電力系統，被稱為地球上最復雜的人造系統。風電、太陽能等新能源的加入，使這個復雜系統更加令人“頭痛”。

“大規模風電、太陽能光伏電站是靠天發電的，不像火電可以被靈活控制。它們的輸出功率具有隨機波動性和不可準確預測性，造成了電力系統的調度運行非常困難。”9月12日，華北電力大學電氣與電子工程學院院長李庚銀在“產業前沿技術大講堂”上說。

在我國，新能源的儲量非常豐富，特別是風電和太陽能發電，都具有大規模開發的可行性。按照李庚銀的估計，到2020年新能源會占到能源消費的15%左右，已經成為重要的“替代能源”；到2030年預計新能源將占能源消費的25%左右，成為“主流能源”；到2050年，這一比例將會達到40%左右，新能源將成為“主導能源”。

然而，新能源發電領域早已冰火兩重天。一方面，風電、太陽能發電得到追捧，大力開發包括風能、太陽能、生物質能、核能在內的新能源，早已成為實現能源和環境可持續發展的必然選擇；另一方面，電源結構性矛盾非常突出，缺少快速響應新能源電力隨機波動性的調峰能力，大規模新能源電力的消納面臨挑戰，棄風、棄光現象嚴重。

除了入網問題外，輸送也讓電力系統變得更復雜。“我們的能源基地，無論是傳統的火電、水電，還是新能源電力，大部分集中在西南、西北、華北北部、東北，而電力負荷中心基本都在東南沿海地區，于是西電東送成為必然趨勢，而這種大容量、遠距離的輸送，使得電力系統的運行控制變得非常復雜。”李庚銀說，目前，我國在建和建成的最遠輸電距離已經超過三千公里。

在傳統電力生產格局受到挑戰的情況下，科學家提出了一個新概念——系能源電力系統。李庚銀介紹，電力系統要在隨機波動的負荷和隨機波動電源之間，實現能量的供需平衡，其結構形態、運行控制方式以及規劃建設、管理都會發生根本性的變革，所以形成了以新能源電力生產傳輸消費為主體的新一代電力系統，即新能源電力系統。

這并不是我國僅有的概念。2008年，德國提出了國家級能源互聯網項目“E-Energy”，利用信息和通信技術開發新的解決方案，以滿足未來以分布式能源供應為主的電力系統需求。針對可再生能源的日益普及，美國能源部也提出了FREEDM項目，其理念是在電力電子、高速數字通信和分布控制技術的支撐下，建立具有智慧功能的革命性電網構架，吸納大量分布式能源。

對于“新能源電力系統”，我國科學家要研究的內容還不少。“我們要從電網的響應、電源的響應、負荷的響應三個角度挖掘其內涵。”李庚銀說，從電網的角度，要研究新型電網結構，包括特高壓輸電、電網智能調度及控制安全防御等；從電源的角度，要研究電網友好型先進發電技術、多能源互補和火力發電的產業運行等；從負荷的角度，要研究可平移負荷資源的利用與儲能、新型用電方式和供需機制等。

“現在，這個研究工作還是在理論研究階段、方法研究階段，沒有形成能夠在電力市場應用的產業化軟件，但是我們有一些計算實例，希望在未來幾年能夠進一步得到企業的支持。”李庚銀說。

據悉，產業前沿技術大講堂由中國科協企業工作辦公室和北京市科協聯合主辦，中關村天合科技成果轉化促進中心承辦，自2016年以來已舉辦了18期。