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    論壇 | 電網功能形態的數字化轉型趨勢分析

    來源:《中國電力報》 時間:2024-06-13 13:39

    電網功能形態的數字化轉型趨勢分析

    王智敏

      電網數字化轉型的必要性

      電網作為高度嵌入經濟社會生產活動中的公共基礎設施,其數字化水平將對能源電力市場化程度產生更加直接和深遠的影響。電網作為能源轉換利用和輸送配置的樞紐平臺,需要結合數字經濟與新基建的政策機遇,著重發揮規模經濟與網絡效益優勢,促進電力供需更平衡、資源配置更優化。

      當前,電力系統從傳統電力系統向新型電力系統演進,這對電網安全、高效、優化運行提出了更大挑戰。隨著高比例新能源、新型儲能、柔性直流輸電等電力技術快速發展和推廣應用,電網形態復雜化、電網相關主體多元化運行方式多樣化的特點愈發明顯,高低壓層級電網之間、送受端電網之間協調難度加大。

      目前,電網的生產運營、調度交易等活動已經體現出高度的信息化與自動化,正在進一步成為調配能源資源的重要平臺。隨著數字經濟時代的到來,數字化、智能化發展成為新的趨勢,表現為數字技術與實體經濟的深度融合,以及數據要素、數字平臺對電網整體與各個環節的賦能賦智。

      電網數字化轉型趨勢

      從形態上看,正在發展成為物理電網和數字電網相融合的整體。物理電網在電力傳輸以及生產消費過程中產生的各類數據構成了電網的基礎,是數字空間電網實時鏈接感知重要的信息來源,也是數字空間電網反向觸達用戶、連接產業鏈上下游的關鍵載體。數字空間電網是通過對新一代數字化技術的科學應用,打造覆蓋電網全區域、全專業、全鏈條、全要素的數字化電網,具備能夠實時、動態、立體、時序化反映實體電網的全環節、全過程信息的特性,以電力系統的視角改變以往決策信息分散、決策依據不充分的問題,推動物理電網向高質量發展邁進。

      從功能上看,將進一步突出數智賦能賦效、電力算力融合、主配網協調發展和結構堅強可靠的數字化支撐效果。數智賦能賦效強調增強以電網為樞紐的能源電力系統互聯互通能力、供需匹配能力、風險應對能力和綜合服務能力。電力算力融合強調電網不僅是算力支撐電力運行、電力保障算力用能,還將融合電力算力技術、設備與機制,形成一體化的資源供給與調配服務。主配協調發展通過建立主配電網圖模數據交互機制、建立主配電網風險分析、合環分析、故障處置等業務協同機制,推動主配網多源數據融合應用及故障信息共享,提升事故處置效率,提升主配網運行狀態的全景感知能力,提高多業務、跨部門間協作處置效率,提升電網安全運行控制水平,提升電網運行控制效率。結構堅強可靠強調電網維持自身安全穩定運行,保障用戶安全可靠用能,維護電力產業鏈供應鏈安全穩定性,助力能源安全。

      從運行能力上看,將進一步提升“廣泛互聯、多流互融、智能互動”的能力。廣泛互聯即源網荷儲中的各類資源、電能與交通、物流、通信、應急等其他系統的互聯互通、共享互濟。多流互融即數據流引領優化能量流、業務流、資金流等多流融合,實現資源的最優配置和業務的高效協同。智能互動即電力系統設備智能化水平持續提升,實現海量分散發供用對象智能協調,各類市場主體主動響應、雙向互動,電力系統韌性、彈性和自愈能力增強。

      從運營特征上看,增強氣候彈性、安全韌性、調節柔性、保障能力的要求將與日俱增。當前,能源電力與氣候的關系日益緊密,源荷兩端隨機性挑戰持續增加,依托以信息監測、雙向計量、多方通訊、綠電溯源等數字化手段提升對電力系統源網荷儲各環節的感知能力和控制能力,打造智慧化的電網調度運行模式,支撐電網更好地服務高比例新能源的大規模接入,不斷增強電網氣候彈性、安全韌性、調節柔性和保障能力,提升電網應對突發異常、故障應急、源荷隨機變化等問題的綜合水平。氣候彈性突出電網適應氣候波動影響的能力,是動態感知、預測不可控環境變化,并開展被動適應的方式;安全韌性突出電網在風險擾動下能夠維持安全穩定正常運行的能力,是面對極端風險情況的抗擾動性;調節柔性強調電網具備快速靈活可調的能力,是應對變化主動協調資源優化配置的方式。保障能力強調在能源安全保供和能源轉型的雙重壓力下,電網在面對常態化和緊急性的運維需求時,對人、財、物等資源能夠及時、充分地調動,并能以最經濟的方式保障運營安全。

      從作用延展上看,其對電力生產清潔化、電力消費高效化、電力服務便捷化的帶動作用更加直接。電力生產清潔化可依托數字化技術精準預測可再生能源出力情況,將各個能源品類以更優化的方式協同起來,能夠以更加清潔和低碳的方式供應能源;電力消費高效化可以數字化技術便捷高效滿足用戶多樣化用電需求,打造優質的客戶體驗,降低全社會的碳排放總量和強度,減少全社會綜合用能成本;電力服務便捷化可依托數字化的廣泛連接,實時采集、預判和共享能源供需信息,實現自動化匹配和智能化交易,為多元社會主體提供一站式的能源電力服務,滿足各類用能、交易服務需求。

      從技術發展趨勢來看,數字技術創新的推廣應用將持續拓展領域范圍,成為帶動電網與數字技術的融合的最主要抓手。在拓展應用范圍上,電網的數字化智能化轉型能夠帶動數字技術創新在眾多領域的推廣復用,為數字技術特別是前瞻性的共性技術與產業化的應用技術提供試點示范平臺。在推進技術融合上,將推動電網以互聯網、大數據、人工智能為代表的新一代數字技術為依托,疊加海量數據與豐富應用場景,進行新技術融合和新場景的培育,將進一步為電網數字化技術產業鏈的“專精特新”培育提供試驗田與加速器。

      從參與市場程度上看,電網的數字化將進一步發揮電網在電、碳、能源資源、數據等要素的連接作用和配置效率。在提升連接作用上,建立“電數”耦合新優勢,拓展延伸電網作為能源資源配置平臺的潛能,增強電網數據合規流通和價值提升。同時,以電力大數據服務多個環境市場發展,進一步提升電力系統整體安全綠色水平。在提升電網的配置效率上,將推動市場信息的高度透明,支撐計量記錄、供需匹配和交易結算等,為多個要素市場提供數據、技術、平臺服務,為優化市場制度設計,全面提高要素協同配置效率提供支撐。(作者單位:國網能源研究院有限公司)

    責任編輯:余璇

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