在“双碳”目标下，电力行业正发生着广泛而深刻的变革，不仅自身要加快构建以新能源为主体的新型电力系统，而且还承担着提升工业、交通、建筑、居民等领域电气化水平的重任，电力科技创新与体制机制革新正向着更加低碳化、电气化、智能化、市场化方面重塑电力生态系统，电力行业已成为服务全社会碳减排、支撑经济社会低碳转型的关键领域。
1 “碳中和区”的内涵
在当前的电力供需关系中，用户的电力需求主要由发电侧燃烧化石燃料提供。虽然大型风电场和光伏电站的外送容量逐年增加，但随着大电网新能源输送总量的增加，消耗难度将进一步加大，给大电网的安全稳定运行带来风险。同时，发电侧大型风电场和光伏电站的集中并网将给电力系统的源端带来很大的不确定性，对系统的调峰能力和应对极端天气的能力提出了更高的要求。因此，促进分布式风机、光伏发电在配电侧的就地消纳，把可再生能源的大规模消纳适当转移至配电侧实现其自身的供需平衡，并将局域碳排放最小化作为全局碳中和的重要举措，可能成为解决电力系统新能源消纳问题的有效途径，也是配电网规划思路新的出发点。传统配电网规划的组织方式基本上以行政单元、街道走向以及山川地理等因素为原则，按归属变电站台区的供电网格进行划分。引入“碳约束”概念后，负荷所引起的碳排放和可再生能源消纳间的连接匹配关系需要得到新的审视，原有的组织方式也因此需要进行调整和修正。
2 落实“双碳”目标面临的困难
一是推进低碳发展的体制机制有待进一步完善。需要加强新能源项目开发建设的政策确定性，降低项目投资风险；可再生能源补贴资金拖欠问题突出；清洁能源消费长效机制有待完善；加快电力市场建设，激活需求侧响应和电力辅助服务市场；国家碳交易市场需要改进，并与其他相关政策和机制相协调；碳期货产品和碳金融衍生品市场需要加强研究；需要加快和完善价格、税收和金融等促进低碳发展的经济政策。第二，支持低碳技术创新和研发的努力需要进一步加强。发展大规模能源储存、氢能、碳捕获、利用和储存等技术需要有针对性的支持政策和措施；企业应支持探索和开展低碳技术示范项目和示范基地建设，并优先分配项目资源等政策；逐步完善能耗标准，促进传统产业节能减排，推动节能低碳技术的研发、推广和应用。
3 电力行业低碳发展展望
3.1 能源渐进替代
碳中和概念的实施不会一蹴而就。因此，制定能源利用的合理组合具有更大的现实意义。变电站从上级电网输入电能，即目前以火电为主的电厂，其实际运行能力将逐渐降低，随着碳中和的深入，配套的高碳基础设施也将减少投资。然而，目前，电网主体仍然对传统能源保持着强烈的依赖性。冬夏两季具有“双峰”特征的电力需求主要依靠常规供电，以保证电力平衡和调峰灵活性。在未来很长一段时间内，传统能源在基础和比例上的优势将继续影响电网形式的发展。在极端寒冷的天气下，天然气管网和风力发电设备因冻结而被迫关闭，导致发电量急剧下降。当外部供电能力不足时，只能大规模降低负荷，轮流停电。因此,如何协调新能源与传统能源的投资建设比例和运行方式,正确处理经济持续稳定增长的关系,，安全可靠的供电和低碳能源转换是当前智能配电网规划研究中首先要考虑的现实问题。
3.2 提高能源区域互济能力
双碳目标提出后，东部高耗能省份提出要不断提高新能源电力在能源消费总量中的比重，但东部省份新能源电力资源有限。为了促进新能源电力在东部省份的大规模应用，必须提高能源区域互助能力，加快西部省份清洁电力资源对东部省份的支持。一方面，可以解决东部省份新能源电力的供给问题，另一方面也可以有效解决西部省份弃风弃光和电力消纳问题，实现东西部省份合作共赢。为提高清洁能源电力的输送，“十四五”期间将进一步完善输送通道，提升能源跨区域输送能力。提升电网输配电能力，加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设，提高电力系统互补互济和智能调节能力，加强源网荷储衔接，提升清洁能源消纳和存储能力，提升向边远地区输配电能力。
3.3 提高电力系统的调节能力
在新能源发电比例高、弃风弃光严重的地区，提高辅助服务补偿在总电费中的比例，鼓励燃煤发电机组灵活改造。优化煤电柔性化改造技术路线，确保机组安全经济运行。在储能技术发展方面，加大先进电池储能技术攻关力度，加强电能储能安全能力建设，推动电能储能在大规模可再生能源消费中的示范应用，分布式发电、微电网、能源互联网等领域，推动电力储能设施参与电力辅助服务，研究价格政策促进储能发展，鼓励社会资本参与储能装置投资建设，促进电力侧和负荷侧电能存储多值化的实现。在优化运行调度方面，充分发挥大电网统一调度的优势，深入挖掘跨省、跨区输电能力，完善省、区、跨区电网备用分担机制。建设调度业务高度关联、运行控制高度协调、内外信息共享方便的综合电力调度系统，充分发挥各发电机组的技术特点和能效，提高基本充电机组的利用效率。构建电网系统和新能源站两级新能源电力预测体系，提高新能源电力预测精度，全面提升清洁能源消费水平。
3.4 运行模式转变
未来智能配电网将逐步发展成为“协同、开放、绿色、共享”的综合性能源服务应用体系，运行模式与传统配电网存在诸多不同，将对碳中和理念下的智能配电网规划产生重大影响。首先，不同品类能源间的耦合互补关系将进一步加强，源荷单向跟踪转化为源荷协调互动，长短期储能需求总量和结构配比不断优化，碳捕集电厂可以通过改变运行方式调节碳排放和净发电之间的数量关系，这一系列变化将导致碳足迹与能量产销的对应关系愈加复杂，这意味着智能配电网的规划方案需要具备更高的兼容性和灵活性，对互联结构下碳流动通量和路径优化调度提出更高的要求。其次，信息流和能量流将发生更加紧密的结合，通信技术和互联网技术将给智能配电网的动态感知、计算决策和代理协作等提供新的控制手段，这意味着碳排放监管的数字化和智能化水平进一步提高，智能配电网规划必须计及“信息-能量-碳排放”多元网络在运行层面的强关联作用，从而确保系统整体配置在碳信息采集、计量转换和潮流调控等底层物理实现上的完备性。
结束语
“碳达峰、碳中和”作为国家重要战略决策，决定了中国能源利用体系未来发展的价值方向。风机、光伏等分布式电源的高比例渗透是能源清洁化转型的重要支撑点，为配电网实现碳中和创造了条件，同时对先进装备的制造能力、安全稳定的生态建设和高效协同的控制方法提出了新挑战，将对智能配电网规划理论和技术变革产生深刻影响。
参考文献
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