1、大量電力電子設備的使用對新能源電站的并網安全和運營安全帶來嚴峻挑戰

大量的特性各異的電源、負荷、儲能等裝備以電力電子為接口接入現有電力系統，使電力系統向著高比例可再生能源和高比例電力電子設備 ( 簡稱“雙高”) 趨勢快速發展。

雙高特征引發了電力系統電壓失穩、頻率失穩、功角失穩、寬頻振蕩等并網安全的問題，嚴重降低了電網強度。

新能源設備電壓耐受能力差，故障情況下僅能提供 1.1 倍額定電流的動態電壓支撐，而傳統火電可達到 5~10 倍，加上新能源需要逐級升壓接入主網，與并網點電氣距離是常規機組的 2~3 倍，提供的短路容量比較小，降低了電壓支撐水平。

新能源并網逆變器、變流器等設備不具備慣量響應能力，導致電網整體慣量低，降低了系統調頻能力。

新能源低慣量還會引起功角曲線幅值下降，導致功角失穩。新能源發電設備的快速響應特性，還引發了中頻帶、高頻帶寬頻振蕩的新問題。

對于大型清潔能源基地而言，電站占地面積大、容量規模大，電站內的設備多、運維艱難，100MW 的電站就需要 5 個人至少一天才能完成一次簡單的巡檢工作。

同時基地項目大多地處偏遠地區，環境惡劣——不是處在高溫、風沙極大的荒漠地區，就是在高濕高鹽霧的海上，或者是在高海拔高寒的平原上，對設備的質量和可靠性帶來巨大考驗，同時也對基地電站的運營安全造成嚴重危脅。

對于分布式光伏系統而言，由于設備越來越多地進入建筑、園區、家庭，與日常生產生活更加緊密結合在一起，屋頂光伏一旦發生事故，將嚴重威脅生命和財產安全。據相關機構調研，直流拉弧是屋頂電站引發火災的主要隱患，光伏組件焊點接觸不良、線纜老化、端子虛接等原因都可能產生電弧。

另外，屋頂光伏項目中，設備即使停機，只要有光照，直流側光伏板電壓通常可達到 600V 至 1000V，為施工運維人員及業主帶來潛在風險。尤其是在出現火災等緊急狀況的情況下，由于光伏陣列攜帶高壓，救援人員無法到屋頂進行救災；由于屋頂帶電，也無法通過普通方式用水進行滅火，大大增加了救援難度。

在國外，對帶有光伏系統的屋頂在救災時采取‘let it burn’策略，只能眼睜睜的看著光伏板燒毀后再進行滅火，極大的影響了救援過程，造成更多的人身財產損失。應對雙高帶來的安全挑戰，首先需要關注設備的質量。產業應該形成高質量的共識，通過硬件質量、軟件質量來保證產品的安全性和可靠性。

其次要將組件、儲能、構網、數字化、智能化等單點技術創新融合應用，讓新能源發電從跟隨電網走向支撐電網，在系統運維上做好直流智能安全診斷、預警和防護，保障各種場景下的人身和資產安全。

2、儲能系統是高能量載體，存在熱失控風險，一旦起火難以控制，其規模化應用對儲能電站安全帶來巨大挑戰

伴隨著儲能的快速規模應用，儲能電站發生了多起嚴重事故，造成大量經濟損失和人員傷亡。2024 年 5 月，美國加州圣地亞哥市當時全球最大的 250MWh 的儲能電站發生火災，并多次復燃，前后持續 11 天才完全撲滅，造成了嚴重的損失和環境影響。

據不完全統計， 2019~2023年，全球發生 65 起重大儲能火災事故，其中由于工藝質量不達標、銅箔材料涂抹不均等電池質量問題引起的電站儲能和工商業儲能事故 27起，由于鐵屑脫落至模組內部等電池質量問題引起的戶用儲能事故 12 起，由于設備進水、管理系統故障、電池質量問題引起的數據中心事故 7 起，此外還有由于電池固定方式及絕緣問題等其他質量問題引起的事故 19 起。

此外，在儲能電站設計、建設、調試、運行、維護等環節還缺乏成熟的標準和規范，在儲能電站管理、運營、維護等方面的專業化也有待進一步建設和完善。儲能作為電力系統的新生環節，全方位的體系建設還處于探索階段。

安全已經成為儲能產業發展的巨大挑戰。儲能作為能源系統的調節器，調用頻率越來越高；鋰電池單站規模突破 GWh，規模越來越增大；大型儲能系統由單柜 2MWh 向 5MWh+ 發展，能量密度越來越高；新的技術路線如鈉電池、液流電池、超容電池滲透率提升，多元化程度越來越高，由此導致儲能電站更多、更復雜的安全風險。

為了應對儲能電站的安全風險，核心是儲能產品的高質量。從儲能系統架構設計開始，優先把問題消滅在事故前端；關注電芯等關鍵部件的生產制造使用，保證本體安全；選好隔熱、阻燃材料，做好散熱、排煙、消防系統，完善被動安全；發展在線監測、智能控制和安全預警技術，做好主動安全。

在儲能電站的全生命周期，從規劃設計、設備選型、制造驗收、運輸交付、現場安裝、系統調試、運行控制、檢修維護、電站退役的各個環節貫徹安全理念、夯實安全管理。其次，行業應該結合安全實踐，推動相關安全標準規范的制定與實施，通過政策法規的落地反向促進行業的高質量發展。

可再生能源、數字技術、電力電子技術的發展和融合水平決定了能源世界的進步水平。未來的能源世界以電能為介質，以電網為總線，以電力電子設備為網關、以能源云操作系統，改變傳統能量流處理、移動和儲存的方式，實現清潔低碳能源廣泛的規模化開發利用、多級能源網絡廣泛互聯、多種負荷主被動靈活參與、多業務邏輯協同決策運行。未來十年能量流與信息流深度融合，相互促進，是能源全面變革的關鍵過渡期，也將影響未來百年能源發展的前景。

能源產業正進入智能化時代。信息流、能量流的技術創新日趨同步，逐步從單設備、單場景向整體性、綜合性發展，從“局域網”向“全球網”應用發展，從“單機”運行向“云化”運行發展，可觀、可測、可控的范圍越來越廣。

能量流與信息流的融合延展到更大的時間和空間尺度，能源系統價值進一步放大，一方面促進能源系統更加經濟、清潔、安全運行；另一方面推動能源生產、傳輸、存儲、消費的產業發展新形態。促進了能源系統與信息系統甚至商業系統的深度融合。

能源系統不再是一個簡單和獨立的能源網絡，也將是和其他社會網絡共生共存的關鍵基礎平臺，如和交通網絡、碳足跡網絡、信息網絡等實現跨行業網絡的協同控制，能源云的管理協同模式和范圍也不僅僅局限于能源系統單設備、單系統、單行業。

科技進步與能源轉型相互促進，正在深刻改變能源發展的前景，唯有認清趨勢，才能迎接未來的挑戰，唯有立足當下，才能把握時代的機遇。新“數字能源”時代下，更需要全人類攜手共進，建立新的聯盟、尋找新的方式，實現跨價值鏈和生態系統的協作，為世界能源創新和發展提供力量，共同推動低碳化、電氣化、數字化、智能化的能源變革，共建綠色美好未來。