數智化堅強電網的“四大特征”

　　現代電網深度嵌入現代化產業(yè)體系，是經濟活動中須臾不可相離的能源基礎設施與產業(yè)基礎設施。電力安全保供是須臾不可忽視的“國之大者”。當前，能源轉型加速演進，新能源高比例接入電網，受氣候變化、極端災害等因素疊加影響，電網安全發(fā)展的復雜性和不確定性日益加劇。打造氣候彈性強、安全韌性強、調節(jié)柔性強、保障能力強的數智化堅強電網，服務新型電力系統(tǒng)和新型能源體系，體現了國家電網公司黨組在新時代新征程推動能源高質量發(fā)展的主動擔當。

　　電網氣候彈性強，是新型電網系統(tǒng)性應對氣候波動影響的能力特征。要求電網能應對各種極端氣候災害的考驗，從主配網網架、線路、設備，到與之銜接的電源、負荷、儲能等環(huán)節(jié)，都具備系統(tǒng)性應對氣候變化波動影響的能力。從實踐來看，以風電、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)電側影響較小的風速、光照等氣候因素時刻影響新能源出力，臺風、暴雨等也將對新能源設施構成威脅;暴雨洪澇、雨雪冰凍等氣象災害易對輸配電關鍵基礎設施造成破壞，由氣象因素造成的電網、設備事件已經接近五成;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，應急儲能需求增加，其中空調負荷成為拉動最大負荷增長的主力之一。從應對中看，增強電網彈性就是不斷挖掘電網對氣候變化的適應能力，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，增強電網與電源、電網與負荷、電網與整個電力系統(tǒng)的互動能力，以更安全更經濟的方式運營電網，以數字化智能化的確定性手段減少電網在復雜環(huán)境中的不確定性。

　　電網安全韌性強，是新型電網系統(tǒng)性抵御電力系統(tǒng)擾動沖擊的能力特征。要求電網應對“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、不同時域對電力系統(tǒng)的沖擊。從實踐來看，新能源大規(guī)模并網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);大電網交直流耦合運行、直流近區(qū)電壓穩(wěn)定風險突出，配電網面臨自身平衡能力不足、網架薄弱等風險;負荷產消者化趨勢明顯，改變電力平衡方式，對配網承載能力提出更高要求;儲能方面，隨著電化學儲能電站投運量的增加，電化學儲能安全性問題逐漸突出。從應對中看，增強電網安全韌性就是要主動順應多種電源跨品種互濟催生的對能源電力產業(yè)鏈安全共治需求的趨勢，建立更經濟更精準的資源配置方式與電力調控模式，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。

　　電網的調節(jié)柔性強，是新型電網系統(tǒng)性開展靈活調節(jié)的能力特征。要求電網能夠充分調動各類社會資源要素，納入電網的配置優(yōu)化中，讓市場價格信號和數字技術共同發(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，靈活調節(jié)電源能力占比不足需要整個電力系統(tǒng)與產業(yè)鏈供應鏈協同解決。目前我國抽水蓄能、調峰氣電等傳統(tǒng)調節(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%，靈活調節(jié)電源分別是新能源的8.5倍和1.5倍。負荷調度更多傾向于解決安全問題，在對負荷靈活調控方面，特別是在削峰填谷、新能源消納方面，技術還有待進步，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等手段。從應對中看，增強電網調節(jié)柔性就是要持續(xù)發(fā)揮好“平臺+數據+運營+生態(tài)”的一體化運作方式，推動負荷資源聚合，引導全網全系統(tǒng)的市場主體與用戶計算各自的成本函數，讓系統(tǒng)為人服務、電網為企業(yè)服務。例如，根據國家部委關于加強新能源汽車與電網融合互動的政策文件，電網柔性調節(jié)能力是服務全行業(yè)全社會的，并將在電動汽車、儲能、空調等新型負荷中帶來巨大的產業(yè)價值。

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

　　建設“四強”的數智化電網是“一體四面”打造新型電網能力的重大舉措，充分體現了電網高質量發(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型，促進新型電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的協同互動，為更好支撐和服務中國式現代化貢獻國網力量。

　　【實踐案例】

　　國網浙江電力積極打造新型電力系統(tǒng)示范工程

　　國網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、嘉興數字孿生配電網規(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。

　　國網山東電力開展配電網主設備健康狀態(tài)在線評價

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

　　國網天津電力建成新能源車綜合服務中心

　　國網天津電力加快充電基礎設施建設，構建“光儲充換”綠色充電系統(tǒng)和“冷熱電”綜合能源系統(tǒng)，建成國內首座集數字化、網聯化、生態(tài)化功能于一體的津門湖新能源車綜合服務中心。中心設有71個智能充電車位，利用屋頂和車棚建設379千瓦光伏電站，配有1000千瓦時儲能設施和綠色能源管理服務平臺，構建了一套“2+1”的源網荷儲交直流綠色微能源網。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。中心提供國內技術最先進、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)集成調容調壓變壓器、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多套智能并網裝置，整體實現了可觀測、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