构建新型电力系统是落实四个革命一个合作能源安全新战略和建设社会主义现代化强国的重要举措，将根本改变目前我国化石能源为主的发展格局，助力应对气候变化。
本书结合我国新型电力系统发展的前沿和趋势，阐述双碳目标下水能富集地区新型电力系统的价值内涵与发展形态，基于源网协调与最Z优匹配的发展思路，创新性提出了模型构建-容量规划-时序安排-优化布点-模拟运行-综合评价的多要素全周期分析体系、新型电力系统发展指数评价方法以及实现路径，为水能富集地区新型电力系统源网协同规划、资源最Z优开发、新型电力系统全要素创新示范等提供理论方法和实践案例。
本书是梳理、提炼、展示我国水能富集地区新型电力系统的发展规划、创新示范的最Z新研究成果和工程应用实例，突出理论创新、技术先进、前瞻实用，为我国新型电力系统规划、流域可再生能源基地水风光储多能互补、网源协同发展规划设计和运行管理、新型电力系统全要素应用实践的相关人员提供技术支持和参考。

本书是梳理、提炼、展示我国水能富集地区新型电力系统的发展规划、创新示范的最Z新研究成果和工程应用实例，突出理论创新、技术先进、前瞻实用，为我国新型电力系统规划、流域可再生能源基地水风光储多能互补、网源协同发展规划设计和运行管理、新型电力系统全要素应用实践的相关人员提供技术支持和参考。

构建以新能源为主体的新型电力系统，是我国能源电力领域的一场深刻革命，关乎国家能源安全、生态文明建设与双碳目标的实现。新型电力系统不同于传统电力系统，具有显著的双高特征（高比例可再生能源、高比例电力电子设备），其源网荷储互动关系更加复杂，对系统的灵活性、韧性、智能化水平提出了前所未有的要求。水能富集地区，尤其是拥有型水库调节能力的水电基地，其强的能量存储和快速灵活的功率调节能力，为平抑风光波动、提供系统备用、支撑电网频率电压稳定提供了无可替代的天然稳定器与调节池。因此，深入研究如何充分发挥水电在新型电力系统中的核心枢纽作用，优化整合水、风、光、储等多类型资源，实现多能互补、协同优化，是破解可再生能源规模发展瓶颈、实现能源绿色转型的重要任务。四川是全国最的水电基地，水电装机容量和年发电量均居全国首位。金沙江、雅砻江、渡河三江流域汇聚了规模宏、调节性能各异的水电站群，构成了四川电网乃至全国西电东送的骨干电源。同时，四川高原地区风能资源丰富，攀西地区太阳能资源潜力巨，为风光资源的规模化开发提供了广阔空间。然而，四川能源电力发展也面临独特挑战：水电丰枯出力悬殊、风光出力波动性与不确定性显著、省内负荷中心与能源基地空间分布不均衡、外送通道能力与清洁能源发展速度需协调以及极端天气和地质灾害对电网安全的威胁等。这些特点使得四川构建新型电力系统既具有显著的资源优势，又面临复杂的技术与管理难题。探索四川新型电力系统发展路径，不仅关乎国家战略腹地能源安全和经济社会发展，更对类似水电高占比电力系统规划建设具有重要的示范意义。本书立足于四川这一典型水能富集地区，围绕新型电力系统构建的核心问题，遵循价值内涵理论模型实施路径实践应用的逻辑脉络，开展了前瞻性和应用性的研究与实践探索。全书共11 章，第一至四章系统梳理了我国电力系统演化历程，深刻剖析了四川新型电力系统的独特价值内涵；深入研究了系统协同演化的参与主体、关联关系、影响因素及作用机理，构建了具有四川特色的新型电力系统评估指标体系和发展指数评价模型；并在此基础上，研究了四川省构建新型电力系统的总体框架、分阶段实施路径及保障机制。第五章全面盘点了四川主要流域（金沙江、雅砻江、渡河）的清洁能源资源禀赋，特别是水能、风能、太阳能的空间分布、资源储量、开发状况及出力特性（如季节性、日内波动性），为后续互补优化研究奠定了坚实的资源基础。第六章深入研究了流域尺度下水、风、光资源的时空互补特性，揭示了利用水库调节能力，有效平抑风光出力的波动性和随机性的机理；系统评估了四川电网现有水电调节能力的现状、潜力与瓶颈，并提出了针对性的挖潜策略（如优化调度规则、改进控制策略、提升水库群联合调度水平）和提升路径。第七章聚焦于水风光储多能互补系统的核心工程问题容量优化配置，阐述了配置的基本原则（如经济性、可靠性、灵活性、环保性），分析了主要影响因素（资源特性、负荷需求、电网约束、政策环境、储能成本等）；建立了科学的水风光储互补容量优化配置数学模型，研究了高效求解算法，提出了适用于四川主要流域的具体容量配置方案，为电源规划和投资决策提供了定量依据。第八、九章将气象科学与能源研究深度融合，通过能源气象关联分析，提升了新能源出力的预测精度，为系统规划和运行提供更可靠的数据支撑；构建了清洁能源基地开发潜力的综合评价体系，从资源条件、技术可行性、经济性、环境影响等多维度进行科学评估；同时，从电网物理极限角度，深入研究清洁能源承载能力，特别是外送断面的极限输电能力（TTC），探索了利用极限学习机等先进方法提取复杂系统运行规则，并对四川电网的清洁能源承载能力进行了定量评估，明确了电网接纳的边界条件。第十、十一章将视角延伸至市场消纳环节，建立了清洁能源市场消纳空间评估模型，并进行了实际测算，回答了能发多少电之后能消纳多少电的关键问题，最终，落脚于源网协同规划这一系统工程，提出了考虑清洁能源消纳空间和电网承载能力的源网协同规划方法和模型，提出了四川清洁能源时空发展路径。本书立足四川实践经验，系统梳理了新型电力系统建设的理论框架、技术路径与实践案例，旨在为清洁能源高效开发利用提供科学参考。书中所提出的评估体系、理论模型、互补配置方法、承载能力评估技术、源网协同规划框架等，已在四川电网的规划、设计、调度、运行等环节得到不同程度的应用、验证与完善。四川在水风光互补运行、水电调节能力挖潜、清洁能源外送、高比例可再生能源接入电网安全稳定控制等方面取得的宝贵经验，为解决水能富集地区新型电力系统构建的共性难题提供了四川方案和中国智慧。在本书研究和撰写过程中，得到了四川省新型电力系统研究院、国网四川省电力公司经济技术研究院、四川学能源发展研究中心等单位以及王永平、张帅、刘畅、马瑞光、袁川、胥威汀、朱燕梅、黄炜斌、潘婷、董厚琦等有关专家、同仁的力支持，另外，也吸收了国内外有关专家学者在水风光互补规划运行、调节能力挖潜、新型电力系统构建等领域最新研究成果，并在书中列明了相应的参考文献，在此，一并向相关学者表示诚挚的感谢。新型电力系统建设是长期艰巨的系统工程，许多理论和实践问题尚处于研究探索中，书中内容难免存在疏漏与不足，恳请读者批评指正。期待本书能为水能富集地区乃至全国新型电力系统的科学构建提供有益参考，激发更多创新思考与实践探索。让我们携手共进，以扎实的研究和勇敢的实践，推动清洁能源的高效利用，为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系贡献智慧和力量！

王永平，教授级高级工程师，从事电网规划、建设及其相关研究、电力系统工程设计、建设与评估等相关研究工作30余年，研究领域涉及电源规划、电网规划、建设、电网发展评估、重输变电工程规划建设等多个领域，是业内电网规划、工程设计及建设方面的资深专家，曾任中国能建集团甘肃省电力设计院院长、国网甘肃白银供电公司总经理、国网甘肃公司副总经理、国网四川公司副总经理。现任国网四川公司三级顾问、四川省新型电力系统研究院院长、执行董事、中国能源研究会能源互联网专委会副主任。曾主持开展330千伏兰州东变工程并获国家电力公司优秀设计奖。全过程参与了甘肃酒泉地区国家级千万千瓦级风电基地接网、输送、消纳、建设以及安全运行研究，完成重课题攻关9项，荣获国家电网公司、省电力公司科技进步奖4项，荣获甘肃省劳动模范称号。主持完成了甘肃省、四川省多个五年电网发展规划报告、可再生能源发展规划等多项电网发展专题研究，负责的四川多项特高压、超高压重点攻坚工程安全优质按期投产。

前言
第一章 新型电力系统价值内涵与发展形态1
第一节 我国电力系统的发展演化过程1
第二节 四川新型电力系统价值内涵21
第三节 四川电力系统协同演化参与主体及关联关系30
第四节 四川电力系统协同演化的影响因素及作用机理47
第二章 四川新型电力系统理论模型与发展指数评价体系研究78
第一节 四川电网公司新型电力系统评估指标体系构建78
第二节 新型电力系统发展指数评价模型88
第三章 四川新型电力系统理论模型体系构建113
第一节 四川新型电力系统未来攻关方向114
第二节 新型电力系统发展理论模型框架116
第三节 新型电力系统发展理论模型要素分析118
第四节 新型电力系统发展理论模型算例分析130
第四章 新型电力系统实施路径及保障机制研究136
第一节 四川省构建新型电力系统发展环境研究136
第二节 四川省新型电力系统构建总体框架146
第三节 四川省构建新型电力系统的分阶段实施路径151
第四节 四川省构建新型电力系统的技术攻关方向160
第五章 四川电网主要流域清洁能源资源及其特性研究164
第一节 四川省清洁能源概况164
第二节 金沙江流域 165
第三节 雅砻江流域 184
第四节 渡河流域 192
第六章 流域水风光出力互补特性及水电调节能力挖潜研究 202
第一节 流域水风光出力互补特性研究202
第二节 四川电网水电调节能力现状216
第三节 水电调节能力挖潜研究229
第四节 水电调节能力提升策略251
第七章 四川电网主要流域水风光（储）互补容量优化配置研究254
第一节 水风光（储）互补容量优化配置原则254
第二节 水风光（储）互补容量优化配置的主要影响要素255
第三节 水风光（储）互补容量优化配置模型及算法研究256
第四节 水风光（储）互补容量配置方案261
第八章 清洁能源资源开发潜力研究287
第一节 能源气象关联分析287
第二节 考虑关联分析结果的新能源出力预测294
第三节 清洁能源基地开发潜力综合评价体系307
第九章 四川电网清洁能源承载能力研究311
第一节 清洁能源外送断面极限输电能力311
第二节 含新能源系统断面TTC 运行规则的极限学习机提取方法317
第三节 四川电网清洁能源承载能力评估322
第十章 四川清洁能源市场消纳空间研究324
第一节 清洁能源市场消纳空间评估模型324
第二节 清洁能源消纳空间测算329
第十一章 考虑消纳空间和电网承载能力的源网协同规划方法331
第一节 考虑消纳空间的电源规划模型333
第二节 考虑电网承载力的电网规划模型 334
第三节 考虑清洁能源消纳空间和电网承载力的源网协同规划方法336
第四节 四川清洁能源时空发展路径 338
参考文献339