大力发展风电、太阳能发电，构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现“双碳”目标的重要抓手，而推动能源绿色低碳发展，势必会对能源系统运行的经济性、可靠性带来挑战，而清洁化、经济性、可靠性三者均是能源系统不可忽视的方面。

能源供应安全和降低社会用能成本的战略要求，使得能源系统清洁化转型任务愈加艰巨。能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，保障能源供应安全更是能源安全战略的重中之重，而随着以新能源为主体的新型电力系统建设步伐的不断推进，稳定可控的火电机组装机占比和有效利用时间将不断减少，大规模波动性、间歇性新能源发电的接入将使得电力供应安全面临严峻挑战。此外，国家层面提出继续推动降低全社会用能成本，要求能源系统在清洁化转型的同时必须更加注重降本增效，建设清洁低碳安全高效能源体系的任务愈加艰巨。

能源系统的清洁化和供能可靠性要求，使得社会综合用能成本的降低面临较大压力。风电、太阳能发电与传统煤电相比其发电成本仍然较高，且为了保障波动性、间歇性较强的风电、太阳能发电出力的顺利并网，还需要配套建设大量的抽水蓄能、储能电站等调峰资源以保障系统运行的安全性，较高的成本使得风电、太阳能发电仍不具备取代煤电的经济性。同时，我国风、光等自然资源与负荷中心存在显著的逆向分布特征，大量的新能源电力需要通过特高压通道从西北地区输送至中东部消纳，大规模的输电通道投资和固有的输电损耗也进一步降低了风电、太阳能发电项目的经济性。

能源系统的清洁化和用能成本约束，使得电力系统运行可靠性面临诸多挑战。风速、光照辐射存在固有的随机性，导致风电、太阳能发电具有明显的波动性和间歇性特征，大规模风电、太阳能发电机组的接入将使得电力系统的电压稳定、功率平衡等面临较大压力。而我国现有电力系统灵活性调峰资源的缺失和柔性控制与协调调度能力的短板难以应对大规模波动性、间歇新新能源接入带来的严峻挑战。为保障系统运行的可靠性，必须投入大量资金用于系统灵活性资源的建设、改造，以及电网、调度基础设施的升级。而投入的增加会带来用能成本的变化，亟需从系统层面协调大规模新能源接入与用能成本、系统运行可靠性三者之间的问题。

综合能源系统的显著特征是“横向多能互补，纵向源网荷储协调”，能够助力破解能源“不可能三角”问题。建设多能互补综合能源系统，就是要打破多异质能源子系统之间及能源子系统内部各环节的壁垒障碍，整合石油、煤炭、天然气和电力等多种能源资源，实现传统化石能源与风、光等新能源协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济，在满足多元化用能需求的同时有效提升能源利用效率。一是通过电源、电网、需求侧及储能各环节的协调互动，平抑风电、太阳能发电出力的波动性和间歇性，提高系统运行可靠性；二是通过加强煤电、水电与风电、太阳能发电的互补出力，以较低的煤电、水电对冲风电、太阳能发电成本较高的难题，降低社会用能成本；三是通过多种能源的互补出力和源网荷储的协调互动，提高系统运行可靠性和经济性的同时支撑大规模新能源并网消纳。