以數(shù)字電網(wǎng)推動構建新型電力系統(tǒng)的思考與展望

新型電力系統(tǒng)最典型的特征之一是新能源將在電源結構中占據(jù)主導地位。隨著新能源的廣泛接入，其自身的隨機性、間歇性與波動性將會對電網(wǎng)的柔性可控提出更高要求。基于此，數(shù)字賦能作為新型電力系統(tǒng)的另一典型特征具備了充分的必要性及必然性，數(shù)字電網(wǎng)也將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。數(shù)字賦能的新型電力系統(tǒng)將以數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素，打通“源—網(wǎng)—荷—儲”各個環(huán)節(jié)信息，利用海量數(shù)據(jù)分析與高性能計算技術，透過數(shù)據(jù)關系發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運行規(guī)律及潛在風險，使電網(wǎng)具備超強感知能力、智慧決策能力和快速執(zhí)行能力，進一步保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，助力實現(xiàn)大范圍的資源優(yōu)化配置。

一、數(shù)字電網(wǎng)以數(shù)據(jù)為核心的技術體系架構賦能新型電力系統(tǒng)構建

從數(shù)據(jù)接入的角度來看，新型電力系統(tǒng)將實現(xiàn)多模態(tài)的傳感量測數(shù)據(jù)接入，有效支撐新能源發(fā)電多維度的實時狀態(tài)監(jiān)測，提升電網(wǎng)透明化水平，并為發(fā)電側的精準功率預測提供更全面、更準確的數(shù)據(jù)基礎；小微傳感及芯片智能終端將賦予電網(wǎng)更為強大的邊緣感知與控制能力，依托邊緣計算進一步滿足自動發(fā)電控制、快速頻率響應等功能需求，實現(xiàn)新能源發(fā)電側的“全面可觀、精確可測、高度可控”；同時，物聯(lián)網(wǎng)平臺的構建將支撐海量終端數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化接入與管理，并在云端數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)秒級匯聚，為后續(xù)的云上“大腦”提供標準化格式的數(shù)據(jù)來源。

從數(shù)據(jù)分析的角度來看，基礎的機電模型與狀態(tài)方程等傳統(tǒng)電力分析方法，將不再適用于大量新能源接入后瞬息萬變的復雜網(wǎng)絡與更為難以把握的電磁暫態(tài)過程。依托云計算和邊緣計算中面向大數(shù)據(jù)的先進計算技術，將助力未來千萬級維數(shù)的模型解析，實現(xiàn)快速、高效的新型電力系統(tǒng)分析；此外，數(shù)字電網(wǎng)將基于全面、準確、透明的海量采集數(shù)據(jù)，透過數(shù)據(jù)關系逐步探索電網(wǎng)運行規(guī)律，并及時發(fā)現(xiàn)、預警電網(wǎng)風險，形成“云邊協(xié)同”的調(diào)控體系，支持千萬臺級新能源設備作為主力電源參與電力系統(tǒng)調(diào)控過程，奠定電力系統(tǒng)充分消納新能源、保障能源供應和安全的關鍵基礎。

從數(shù)據(jù)決策的角度來看，依托知識圖譜、強化學習等前沿AI技術，提供高精度區(qū)域負荷預測及新型電力系統(tǒng)認知服務，支撐在新的能源結構下的智能停電計劃編排、調(diào)度智能防誤等輔助決策功能。目前，廣西廣西電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心已開展基于調(diào)度AI認知服務的自動化值班智能語音助手技術的相關研究。基于電力系統(tǒng)的多種信息進行模型訓練，支撐常規(guī)問題的搜索推薦功能和系統(tǒng)的分析計算功能，豐富系統(tǒng)的交互手段，提供分析決策依據(jù)，提高電網(wǎng)運行系統(tǒng)的操作性。同時，新一代數(shù)字化技術將助力打造覆蓋電網(wǎng)全過程、全環(huán)節(jié)的數(shù)字孿生電網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)故障的快速預演、驗證及智能決策，在充分消納新能源的同時，進一步保障電網(wǎng)安全和抗沖擊能力，支撐供需的動態(tài)平衡。

二、數(shù)字電網(wǎng)承載新型電力系統(tǒng)構建的下一步重點工作方向

一是不斷完善新能源發(fā)電側的智能終端接入，進一步深化數(shù)字電網(wǎng)基礎設施升級。相對于傳統(tǒng)物理電網(wǎng)而言，智能終端廣泛部署所帶來的先進傳感量測是數(shù)字電網(wǎng)建設的基本條件，以5G為核心技術的先進通信傳輸通道是推進“云邊融合”智能調(diào)控體系的必要保障。因此，加快小微傳感、芯片等技術攻關，推進電網(wǎng)一二次設備的高度數(shù)字化，構建新型電力系統(tǒng)的邊緣計算集群，是數(shù)字電網(wǎng)承載新型電力系統(tǒng)的根基，以滿足2025年前具備支撐新能源新增裝機1億千瓦以上的接入消納能力的總體目標。

二是持續(xù)推動“云大物移智”等前沿技術研究，打造適應以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的高性能軟件。隨著信息化、數(shù)字化技術的不斷發(fā)展，通過云數(shù)據(jù)存儲、大數(shù)據(jù)處理、人工智能算法等前沿技術實現(xiàn)電網(wǎng)核心功能已成為數(shù)字電網(wǎng)建設的共識。然而，在新能源大規(guī)模并網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)市場化、多系統(tǒng)協(xié)同需求提升、用戶差異化行為等背景下，依托先進技術開發(fā)適應新型電力系統(tǒng)、支撐電網(wǎng)調(diào)度運行及管理的高性能軟件，充分滿足電力系統(tǒng)高度不確定性的分析需求，將成為下一步研究的重要方向。

三是推進數(shù)字能源產(chǎn)業(yè)的多方位融合發(fā)展，加速建設能源節(jié)約型社會。踐行“雙碳”國家戰(zhàn)略，電力行業(yè)同各學科的融合發(fā)展是不可或缺的重要環(huán)節(jié)，在接入各行業(yè)領域數(shù)據(jù)的基礎上，構建全方位特征向量，探索精準、高效的計算方式；積極融合其他領域的前沿科技成果、創(chuàng)新成果，在新能源發(fā)展、用能服務等領域?qū)で笕碌慕鉀Q方案及最優(yōu)模式，進一步提升電網(wǎng)安全、可靠、綠色、智能水平。

三、結語

總而言之，數(shù)字電網(wǎng)作為我國能源革命中的“主力軍”，是承載以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)，對促進能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，打造清潔低碳安全高效的新型能源體系，最終實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標具有重要意義。

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