數(shù)智化堅強電網(wǎng)的“四大特征”

　　現(xiàn)代電網(wǎng)深度嵌入現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，是經(jīng)濟活動中須臾不可相離的能源基礎(chǔ)設(shè)施與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。電力安全保供是須臾不可忽視的“國之大者”。當(dāng)前，能源轉(zhuǎn)型加速演進，新能源高比例接入電網(wǎng)，受氣候變化、極端災(zāi)害等因素疊加影響，電網(wǎng)安全發(fā)展的復(fù)雜性和不確定性日益加劇。打造氣候彈性強、安全韌性強、調(diào)節(jié)柔性強、保障能力強的數(shù)智化堅強電網(wǎng)，服務(wù)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系，體現(xiàn)了國家電網(wǎng)公司黨組在新時代新征程推動能源高質(zhì)量發(fā)展的主動擔(dān)當(dāng)。

　　電網(wǎng)氣候彈性強，是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性應(yīng)對氣候波動影響的能力特征。要求電網(wǎng)能應(yīng)對各種極端氣候災(zāi)害的考驗，從主配網(wǎng)網(wǎng)架、線路、設(shè)備，到與之銜接的電源、負荷、儲能等環(huán)節(jié)，都具備系統(tǒng)性應(yīng)對氣候變化波動影響的能力。從實踐來看，以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源出力受極端氣候影響持續(xù)加劇，高溫干旱、寒潮等極端天氣下，水電等常規(guī)電源暴露出一定脆弱性，以往對發(fā)電側(cè)影響較小的風(fēng)速、光照等氣候因素時刻影響新能源出力，臺風(fēng)、暴雨等也將對新能源設(shè)施構(gòu)成威脅;暴雨洪澇、雨雪冰凍等氣象災(zāi)害易對輸配電關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞，由氣象因素造成的電網(wǎng)、設(shè)備事件已經(jīng)接近五成;溫度敏感型負荷規(guī)模持續(xù)擴大，我國用電負荷的尖峰化和夏冬“雙峰”特征更加顯著，應(yīng)急儲能需求增加，其中空調(diào)負荷成為拉動最大負荷增長的主力之一。從應(yīng)對中看，增強電網(wǎng)彈性就是不斷挖掘電網(wǎng)對氣候變化的適應(yīng)能力，以更精準地監(jiān)測監(jiān)控天氣變化特別是極端天氣為基礎(chǔ)，增強電網(wǎng)與電源、電網(wǎng)與負荷、電網(wǎng)與整個電力系統(tǒng)的互動能力，以更安全更經(jīng)濟的方式運營電網(wǎng)，以數(shù)字化智能化的確定性手段減少電網(wǎng)在復(fù)雜環(huán)境中的不確定性。

　　電網(wǎng)安全韌性強，是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性抵御電力系統(tǒng)擾動沖擊的能力特征。要求電網(wǎng)應(yīng)對“雙高”特征下電力系統(tǒng)運行的隨機擾動，抵御來自不同環(huán)節(jié)、不同區(qū)域、不同時域?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的沖擊。從實踐來看，新能源大規(guī)模并網(wǎng)與沙戈荒大基地輸送的電源形態(tài)，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來了新的挑戰(zhàn);大電網(wǎng)交直流耦合運行、直流近區(qū)電壓穩(wěn)定風(fēng)險突出，配電網(wǎng)面臨自身平衡能力不足、網(wǎng)架薄弱等風(fēng)險;負荷產(chǎn)消者化趨勢明顯，改變電力平衡方式，對配網(wǎng)承載能力提出更高要求;儲能方面，隨著電化學(xué)儲能電站投運量的增加，電化學(xué)儲能安全性問題逐漸突出。從應(yīng)對中看，增強電網(wǎng)安全韌性就是要主動順應(yīng)多種電源跨品種互濟催生的對能源電力產(chǎn)業(yè)鏈安全共治需求的趨勢，建立更經(jīng)濟更精準的資源配置方式與電力調(diào)控模式，讓整個電力系統(tǒng)的各市場主體形成一個安全合作共同體，以此共同抵御各種不同的擾動與沖擊。

　　電網(wǎng)的調(diào)節(jié)柔性強，是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性開展靈活調(diào)節(jié)的能力特征。要求電網(wǎng)能夠充分調(diào)動各類社會資源要素，納入電網(wǎng)的配置優(yōu)化中，讓市場價格信號和數(shù)字技術(shù)共同發(fā)揮作用，克服電力系統(tǒng)時空資源分布的極度不平衡問題。從實踐來看，靈活調(diào)節(jié)電源能力占比不足需要整個電力系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈協(xié)同解決。目前我國抽水蓄能、調(diào)峰氣電等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源占比一直維持在6%左右。比較而言，歐美國家靈活電源比重較高，美國、西班牙靈活電源占比分別為49%、34%，靈活調(diào)節(jié)電源分別是新能源的8.5倍和1.5倍。負荷調(diào)度更多傾向于解決安全問題，在對負荷靈活調(diào)控方面，特別是在削峰填谷、新能源消納方面，技術(shù)還有待進步，實踐有待拓展。這就需要建立更加充分的價格補償機制、尖峰電價機制以及用能權(quán)等手段。從應(yīng)對中看，增強電網(wǎng)調(diào)節(jié)柔性就是要持續(xù)發(fā)揮好“平臺+數(shù)據(jù)+運營+生態(tài)”的一體化運作方式，推動負荷資源聚合，引導(dǎo)全網(wǎng)全系統(tǒng)的市場主體與用戶計算各自的成本函數(shù)，讓系統(tǒng)為人服務(wù)、電網(wǎng)為企業(yè)服務(wù)。例如，根據(jù)國家部委關(guān)于加強新能源汽車與電網(wǎng)融合互動的政策文件，電網(wǎng)柔性調(diào)節(jié)能力是服務(wù)全行業(yè)全社會的，并將在電動汽車、儲能、空調(diào)等新型負荷中帶來巨大的產(chǎn)業(yè)價值。

　　電網(wǎng)的保障能力強，是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性配置資源要素的能力特征。要求電網(wǎng)能夠在常態(tài)運行與應(yīng)急狀態(tài)下充分調(diào)動所需的資源要素，并具備及時供給到全網(wǎng)各地的調(diào)配能力。從實踐來看，電網(wǎng)歷來有物資調(diào)配的優(yōu)勢，在極端情況下，集團化運作能將各類電力物資、備品備件調(diào)配到全網(wǎng)各地。隨著新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈成為一個整體，以“國網(wǎng)綠鏈”為載體的綠色化、數(shù)智化的現(xiàn)代供應(yīng)鏈可以發(fā)揮更大的作用，不僅對電網(wǎng)自身備品備件進行及時儲備、供需缺口分析和智能倉儲轉(zhuǎn)運，還可以服務(wù)上下游企業(yè)、設(shè)備供應(yīng)商，降低全系統(tǒng)物資倉儲與調(diào)配成本。從應(yīng)對中看，電網(wǎng)保障能力是一項綜合能力，不僅考驗電網(wǎng)在應(yīng)急狀態(tài)下的動員與調(diào)配能力，也考驗電網(wǎng)日常的經(jīng)濟運行和科學(xué)管理能力。因此，增強電網(wǎng)保障能力更需要立足實際，將資源要素保障能力持續(xù)內(nèi)化為現(xiàn)代企業(yè)的一流治理能力。

　　建設(shè)“四強”的數(shù)智化電網(wǎng)是“一體四面”打造新型電網(wǎng)能力的重大舉措，充分體現(xiàn)了電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的系統(tǒng)觀、整體觀和全局觀，將有力支撐能源保供與低碳轉(zhuǎn)型，促進新型電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的協(xié)同互動，為更好支撐和服務(wù)中國式現(xiàn)代化貢獻國網(wǎng)力量。

　　【實踐案例】

　　國網(wǎng)浙江電力積極打造新型電力系統(tǒng)示范工程

　　國網(wǎng)浙江電力投運世界首個高壓大容量柔性低頻換流站——杭州220千伏亭山站，建成臺州35千伏柔性低頻輸電工程、寧波和臺州氫電耦合工程、嘉興數(shù)字孿生配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)、紹興中壓直掛式儲能電站等一批全國首創(chuàng)性示范工程。推動分布式潮流控制器、柔性短路電流抑制、移動式即插即用儲能電站、動態(tài)增容等一批“首臺首套”“首面首域”項目試點運行。

　　國網(wǎng)山東電力開展配電網(wǎng)主設(shè)備健康狀態(tài)在線評價

　　傳統(tǒng)現(xiàn)場開展配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價任務(wù)量大、效率低。國網(wǎng)山東電力依托電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺，開發(fā)配電網(wǎng)主設(shè)備健康評估模塊，匯集全省配電網(wǎng)主設(shè)備電氣量、狀態(tài)量等3類45項數(shù)據(jù)，創(chuàng)新構(gòu)建變壓器、環(huán)網(wǎng)箱等5類14種配電網(wǎng)主設(shè)備30類評估診斷模型，綜合研判設(shè)備隱患、缺陷等異常狀態(tài)，為差異化檢修策略制定提供決策依據(jù)。2022年12月應(yīng)用以來，累計發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀態(tài)1100余臺次，現(xiàn)場工作量降低60%以上，評價準確率達到90%以上。

　　國網(wǎng)天津電力建成新能源車綜合服務(wù)中心

　　國網(wǎng)天津電力加快充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建“光儲充換”綠色充電系統(tǒng)和“冷熱電”綜合能源系統(tǒng)，建成國內(nèi)首座集數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、生態(tài)化功能于一體的津門湖新能源車綜合服務(wù)中心。中心設(shè)有71個智能充電車位，利用屋頂和車棚建設(shè)379千瓦光伏電站，配有1000千瓦時儲能設(shè)施和綠色能源管理服務(wù)平臺，構(gòu)建了一套“2+1”的源網(wǎng)荷儲交直流綠色微能源網(wǎng)。截至2023年8月，光伏發(fā)電累計85萬千瓦時，儲能累計充放電量126.31萬千瓦時，全站實現(xiàn)節(jié)能減排二氧化碳11640噸，樓宇能源自給率達到85%，整體達到綠色二星建筑和“近零能耗”標準。中心提供國內(nèi)技術(shù)最先進、充電方式最全、充電安全性最高、互動性最強的充電體驗，自投運以來，累計充換電50.43萬次，充換電量超1082萬千瓦時，日最高充換電量2.4萬千瓦時，在天津市公共充電站排名第一位。

　　安徽金寨分布式發(fā)電集群示范區(qū)

　　該示范區(qū)工程系統(tǒng)集成調(diào)容調(diào)壓變壓器、智能測控保護裝置、集中和分散式太陽能光伏發(fā)電站、小型氣象監(jiān)測裝置等300多套智能并網(wǎng)裝置，整體實現(xiàn)了可觀測、可控制、可治理，確保高滲透率分布式發(fā)電集群“發(fā)得出、并得上、用得掉”。

　　來源 | 國家電網(wǎng)