光伏板在甘肃的戈壁滩上炙烤，海风推动福建沿海的风车叶片，而湘江畔的虚拟电厂正悄然调节着数千户家庭的空调温度——这是一度电的日常，也是中国电力系统百年未有的变革现场。
清晨六点，宁夏腾格里沙漠边缘的光伏板开始追逐太阳，将第一缕阳光转化为电子。这些电子将穿越±800千伏特高压直流线路，开始一场1600公里的旅行，最终在傍晚抵达湖南长沙的一户人家，点亮一盏灯。
这趟曾经不可思议的旅程，如今每天在中国各地上演。截至2025年一季度，中国风电和太阳能装机达到14.8亿千瓦，首次超过火电装机规模，这意味着每十度电中，就有超过四度来自新能源。
五年前，中国电力系统还以煤电为绝对主力。今天，情况发生了根本性变化。2024年全国风电和太阳能新增发电装机占新增发电装机总容量的83.1%，新能源装机正在实现对火电装机的深度增量替代。
这一变革的背后是强有力的政策推动。2022年，《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》出台，明确加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统。
我国已构建起全球最大、发展最快的可再生能源体系，光伏、风电、水电、核电、新型储能等多项技术位居世界第一。
电力系统的形态和运行特性正发生根本性变革。传统电力系统依赖于稳定可控的煤电，而新型电力系统必须适应新能源的随机性和波动性，其复杂程度前所未有。
中国工程院院士刘吉臻将新型电力系统的特征凝练为“多源互补、源网协同、供需互动、灵活智能” 十六个字。这十六个字背后，是一场涉及技术、市场、政策的全方位变革。
“沙戈荒”这个词在五年前还鲜为人知，如今已成为新能源发展的关键词。我国在内蒙古、青海、甘肃、宁夏、新疆等18个省（区）统筹安排了第一批50个“沙戈荒”大型风电光伏基地项目，装机规模达9736万千瓦。
这些昔日的不毛之地，正变为“能源绿洲”。
以宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程为例，该项目每年可向湖南输送超360亿度电，其中50%是新能源电量。这不仅解决了湖南的电力需求，还实现了能源结构的绿色转型。
海上风电也成为新的增长极。“十四五”以来，海上风电新增装机超过3500万千瓦，为沿海省份发展注入了绿色动力。从江苏到福建，从广东到山东，沿海地区正在打造一个个“海上风电长廊”。
更令人惊喜的是分布式光伏的爆发式增长。“十四五”期间，分布式光伏新增装机超过4亿千瓦，其中户用光伏新增1.6亿千瓦，全国有700多万个家庭当上了光伏“房东”。这真正实现了全民参与新能源发展。
新能源有个致命弱点：靠天吃饭。如何将“任性而为”的清洁能源大规模驯化为持续稳定的电能供给？科技创新是一把“金钥匙”。
在河北坝上草原，世界上第一个集“风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电”于一体的国家风光储输示范工程，通过风、光、储多组态联合运行模式，破解了大规模新能源集中并网、集成应用的世界性技术难题。
抽水蓄能是另一个重要技术路径。它的原理简单却巧妙：在山上、山下建设两个水库，用电低谷时，用富余的新能源电力将山下的水抽到上游水库储存起来，在用电高峰时放水发电。
2025年，粤港澳大湾区和北部湾经济区有9个总投资近700亿元的抽蓄电站群将陆续投产，装机总规模达到1080万千瓦，可促进南方区域3亿千瓦新能源稳定接入电网。
新型储能也迎来大发展。截至2024年年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达7376万千瓦/1.68亿千瓦时，约为“十三五”末的20倍。
2024年，山东电力现货市场曾连续22小时出现负电价；2025年“五一”期间，负电价现象在多个省份出现。这看似奇怪的现象，实际上反映了电力市场改革的深化。
负电价的出现跟各地区新能源的快速发展密切相关。当风光大发而需求不足时，电力系统需要通过价格信号引导发电企业调整出力。这说明电力市场正在发挥真正的调节作用。
我国电力市场化改革正从“量变”走向“质变”。截至2024年，全国电力市场交易规模迅速扩大，新能源参与市场化交易电量占比超55%，绿电绿证交易规模翻两番，反映实时电力供需的价格机制基本建立。
全国统一电力市场建设也取得重要进展。目前已建成5个省市场、1个区域市场，南方5省建成了全球交易规模最大的“电力超市”，超过22万家经营主体在其中自由买卖电力。
尽管成就显著，新型电力系统建设仍面临三大挑战：充裕性、安全性和经济性。
充裕性挑战在于，风光发电具有波动性，系统需要在不同时空预留足够的灵活性资源来保障电力电量平衡。当电力系统遭遇极端天气时，这一问题尤为突出。
安全性挑战源于“双高”特性——高比例新能源和高比例电力电子器件。传统电力系统依赖于同步电源的稳定性，而新能源的大量接入使系统惯量下降，对大小扰动的抵御能力减弱。
经济性挑战则涉及电力市场化机制。面对高比例新能源在全国范围内转移传输的特征，传统的面向化石能源、以就近供需平衡为主的市场机制，显现出全局统筹能力不足的局限。
另一个突出问题是煤电转型。2024年全国统调最高用电负荷为14.5亿千瓦，而全国火电装机总量已达14.4亿千瓦，接近最高用电负荷。若持续大规模扩张煤电装机，可能加剧转型期的结构性矛盾。
在江苏，我国首个百万千瓦级居民虚拟电厂正在建设中。通过大数据、物联网和人工智能等技术，居民家中空调、热水器等分散的家用电器被聚合在虚拟能量池中。
当预测到用电可能紧张时，电力部门给居民手机发送邀约，鼓励居民主动调节大功率智能家电的温度，减少用电，并获得电费奖励。据测算，空调每变化1℃，能够调节负荷约0.06千瓦。江苏近4300万居民空调都调节1℃，就可以让出近260万千瓦电能。
在长沙，供电公司自主开发的可解释人工智能应用“光明”已正式“上岗”。它能够预测线路过载风险，并推荐处理方案，使调度员能在短时间内消除隐患。
国家电网正大力开展人工智能技术在电力领域的应用探索，已建成覆盖公司总部和27家省级公司的统一开放人工智能技术创新平台，推动电力与算力协同赋能。
未来五年，一批千万千瓦级“新能源+储能”基地将在沙漠、戈壁、荒漠地区崛起，“西电东送”“北电南供”通道将更密集。同时，海上风电向深远海拓展，“十五五”将进入大规模开发阶段。
电子仍在持续旅行——从河西走廊的风电场到东部沿海的虚拟电厂，从千家万户的屋顶光伏到穿越山河的特高压线路。每一度电的旅程，都是中国能源转型的缩影。
