大力發(fā)展風電、太陽能發(fā)電，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要抓手，而推動能源綠色低碳發(fā)展，勢必會對能源系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性、可靠性帶來挑戰(zhàn)，而清潔化、經(jīng)濟性、可靠性三者均是能源系統(tǒng)不可忽視的方面。

能源供應安全和降低社會用能成本的戰(zhàn)略要求，使得能源系統(tǒng)清潔化轉(zhuǎn)型任務愈加艱巨。能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，保障能源供應安全更是能源安全戰(zhàn)略的重中之重，而隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設步伐的不斷推進，穩(wěn)定可控的火電機組裝機占比和有效利用時間將不斷減少，大規(guī)模波動性、間歇性新能源發(fā)電的接入將使得電力供應安全面臨嚴峻挑戰(zhàn)。此外，國家層面提出繼續(xù)推動降低全社會用能成本，要求能源系統(tǒng)在清潔化轉(zhuǎn)型的同時必須更加注重降本增效，建設清潔低碳安全高效能源體系的任務愈加艱巨。

能源系統(tǒng)的清潔化和供能可靠性要求，使得社會綜合用能成本的降低面臨較大壓力。風電、太陽能發(fā)電與傳統(tǒng)煤電相比其發(fā)電成本仍然較高，且為了保障波動性、間歇性較強的風電、太陽能發(fā)電出力的順利并網(wǎng)，還需要配套建設大量的抽水蓄能、儲能電站等調(diào)峰資源以保障系統(tǒng)運行的安全性，較高的成本使得風電、太陽能發(fā)電仍不具備取代煤電的經(jīng)濟性。同時，我國風、光等自然資源與負荷中心存在顯著的逆向分布特征，大量的新能源電力需要通過特高壓通道從西北地區(qū)輸送至中東部消納，大規(guī)模的輸電通道投資和固有的輸電損耗也進一步降低了風電、太陽能發(fā)電項目的經(jīng)濟性。

能源系統(tǒng)的清潔化和用能成本約束，使得電力系統(tǒng)運行可靠性面臨諸多挑戰(zhàn)。風速、光照輻射存在固有的隨機性，導致風電、太陽能發(fā)電具有明顯的波動性和間歇性特征，大規(guī)模風電、太陽能發(fā)電機組的接入將使得電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定、功率平衡等面臨較大壓力。而我國現(xiàn)有電力系統(tǒng)靈活性調(diào)峰資源的缺失和柔性控制與協(xié)調(diào)調(diào)度能力的短板難以應對大規(guī)模波動性、間歇新新能源接入帶來的嚴峻挑戰(zhàn)。為保障系統(tǒng)運行的可靠性，必須投入大量資金用于系統(tǒng)靈活性資源的建設、改造，以及電網(wǎng)、調(diào)度基礎設施的升級。而投入的增加會帶來用能成本的變化，亟需從系統(tǒng)層面協(xié)調(diào)大規(guī)模新能源接入與用能成本、系統(tǒng)運行可靠性三者之間的問題。

綜合能源系統(tǒng)的顯著特征是“橫向多能互補，縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)”，能夠助力破解能源“不可能三角”問題。建設多能互補綜合能源系統(tǒng)，就是要打破多異質(zhì)能源子系統(tǒng)之間及能源子系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)的壁壘障礙，整合石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源資源，實現(xiàn)傳統(tǒng)化石能源與風、光等新能源協(xié)調(diào)規(guī)劃、優(yōu)化運行、協(xié)同管理、交互響應和互補互濟，在滿足多元化用能需求的同時有效提升能源利用效率。一是通過電源、電網(wǎng)、需求側(cè)及儲能各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)互動，平抑風電、太陽能發(fā)電出力的波動性和間歇性，提高系統(tǒng)運行可靠性；二是通過加強煤電、水電與風電、太陽能發(fā)電的互補出力，以較低的煤電、水電對沖風電、太陽能發(fā)電成本較高的難題，降低社會用能成本；三是通過多種能源的互補出力和源網(wǎng)荷儲的協(xié)調(diào)互動，提高系統(tǒng)運行可靠性和經(jīng)濟性的同時支撐大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納。