建的关键技术，新能源带并网的系统问题，三个方面情况进行了全面的阐述。
一、中国电力系统碳中和演化路径
迟永宁表示，2021年电力行业碳排放42亿吨。在 2028年前后，整个电力系统会进入碳排放峰值的平台期，二氧化碳排放总量在45亿吨。
逐步用30年的时间，实现整个电力系统的零排放，也就是零碳的电力系统。
在2060年情景下，新能源的装机了52亿千瓦，总的装机还要高很多，发电量占比达到60%，水电、核电30%的占比。煤电和气电在装机里面占10%。
要保证整个电力系统的安全稳定运行，必须要保留一部分的传统电源和互电技术。
但是会对应产生大概10亿吨的二氧化碳的排放量。
迟永宁指出，要想把这10亿吨二氧化碳的碳中和，就需要利用新型技术，比如使用CCUS（碳捕集利用与封存）才能把10亿吨的二氧化碳能够完全中和。实现电力系统碳中和。
这就是电力系统的碳中和的大概路径。
二、新型电力构建的关键技术
新型电力系统面临全面挑战
随着电源主题发生根本变化，新型电力系统主要面临电力电量平衡、系统安全稳定、能源电力深度脱碳三个方面的巨大挑战。
迟永宁提出，要实现碳中和，新能源在电力系统里面必然会成为一个主体。但是新能源成为主体后，也会带来一些问题和挑战。
系统电力电量平衡
1、新能源最小出力处于较低水平，对系统电力电量平衡和供电保障支撑力不足。
2019年各省、各区域、过往经营区新能源最小日平均出力3.6% 8%和10.7%，新能源最小瞬时出力水平分别为0.2%、1.1%和1.5%，区间互补效果不明显。保证不了系统供电的一个可靠性。
2、寒潮等级极端气候下电力供应需求增加，电力供应保障难度加大
比如：我国中东部供暖区域过去35年共发生寒潮43次，单次最大影响面积为110万平方公里，气温最大下降14°，负荷最大增长可达2亿千瓦。
整个电力供应需求增加的时候，新能源的可用率不高，所以整个电力保障供应的难度加大。
3、新能源发电与用电季节性不匹配，存在季节性电量平衡难题。
新能源月度电量分布于负荷需求不匹配，夏季负荷电量高，二兴能源发电量低，存在季节性电量平衡难题。
大电网的安全稳定控制问题
- 、 电力系统在新能源的接入容量和出力占比达到一定规模时，系统运行所面临的安全稳定风险将显著上升，系统频率和电压安全问题尤为突出。
在演讲中迟永宁提到，大电网的安全稳定控制，新能源、新型的发电技术，它更多的是基于电力电子，电流器的发电技术，与传统的火箭技术，燃气的技术不一样，在它比例增加的时候，整个电力系统的频率的支撑，电压的问题，安全方面的问题会非常突出，所以高比例的新能源会改变整个电力系统安全稳定的一些机制。
需要创新稳定性认知与分析理论、研发新的新能源自主支撑控制等技术来奠定系统安全稳定运行的基石。
2、复杂巨系统运行控制措施配置和实施难度大，以新能源为主体的新型电力系统是一个多时空尺度、多层级、多系统耦合的复杂巨系统，支撑海量电力电子设备接入、海量复杂运行方式的电网控制措施配置和实施难度极大。
新能源的技术相对来说每个的容量比较小，而且它控制的比较复杂，所以对整个电力系统来说，它的控制的对象和控制的一些变量来说，可能会增加几百倍上千倍甚至更高。
所以整个电网它是一个越来越变成一个复杂的巨系统，它的运行控制措施的配置和实施的难度非常大。整个电网在新能源作为高占比电源的条件下，它的安全稳定控制的难度非常大。
能源电力深度脱碳
迟永宁在主题演讲中指出，要实现深度脱碳，必须依赖新的技术。
比如CCUS，碳的利用，大容量的储能技术，电网侧的需求侧的响应，VTOG（车辆到电网）。
氢能的技术。
电氢的耦合就是利用用新能源发电，电解制氢，同时在电网需要的时候，把氢能作为一种大规模储能的方式应用。
但是氢能发电，可能是小型的燃料电池，也可能发动机或者发电机，保证电网需要电能的时候由氢能来提供，这些技术会在未来的新型电力系统构建中会发挥出巨大作用
讲到CCUS（碳铺集利用）迟永宁表示，在兼顾电力系统碳减排目标与灵活性、稳定性的情况下，CCUS是电力行业实现双碳目标的关键所在。
希望随着技术的进步，CCUS它的成本能够逐步提高，在每度电的电价上面增加的量不会很大，CCUS才能得到大范围的利用。
此外，电氢耦合技术（氢能的技术），未来，从电力系统角度讲，氢能的技术会作为一个新的储存方式，作为发电的电源提供电力系统供应的电能。
未来高比例的新能源的电力系统的场景下，氢能会解决跨境、跨季度的能量的不平衡的问题。
不管是中国，应该说在欧洲的德国，都把氢能作为未来的这种能源体系里面认为是不可或缺的一种重要的能源。
三、新能源带并网的系统级问题
国内外大规模新能源并网的运行问题
近两年随着中国新能源比例的逐渐增高，新能源电网带来非常多的技术问题，包括大停电的事故。
2009年在美国的德克萨斯发生过新能源的场站跟电网之间的震荡。
震荡的问题会带来新能源发电设备的过电压，过电流，损害发电机组。震荡问题也是新能源领域里比较新的一种现象，以前并没有发生过电力系统和新能源之间功率震荡的问题。
2012年之后，中国也多次出现了风电场、光伏电站跟大电网之间的震荡问题，目前也是技术关注的热点。
2011年前后，在中国的北方地区（东北、西北）发生电网故障。解决脱网问题对整个电力系统一个比较大的挑战。
新能源机组，风电、光伏，初期并没有太好的并网性，低电压穿越的能力，对电网支撑的能力都不够。
2019年英国也发生过新能源在里面参与在内的一个大型事故。
当时海上风电场在恶劣的天气条件下脱网，分布式光伏在故障条件下，不能非常好的支撑电网，造成脱网。导致伦敦电网的整个频率下降，造成了大停电的后果，导致了一系列公共用电、交通的损失。
随着新能源比例越来越高，对整个电力系统安全稳定的影响也越来越大，也急需在新能源发电的技术上有一些突破，保证电网安全。
新能源发电的新型支撑技术
迟永宁提到，大家关注度比较高的热点技术，新能源发电的构网技术，新能源发电的对电网的主动支撑的技术，成为整个行业越来越关注的一些技术方向。