光伏板在甘肅的戈壁灘上炙烤，海風(fēng)推動(dòng)福建沿海的風(fēng)車(chē)葉片，而湘江畔的虛擬電廠(chǎng)正悄然調節著(zhù)數千戶(hù)家庭的空調溫度——這是一度電的日常，也是中國電力系統百年未有的變革現場(chǎng)。
清晨六點(diǎn)，寧夏騰格里沙漠邊緣的光伏板開(kāi)始追逐太陽(yáng)，將第一縷陽(yáng)光轉化為電子。這些電子將穿越±800千伏特高壓直流線(xiàn)路，開(kāi)始一場(chǎng)1600公里的旅行，最終在傍晚抵達湖南長(cháng)沙的一戶(hù)人家，點(diǎn)亮一盞燈。
這趟曾經(jīng)不可思議的旅程，如今每天在中國各地上演。截至2025年一季度，中國風(fēng)電和太陽(yáng)能裝機達到14.8億千瓦，首次超過(guò)火電裝機規模，這意味著(zhù)每十度電中，就有超過(guò)四度來(lái)自新能源。
五年前，中國電力系統還以煤電為絕對主力。今天，情況發(fā)生了根本性變化。2024年全國風(fēng)電和太陽(yáng)能新增發(fā)電裝機占新增發(fā)電裝機總容量的83.1%，新能源裝機正在實(shí)現對火電裝機的深度增量替代。
這一變革的背后是強有力的政策推動(dòng)。2022年，《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》出臺，明確加快構建適應新能源占比逐漸提高的新型電力系統。
我國已構建起全球最大、發(fā)展最快的可再生能源體系，光伏、風(fēng)電、水電、核電、新型儲能等多項技術(shù)位居世界第一。
電力系統的形態(tài)和運行特性正發(fā)生根本性變革。傳統電力系統依賴(lài)于穩定可控的煤電，而新型電力系統必須適應新能源的隨機性和波動(dòng)性，其復雜程度前所未有。
中國工程院院士劉吉臻將新型電力系統的特征凝練為“多源互補、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動(dòng)、靈活智能” 十六個(gè)字。這十六個(gè)字背后，是一場(chǎng)涉及技術(shù)、市場(chǎng)、政策的全方位變革。
“沙戈荒”這個(gè)詞在五年前還鮮為人知，如今已成為新能源發(fā)展的關(guān)鍵詞。我國在內蒙古、青海、甘肅、寧夏、新疆等18個(gè)?。▍^）統籌安排了第一批50個(gè)“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地項目，裝機規模達9736萬(wàn)千瓦。
這些昔日的不毛之地，正變?yōu)椤澳茉淳G洲”。
以寧夏—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程為例，該項目每年可向湖南輸送超360億度電，其中50%是新能源電量。這不僅解決了湖南的電力需求，還實(shí)現了能源結構的綠色轉型。
海上風(fēng)電也成為新的增長(cháng)極?！笆奈濉币詠?lái)，海上風(fēng)電新增裝機超過(guò)3500萬(wàn)千瓦，為沿海省份發(fā)展注入了綠色動(dòng)力。從江蘇到福建，從廣東到山東，沿海地區正在打造一個(gè)個(gè)“海上風(fēng)電長(cháng)廊”。
更令人驚喜的是分布式光伏的爆發(fā)式增長(cháng)?！笆奈濉逼陂g，分布式光伏新增裝機超過(guò)4億千瓦，其中戶(hù)用光伏新增1.6億千瓦，全國有700多萬(wàn)個(gè)家庭當上了光伏“房東”。這真正實(shí)現了全民參與新能源發(fā)展。
新能源有個(gè)致命弱點(diǎn)：靠天吃飯。如何將“任性而為”的清潔能源大規模馴化為持續穩定的電能供給？科技創(chuàng )新是一把“金鑰匙”。
在河北壩上草原，世界上第一個(gè)集“風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統、智能輸電”于一體的國家風(fēng)光儲輸示范工程，通過(guò)風(fēng)、光、儲多組態(tài)聯(lián)合運行模式，破解了大規模新能源集中并網(wǎng)、集成應用的世界性技術(shù)難題。
抽水蓄能是另一個(gè)重要技術(shù)路徑。它的原理簡(jiǎn)單卻巧妙：在山上、山下建設兩個(gè)水庫，用電低谷時(shí)，用富余的新能源電力將山下的水抽到上游水庫儲存起來(lái)，在用電高峰時(shí)放水發(fā)電。
2025年，粵港澳大灣區和北部灣經(jīng)濟區有9個(gè)總投資近700億元的抽蓄電站群將陸續投產(chǎn)，裝機總規模達到1080萬(wàn)千瓦，可促進(jìn)南方區域3億千瓦新能源穩定接入電網(wǎng)。
新型儲能也迎來(lái)大發(fā)展。截至2024年年底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達7376萬(wàn)千瓦/1.68億千瓦時(shí)，約為“十三五”末的20倍。
2024年，山東電力現貨市場(chǎng)曾連續22小時(shí)出現負電價(jià)；2025年“五一”期間，負電價(jià)現象在多個(gè)省份出現。這看似奇怪的現象，實(shí)際上反映了電力市場(chǎng)改革的深化。
負電價(jià)的出現跟各地區新能源的快速發(fā)展密切相關(guān)。當風(fēng)光大發(fā)而需求不足時(shí)，電力系統需要通過(guò)價(jià)格信號引導發(fā)電企業(yè)調整出力。這說(shuō)明電力市場(chǎng)正在發(fā)揮真正的調節作用。
我國電力市場(chǎng)化改革正從“量變”走向“質(zhì)變”。截至2024年，全國電力市場(chǎng)交易規模迅速擴大，新能源參與市場(chǎng)化交易電量占比超55%，綠電綠證交易規模翻兩番，反映實(shí)時(shí)電力供需的價(jià)格機制基本建立。
全國統一電力市場(chǎng)建設也取得重要進(jìn)展。目前已建成5個(gè)省市場(chǎng)、1個(gè)區域市場(chǎng)，南方5省建成了全球交易規模最大的“電力超市”，超過(guò)22萬(wàn)家經(jīng)營(yíng)主體在其中自由買(mǎi)賣(mài)電力。
盡管成就顯著(zhù)，新型電力系統建設仍面臨三大挑戰：充裕性、安全性和經(jīng)濟性。
充裕性挑戰在于，風(fēng)光發(fā)電具有波動(dòng)性，系統需要在不同時(shí)空預留足夠的靈活性資源來(lái)保障電力電量平衡。當電力系統遭遇極端天氣時(shí)，這一問(wèn)題尤為突出。
安全性挑戰源于“雙高”特性——高比例新能源和高比例電力電子器件。傳統電力系統依賴(lài)于同步電源的穩定性，而新能源的大量接入使系統慣量下降，對大小擾動(dòng)的抵御能力減弱。
經(jīng)濟性挑戰則涉及電力市場(chǎng)化機制。面對高比例新能源在全國范圍內轉移傳輸的特征，傳統的面向化石能源、以就近供需平衡為主的市場(chǎng)機制，顯現出全局統籌能力不足的局限。
另一個(gè)突出問(wèn)題是煤電轉型。2024年全國統調最高用電負荷為14.5億千瓦，而全國火電裝機總量已達14.4億千瓦，接近最高用電負荷。若持續大規模擴張煤電裝機，可能加劇轉型期的結構性矛盾。
在江蘇，我國首個(gè)百萬(wàn)千瓦級居民虛擬電廠(chǎng)正在建設中。通過(guò)大數據、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，居民家中空調、熱水器等分散的家用電器被聚合在虛擬能量池中。
當預測到用電可能緊張時(shí)，電力部門(mén)給居民手機發(fā)送邀約，鼓勵居民主動(dòng)調節大功率智能家電的溫度，減少用電，并獲得電費獎勵。據測算，空調每變化1℃，能夠調節負荷約0.06千瓦。江蘇近4300萬(wàn)居民空調都調節1℃，就可以讓出近260萬(wàn)千瓦電能。
在長(cháng)沙，供電公司自主開(kāi)發(fā)的可解釋人工智能應用“光明”已正式“上崗”。它能夠預測線(xiàn)路過(guò)載風(fēng)險，并推薦處理方案，使調度員能在短時(shí)間內消除隱患。
國家電網(wǎng)正大力開(kāi)展人工智能技術(shù)在電力領(lǐng)域的應用探索，已建成覆蓋公司總部和27家省級公司的統一開(kāi)放人工智能技術(shù)創(chuàng )新平臺，推動(dòng)電力與算力協(xié)同賦能。
未來(lái)五年，一批千萬(wàn)千瓦級“新能源+儲能”基地將在沙漠、戈壁、荒漠地區崛起，“西電東送”“北電南供”通道將更密集。同時(shí)，海上風(fēng)電向深遠海拓展，“十五五”將進(jìn)入大規模開(kāi)發(fā)階段。
電子仍在持續旅行——從河西走廊的風(fēng)電場(chǎng)到東部沿海的虛擬電廠(chǎng)，從千家萬(wàn)戶(hù)的屋頂光伏到穿越山河的特高壓線(xiàn)路。每一度電的旅程，都是中國能源轉型的縮影。
