国网新疆经研院深入贯彻习近平总书记关于实现碳达峰、碳中和，构建以新能源为主体的新型电力系统系列重要讲话指示精神，全面落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略、国家电网公司和新疆公司工作部署，聚焦成为新疆公司服务自治区能源生产和消费革命示范区建设的“智慧大脑”发展定位，全力支撑公司新型电力系统实施方案编制、南疆新型电力系统示范区规划，积极服务公司打造新型电力系统“先行区”“试验田”，挖掘具有典型性、代表性的新型电力系统示范样板，助力新疆能源电力发展跃上新台阶。
新疆电力发展基础坚实稳固、成效突出
疆内骨干网架进一步完善，电网资源配置能力显著提升。截至2020年底，新疆电网形成内供四环网750千伏主网架格局，750千伏主网架贯通天山南北，向南、向北延伸至和田、阿勒泰地区，实现了750千伏电网全疆全覆盖，220千伏及以下电网覆盖全疆各地市，重点城市形成220千伏环网结构，全部工业园区实现110千伏及以上电压等级供电，形成了以乌昌都市圈为中心、供电范围覆盖全疆各地区的全国最大省级电网，电网资源配置能力、供电保障能力、大电网驾驭能力显著提升。
“疆电外送”工程有序推进，外送电量规模迈上新台阶。2019年，建成投运世界首条电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的±1100千伏吉泉直流工程，新增输电通道能力1200万千瓦。截至2020年底，形成了“两交两直”的外送四通道新格局，“疆电外送”能力达到1740万千瓦，是2015年的1.9倍。2020年外送电量达到1054亿千瓦时，较2015年增长266%。“疆电外送”的稳步实施，对于推进新疆资源优势转化为经济优势，保障全国能源安全可靠供应发挥了重要作用。
疆内电力市场发展持续向好，新能源消纳水平稳步提升。2020年区内最大负荷、用电量分别达到4200万千瓦、3154亿千瓦时，较2015年增长42.9%、46.0%。全疆新能源装机容量达到3561万千瓦，位居全国第4位，较2015年增长60.4%，占电源总装机比重为33%。新能源利用率达到91.1%，较2015年增长21.9%。其中：风电利用率达到89.8%，较2015年增长22.3%；光伏利用率达到95.4%，较2015年增长20.2%。风电、光伏年度利用小时数达到2241小时、1486小时，较2015年增长幅度超30%。
新疆构建新型电力系统优势显著、意义重大
新疆构建新型电力系统优势得天独厚
新能源资源量大质优。新疆拥有“九大风区”和覆盖全域的太阳能。太阳能、风能资源储量均位居全国第二，新能源资源储量合计全国第一，新疆未利用土地面积广袤，地势平坦，为新能源大规模开发提供了良好条件。光伏技术可开发量为25.46亿千瓦，其中南疆达到20.95亿千瓦，利用小时1500小时以上的光伏可开发量达到5.24亿千瓦；风电技术开发量7.8亿千瓦，其中南疆1608万千瓦。新疆与中东部省份光伏发电普遍存在2个小时左右时间差，时空互补优势明显。南北疆风光资源在昼夜、季节上的互补优势显著。新疆丰富的新能源不仅能够满足疆内自身发展需求，还可为“双碳”背景下全国能源供应提供解决方案。
供电支撑保障能力充沛。由于风能、太阳能发电存在“极热极冷无风”“晚峰无光”等特点和“大装机、小电量”特征，新能源发电仅能满足全年1/6~1/5时间的用电需求。若以储能解决其余时间的用电，需要建设大量长周期的储能设施，鉴于当前储能技术和成本，仅靠“新能源+储能”二元结构难以保障能源电力安全、经济、高效供应，推动“煤电+CCS”清洁高效利用将成为未来一段时期保障能源安全供应的可行选择。新疆拥有“九大煤田”，煤炭预测储量2.19万亿吨，约占全国的40.5%，位居全国首位，其中南疆406亿吨，预测全疆主要煤炭基地可支撑煤电装机1.52亿千瓦。二氧化碳封存潜力巨大，为千亿吨级别，主要分布在塔里木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地，与煤炭基地分布基本吻合，为“煤电+CCS”创造了良好条件。
电力系统调节资源丰富。新疆水电技术可开发量2870万千瓦，位居全国第四位。经过初步资源普查新疆可开发抽蓄电站52座，总容量5230万千瓦，根据国家中长期（2021-2035年）抽蓄规划，在新疆规划抽蓄电站30座，总容量3900万千瓦，其中南疆1100万千瓦，北疆2800万千瓦。此外，随着技术成熟和发展，本地光伏制氢、建设燃氢电站优势明显，各类新型储能在疆应用前景广阔，将有力支撑新型电力系统建设。
总的来说，新疆在构建新型电力系统方面具有得天独厚的优势，新能源为主体发展有基础，兜底保障资源开发有条件，支撑调节资源建设有潜力。
打造南疆新型电力系统示范区意义重大
助力南疆能源资源优势转化为经济价值。通过新型电力系统示范区建设，借助新能源产业链长、带动能力强的特点，以能源产业链发展引领带动相关产业发展，实现延链、补链、强链，打造南疆产业发展新高地，拉动固定资产投资，同时通过促进能源资源开发外送实现创收，支撑经济增长。
促进新型电力系统关键技术创新应用。在南疆率先落地应用新型电力系统各项关键技术，大幅提高新能源并网水平，大规模发展柔性直流输电等先进输电技术落地应用。基于南疆示范区建设，总结形成一套符合国情的新技术体系、管理体系、市场体系和政策体系，可在全国范围内推广、复制，具有较强的示范效应。
支撑碳达峰、碳中和目标尽早实现。落实生态优先、绿色低碳高质量发展的生态文明建设思想，打造能源供给多元化清洁化低碳化、能源消费高效化减量化电气化的能源清洁转型方案，助力能源安全保障和新能源大规模外送、支撑本地和东中部地区“双碳”目标实现。
促进少数民族地区繁荣和谐稳定。基于南疆地区少数民族聚集的特点，构建新型电力系统拉动相关产业发展，有助于带动就业，提高当地人均收入，服务民族和谐发展，保障社会稳定和长治久安。
为新型电力系统构建提供借鉴。南疆新型电力系统充分利用电化学储能和抽蓄的调节能力，实现新能源最大化开发，通过柔性直流技术，在保障南疆电力供应的同时，实现新能源大规模外送，对中东部和西北地区打造新型电力系统具有典型示范效应。中东部地区示范效应：充分发挥本地资源禀赋，在开发本地新能源的基础上，通过地区之间电力互济，实现本地电力平衡，提高供电可靠性。西北地区示范效应：“新能源+储能+抽蓄”的电源组合替代装机，充分利用储能、抽蓄的调节能力，实现新能源大规模开发，通过柔直实现能源大规模外送。
总的来说，建设南疆新型电力系统示范区，有利于深度服务于我国及南疆地区发展大局，将产生覆盖电力、能源、经济、社会等多个方面的综合效益，对于新疆探索构建新型电力系统、为中东部及西北地区提供示范借鉴意义重大。
新疆构建新型电力系统发展规划
发展总体思路
围绕新疆资源禀赋，新疆构建新型电力系统采取“1225”总体思路（一个目标、两项任务、两个支撑、“五位一体”发展路径），即以促进新疆新能源资源最大化开发和安全高效利用为目标，以“保内供、强外送”为任务，以关键技术突破和政策体制创新为支撑，以“构建新能源为主体，‘煤电+CCS’作保障，抽水蓄能、新型储能和燃氢电站作调节，负荷侧协同互动为辅助，坚强智能电网为平台”的“五位一体”发展路径。
发展实施路径
在电源发展方面，推动新疆新能源集中式基地化开发，打造喀克和、环塔里木盆地南部、吐哈、准东、准北千万千瓦级新能源基地；最大化发展水电，依托CCS技术，推动煤电向清洁低碳发展，向兜底保障性电源转变，着力构建清洁低碳多元供给体系。在系统调节方面，按照近期火电灵活性改造，中期抽蓄和新型储能，远期燃氢电站和新型储能发展模式，技术突破和体制机制创新共同驱动，推动各类调节资源发展，着力构建成本可接受、资源充沛的调节体系。在负荷发展方面，持续拓展电能替代广度深度，充分挖掘工业、建筑、交通等行业替代潜力，提升终端用能电气化水平；推动电制氢、V2G等新型可控负荷发展，引导负荷侧各类资源全面参与需求侧响应，构建可中断、可调节多元负荷资源，实现源随荷动向源荷互动转变。在电网发展方面，按照“加强交流保内供、构建异步电网促外送”模式，加快柔性直流、数字化、智能传感等新技术、新设备应用，建强疆内“保供网”，构建疆内跨多能源基地和跨省区异步柔性“外送网”，推动交直流电网融合发展，推进电网向能源互联网转型升级，打造坚强高效、智能开放的资源优势配置平台。
电网发展规划
“十四五”发展规划：一是持续推进国家“三基地一通道”建设，建成疆电外送特高压直流第三通道，加强新疆电网与西北电网的联系，建成新疆与西北联网交流第三通道，提高跨省互济能力；二是保障准东及东疆综合能源基地开发，建成准东五彩湾北、将军庙，哈密三塘湖北、淖毛湖等750千伏输变电工程，满足负荷中心新能源汇集送出及接纳能力；三是保障南疆经济社会发展与兵团向南发展，补强、完善南疆750千伏主电网网架结构，构建南疆环塔里木盆地750千伏环网结构，新增若羌、且末、民丰、阿拉尔750千伏网架布点，为南疆新型电力系统示范建构提供网架基础；四是支持国家大型风电、光伏基地开发建设，扩建三塘湖、烟墩750千伏变电站，同时，为满足正在规划建设的新疆大型风电光伏基地项目，新增木垒南750千伏输变电工程、哈密南500千伏输变电工程。至“十四五”末，新疆将形成3条特高压外送直流通道，建成以哈密、巴州若羌为起点的750千伏交流外送通道，实现与西北电网三通道联网，形成“三直三交”的外送六通道发展格局，疆电外送能力提升至3300万千瓦；疆内750千伏主网架进一步向北、向南延伸，形成“内供七环网”的750千伏主网架格局，保障新增5100万千瓦装机接入、1980万千瓦新能源负荷供电能力。
“十五五”发展展望：一是围绕准北、吐哈、环塔里木南部新能源基地，开展疆电外送第四、五条特高压直流研究论证，“十五五”期间新增1-2回跨区特高压直流，到2030年外送规模达到5000万千瓦。二是按照北疆支撑南疆，围绕准北、吐哈、环塔里木南部新能源基地，研究开辟南北疆电力互补通道，以有效支撑环塔里木南部特高压直流安全高效运行。三是持续优化、完善750千伏主网架，推进750千伏电网向能源基地延伸，在负荷中心新增布点，规划实施塔额、克拉玛依750千伏工程，研究实施东环网补强工程。
新技术规划探索应用
加快关键核心技术攻关。集中力量开展新型电力系统重大技术攻关，加快新型电力系统规划、运行和控制、柔性直流、新能源主动支撑、大容量低成本储能等关键技术攻关，推广应用“大云物移智链”、智能传感、数字孪生等数字化技术，持续提升电网智能化、数字化水平。
全力推进试点项目落地。加快推动“煤电+CCS”、多元新型储能组合应用、“新能源+储能+调相机”、规模化V2G、电-氢协同技术、柔性直流组网等试点示范工程建设，做好技术验证储备、商业模式论证和运营经验总结，加快实施南疆源网荷储柔性调度、充放储调一体化综合示范项目，全力推动南疆新型电力系统建设。
积极打造典型示范样板。探索打造“新能源+现代农业+沙漠化治理+生态旅游”综合示范工程、“新能源+新型储能+调相机+网架建设”综合示范工程、“光伏热电联供+电采暖”美好生活综合示范工程、“多直流互济+南北疆电力互济”综合示范工程、大规模新能源多直流孤岛混合送出示范工程、“电-氢转换+多能利用+西能东送”综合示范工程。
本文刊载于《中国电力企业管理》2021年09期，作者赵志强、宋新甫、陈伟伟供职于国网新疆经研院
