电力系统正在快速转型

电力系统在全世界范围内正在加速转型，推动这一转变的主要有3个因素。首先是因为出现了资源丰富且低成本的风能和太阳能资源。其次是分布式能源的发展，包括屋顶光伏电站和智能运输工具（例如电动车和智能应用设备等）。最后是数字化的普及，从发电到用户贯穿整个发电系统，从而带来了降低成本和提高性能的新机会。

这些变化正在推动电力系统最佳规划和运行方式的结构性转型。它们还具有确保能源安全，特别是电力供应安全的系统性含义。因此它们要求电力部门的政策制定者和相关管理者采用协调一致的积极应对措施，具体体现在电力系统改造上。电力系统改造的任务是创造适当的机会、市场和监管环境以应对变化的影响，同时实现电力系统运行和规划实践的升级。电力系统改造有利于加速投资、创新和使用智能、高效、灵活和环保的技术。电力系统改造是保证现代电力系统安全的关键。

电力系统灵活性已经成为全球优先发展事项

加强电力系统灵活性通常是电力系统改造的重要项目。本报告将电力系统灵活性定义为电力系统的相关特性，这些特性有助于对供需双方的可变性和不确定性进行可靠和成本效益管理。在许多情况下，电力系统的灵活性是政策制定者和系统规划人员需要考虑的一个日益重要的话题，这是由日常运营中间歇性可再生能源（VRE）的整合以及高影响事件的强度和频率不断增加所驱动的。缺乏系统灵活性会降低电力系统的灵活性，或由于可变可再生能源的减少导致大量清洁电力的损失。

我们把关注点放在时间尺度上（从瞬间到几年）持续平衡供需，在这些时间尺度上考虑灵活性是有用的。为了帮助理解不同的灵活性需求以及满足这些需求的不同机制，本报告根据时间尺度对灵活性需求进行分组，从短期（亚秒到小时）到中期（小时到天）和长期（天到年） （Table ES．1）。

重要的是，电力系统的设计已经可以实现灵活性带来的可变性和不确定性进行管理。在历史上，这是特别需要的，以满足多变的电力需求或一个大型发电机或输电线的突发事件。随着时间的推移，特别是随着间歇性可再生能源份额的增加，对电力系统灵活性的要求可能会增加和改变。在现代电力系统中，电力系统的灵活性对于管理断电和极端天气事件、提高灵活性和其他重要目的也是非常重要的。为了提高现代电力系统的灵活性，可以进行许多不同的投资、业务和政策调整，灵活性可以使电力系统更清洁、更安全、更有弹性、更廉价。

表1．电力系统灵活性问题的时间尺度

关键点：系统灵活性解决了一系列从秒到年的跨越时间范围的问题。

电厂在加强系统灵活性方面起着关键作用

基于大量的实际案例研究和数据，这份报告全面回顾了电厂如何提高电力系统灵活性的，提高电力安全的情况。它总结了参与清洁能源部长级会议（CEM）的先进电厂运营中灵活性情况的研究成果。清洁能源部长级会议的工作旨在建立政府和工业界的之间较强的契机和承诺，以实施使发电更加灵活的解决方案。本研究与业界相关人士紧密合作提出了解决方案，包括制造商、专家顾问、系统运营人员和电厂运营人员。

该报告展示了一些技术选择，以及对现有电厂进行灵活性改造的成功案例。它为如何分析发电厂对整个系统灵活性的贡献提供了指导。研究报告还提供了一些政策、市场和监管工具的例子，从而开拓发电厂的灵活性。研究结果表明，包括燃煤和天然气发电机组在内的传统发电厂能够快速采取清洁能源技术，并加速电力系统转型。根据具体的系统环境，可以采取一些低成本的措施，以可靠和符合成本效益的方式弥补风力和太阳能发电量波动的问题。