南方電網(wǎng)公司做好新能源配套電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和發(fā)電電源上網(wǎng)接入。日前，廣西白云嶺風(fēng)電場又一座風(fēng)力發(fā)電機(jī)即將建成，公司黨員服務(wù)隊上門與風(fēng)電場工作人員協(xié)調(diào)并網(wǎng)接入工作。 南網(wǎng)傳媒全媒體記者 李志杰 通訊員 鄒振遠(yuǎn) 攝
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4月24日，南方電網(wǎng)公司在廣州發(fā)布《數(shù)字電網(wǎng)推動構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》(以下簡稱“白皮書”)。
“數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。”在白皮書中，南方電網(wǎng)公司系統(tǒng)闡述了以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的背景和意義、新形勢新要求以及“數(shù)字賦能、柔性開放、綠色高效”的三大顯著特征，南方電網(wǎng)公司將依托數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，多措并舉構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)。
數(shù)字賦能
為高效消納新能源提供“核心算法”
白皮書認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合，以數(shù)據(jù)流引領(lǐng)和優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流。以數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素，打通電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能各環(huán)節(jié)信息，發(fā)電側(cè)(發(fā)電廠等)實現(xiàn)“全面可觀、精確可測、高度可控”，電網(wǎng)側(cè)(電網(wǎng)企業(yè))形成云端與邊緣融合的調(diào)控體系，用電側(cè)(用電用戶)有效聚合海量可調(diào)節(jié)資源支撐實時動態(tài)響應(yīng)。
白皮書介紹，2019年南方電網(wǎng)公司研究提出數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略部署。數(shù)字電網(wǎng)是以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術(shù)為核心驅(qū)動力，以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，以現(xiàn)代電力能源網(wǎng)絡(luò)與新一代信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字技術(shù)與能源企業(yè)業(yè)務(wù)、管理深度融合，不斷提高數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，而形成的新型能源生態(tài)系統(tǒng)，具有靈活性、開放性、交互性、經(jīng)濟(jì)性、共享性等特性，使電網(wǎng)更加安全、可靠、綠色、高效、智能。
數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。南方電網(wǎng)依托強(qiáng)大的“電力+算力”，通過海量信息數(shù)據(jù)分析和高性能計算技術(shù)，透過數(shù)據(jù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律和潛在風(fēng)險，實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和資源大范圍優(yōu)化配置，使電網(wǎng)具備超強(qiáng)感知能力、智慧決策能力和快速執(zhí)行能力。這給廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)的清潔能源消納和消費(fèi)按下了“快進(jìn)鍵”。
2020年底，五省區(qū)非化石能源裝機(jī)和電量占比分別達(dá)到56%和53%，居世界前列，風(fēng)電、光伏發(fā)電利用率均達(dá)99.7%，區(qū)域能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型成效顯著。
白皮書提出，南方電網(wǎng)公司將加快建設(shè)數(shù)字電網(wǎng)，持續(xù)打造和完善一系列數(shù)字業(yè)務(wù)技術(shù)平臺，使之具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力、超強(qiáng)的計算能力和以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)的能力；加速電網(wǎng)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、物資、調(diào)度、營銷等多專業(yè)高效協(xié)同，提升企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，確保面向眾多新能源客戶的高效服務(wù)水平；加大5G基站、物聯(lián)網(wǎng)、電動汽車充電樁等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配套投入；對接好國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字政府，充分利用電網(wǎng)企業(yè)在算力、算法和數(shù)據(jù)資源上的優(yōu)勢，促進(jìn)政府、產(chǎn)業(yè)上下游和用戶的密切互動，引導(dǎo)能量、數(shù)據(jù)、服務(wù)有序流動，推動能源生態(tài)系統(tǒng)利益相關(guān)方開放合作、互利共生、協(xié)作創(chuàng)新。
柔性開放
支持新能源成為主力電源
白皮書認(rèn)為，在新型電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)作為消納高比例新能源的核心樞紐作用更加顯著。“跨省區(qū)主干電網(wǎng)+中小型區(qū)域電網(wǎng)+配網(wǎng)及微網(wǎng)”的柔性互聯(lián)形態(tài)和數(shù)字化調(diào)控技術(shù)將使電網(wǎng)更加靈活可控，實現(xiàn)新能源按資源稟賦因地制宜廣泛接入。大電網(wǎng)柔性互聯(lián)促進(jìn)資源互濟(jì)共享能力進(jìn)一步提升，配電網(wǎng)呈現(xiàn)交直流混合柔性電網(wǎng)與微電網(wǎng)等多種形式協(xié)同發(fā)展態(tài)勢，而智能微電網(wǎng)作為提高供電可靠性和高滲透率分布式電源并網(wǎng)重要解決方案，將逐步在城市中心、工業(yè)園區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)等推廣應(yīng)用。此外，新能源+儲能、新能源+負(fù)荷+儲能等多元協(xié)調(diào)開發(fā)新模式也將不斷涌現(xiàn)。
目前，南方電網(wǎng)西電東送已形成“八交十一直”輸電大通道，送電規(guī)模超5800萬千瓦，年送電量超2300億千瓦時，已擁有自主化的大容量特高壓多端柔性直流輸電技術(shù)，在大型交直流電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行技術(shù)與實踐方面處于領(lǐng)先地位。同時，推進(jìn)輸配電線路無人機(jī)巡、數(shù)字變電站、智能配電房、智能微電網(wǎng)、智慧園區(qū)等數(shù)字化場景建設(shè)，人工智能廣泛用于電網(wǎng)設(shè)備巡檢、智能客服、負(fù)荷預(yù)測等業(yè)務(wù)。
南方電網(wǎng)公司將依托數(shù)字技術(shù)增強(qiáng)對新能源的“可觀、可測、可控”水平，推進(jìn)電力系統(tǒng)擁有更加敏銳的“五官”和更加聰明的“大腦”，支持新能源發(fā)電設(shè)備作為主力電源參與電力系統(tǒng)調(diào)控過程。
白皮書提出，南方電網(wǎng)公司還將持續(xù)利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建堅強(qiáng)主網(wǎng)架和柔性配網(wǎng)；統(tǒng)籌利用風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)等區(qū)域分布式能源資源，因地制宜建設(shè)交直流混合配電網(wǎng)和智能微電網(wǎng)，持續(xù)加強(qiáng)配電網(wǎng)數(shù)字化和柔性化水平，提升對分布式電源的承載力。
“十四五”和“十五五”期間，南方電網(wǎng)公司將推動南方五省區(qū)區(qū)域分別新增1億千瓦風(fēng)光新能源裝機(jī)，新能源裝機(jī)將從目前0.5億千瓦增加到2030年2.5億千瓦，支撐提前實現(xiàn)碳達(dá)峰。
白皮書還提出，南方電網(wǎng)公司大力實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，增強(qiáng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的科技支撐力和產(chǎn)業(yè)帶動力。南方電網(wǎng)公司將積極開展新型電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理與發(fā)展形態(tài)、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型電力系統(tǒng)分析與控制基礎(chǔ)理論和方法等基礎(chǔ)研究，在新能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)消納、數(shù)字電網(wǎng)、電力專用芯片、電網(wǎng)柔性互聯(lián)、先進(jìn)儲能技術(shù)、虛擬電廠等方面實現(xiàn)突破，促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)與電力技術(shù)深度融合，建設(shè)支撐新型電力系統(tǒng)國家級創(chuàng)新平臺，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。加快實現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)獨(dú)立自主和升級換代，促進(jìn)形成完整且具備國際一流水平的電力產(chǎn)業(yè)鏈。
綠色高效
大數(shù)據(jù)技術(shù)助用戶挖掘節(jié)能潛力
據(jù)預(yù)測，到2030年和2060年，我國新能源發(fā)電量占比將分別超過25%和60%，電力供給將朝著逐步實現(xiàn)零碳化邁進(jìn)。白皮書認(rèn)為，新能源將成為新增電源的主體，并在電源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。
終端能源消費(fèi)“新電氣化”進(jìn)程也將加快。工業(yè)、建筑、交通三大領(lǐng)域終端用能電氣化水平將從目前的30%、30%和5%提升至2060年約50%、75%和50%，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也將推動終端用能電氣化水平進(jìn)一步提高。
而隨著新能源和傳統(tǒng)電源角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，需要有效完善的電力市場支撐，以更高效地協(xié)調(diào)不同市場主體的利益訴求，實現(xiàn)全要素資源的充分投入和優(yōu)化配置。
白皮書提出，南方電網(wǎng)公司以數(shù)字技術(shù)助推能源消費(fèi)革命，推動綠色生產(chǎn)生活方式廣泛形成。“十三五”期間，南方電網(wǎng)持續(xù)推進(jìn)電能替代，在電鍋爐、電蓄冷、港口岸電等重點領(lǐng)域取得積極進(jìn)展，“十三五”累計實現(xiàn)替代電量約1000億千瓦時，2020年五省區(qū)電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)32%，比2015年提升4個百分點。同時南方區(qū)域(以廣東起步)電力現(xiàn)貨市場和區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場在全國率先開展結(jié)算試運(yùn)行，電力市場建設(shè)走在全國前列。
南方電網(wǎng)公司將利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的現(xiàn)代供電服務(wù)體系，提高服務(wù)效率和客戶體驗，支撐業(yè)務(wù)創(chuàng)新，幫助用戶不斷釋放需求潛能；通過物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)聚合海量用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源，大力建設(shè)虛擬電廠，引導(dǎo)用戶合理用電，促進(jìn)發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)雙向互動。
南方電網(wǎng)公司還將通過大數(shù)據(jù)技術(shù)輔助用戶挖掘節(jié)能潛力，促進(jìn)能源消費(fèi)從單一、被動、通用化的利用模式向融合多種需求、主動參與、定制化的高效利用模式轉(zhuǎn)變，推動電動汽車、電能替代、節(jié)能減排、綜合能源服務(wù)的發(fā)展；加快建設(shè)南方區(qū)域統(tǒng)一電力市場，豐富電力市場交易品種，探索靈活多樣的市場化需求響應(yīng)交易模式。
■ 訪談
南方電網(wǎng)公司首席技術(shù)專家，南網(wǎng)科研院黨委書記、董事長饒宏
將在新型電力系統(tǒng)方面實現(xiàn)全面突破
問：與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)有什么特點？
答：主要體現(xiàn)在以下五個方面。
一、在電源側(cè)，電源開發(fā)將呈現(xiàn)風(fēng)光新能源為主體、多種清潔能源協(xié)調(diào)發(fā)展態(tài)勢。經(jīng)初步測算，到2030和2060年，我國新能源發(fā)電量占比將分別超過25%和60%，高比例新能源特性將逐步呈現(xiàn)。
二、電網(wǎng)作為消納高比例新能源的核心樞紐作用更加顯著。大電網(wǎng)柔性互聯(lián)將進(jìn)一步提升更大范圍資源配置能力，配電網(wǎng)與微電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展，支撐分布式新能源高效就地消納。
三、在負(fù)荷側(cè)，終端能源消費(fèi)“新電氣化”進(jìn)程加快，能效將進(jìn)一步提升。電力電子裝備的廣泛應(yīng)用在提升能效的同時將使需求側(cè)電力電子化特征凸顯。
四、規(guī)?；瘍δ軐⒓涌彀l(fā)展并廣泛應(yīng)用。高比例新能源并網(wǎng)消納需要合理配置大規(guī)模儲能以提高系統(tǒng)的可控性和靈活性。
五、電力市場在資源優(yōu)化配置和市場主體利益協(xié)調(diào)中的作用將更加凸顯，對靈活高效的市場機(jī)制設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)提出了更高要求。
問：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)面臨哪些挑戰(zhàn)？
答：新型電力系統(tǒng)將給電網(wǎng)可靠供電、安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來新的挑戰(zhàn)：
在可靠供電方面，風(fēng)光等新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、波動性和間歇性，大規(guī)模并網(wǎng)后會對新能源資源評估與發(fā)電預(yù)測、電力電量平衡、大范圍資源配置、規(guī)?；瘍δ艿燃夹g(shù)提出更高要求。此外，風(fēng)光新能源高度依賴自然條件，發(fā)電設(shè)備耐受極端天氣能力弱，系統(tǒng)保底供電和快速恢復(fù)能力面臨更大挑戰(zhàn)。
在電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面，新型電力系統(tǒng)在延續(xù)目前的復(fù)雜大電網(wǎng)特征的同時，由于源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)高度電力電子化，系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題更加復(fù)雜?；趥鹘y(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的電力系統(tǒng)基礎(chǔ)理論與技術(shù)，不能滿足新型電力系統(tǒng)安全運(yùn)行要求。
在電能供應(yīng)經(jīng)濟(jì)性方面，新能源能量密度小、發(fā)電年利用小時數(shù)低，為保障高比例新能源并網(wǎng)消納、系統(tǒng)安全與可靠供電，總體上系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營成本將上升。需推動電源側(cè)降本增效，用戶側(cè)節(jié)能提效，電網(wǎng)企業(yè)履行好保底供電責(zé)任，利用靈活的市場機(jī)制釋放源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)潛力，將供電成本控制在合理范圍。
問：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)將會給能源電力行業(yè)帶來哪些新變化？
答：電源側(cè)：新型電力系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，新能源發(fā)電成為主體電源，我們初步預(yù)測，到2060年新能源發(fā)電裝機(jī)占比將超過70%；而煤電、氣電等將由主力電源轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助性的調(diào)節(jié)電源，年利用小時數(shù)將大幅下降。
用戶側(cè)：終端能源消費(fèi)側(cè)“新電氣化”加快，電力用戶側(cè)能效提升需求將日漸迫切，用戶側(cè)分布式新能源應(yīng)用更為廣泛，需求側(cè)參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的內(nèi)外部驅(qū)動力進(jìn)一步增強(qiáng)。
電網(wǎng)側(cè)：大規(guī)模新能源并網(wǎng)后，對電網(wǎng)柔性可控提出更高要求，電網(wǎng)的特性也因為高度電力電子化而更加復(fù)雜，電網(wǎng)保障電力持續(xù)可靠供電和安全穩(wěn)定難度增大。
技術(shù)產(chǎn)業(yè)：新能源、新型儲能，中小型抽水蓄能等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)將加快發(fā)展及推廣應(yīng)用。
總體而言，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)沒有不可克服的技術(shù)障礙，關(guān)鍵在于確保安全可靠的前提下經(jīng)濟(jì)上具有可行性。
問：為什么說科技創(chuàng)新在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建中處于核心地位？
答：新型電力系統(tǒng)內(nèi)涵豐富，包括發(fā)輸配用各個環(huán)節(jié)，涉及政府、企業(yè)、用戶等多方主體，需要綜合協(xié)調(diào)處理好眾多問題。但構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)首先面臨的是大規(guī)模新能源發(fā)電如何高效并網(wǎng)與消納、系統(tǒng)功率如何實現(xiàn)多時間尺度的平衡、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)效率如何提升降低供電成本等重大技術(shù)難題。技術(shù)問題解決了，我們就能有更好的基礎(chǔ)、更大的回旋空間解決其他類型的問題。所以，我們說科技創(chuàng)新處于核心地位，抓住了科技創(chuàng)新就能抓住構(gòu)建新型電力系統(tǒng)全局的牛鼻子。
展開來說，新型電力系統(tǒng)最大的特征是新能源發(fā)電占據(jù)主體地位，前面已經(jīng)說到，新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比有兩個重大區(qū)別。首先是高比例新能源特征，新能源發(fā)電出力依賴風(fēng)光等自然條件，隨機(jī)性、波動性明顯，電力系統(tǒng)潮流復(fù)雜多變；其次是新型電力系統(tǒng)采用基于電力電子變換的換流器實現(xiàn)能量變換，具有高度電力電子化特征。這兩方面的特征使得新型電力系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，在結(jié)構(gòu)形態(tài)、系統(tǒng)特性存在較大差別，控制難度更大。目前的理論與技術(shù)難以滿足新型電力系統(tǒng)安全運(yùn)行要求，需要系統(tǒng)性、原創(chuàng)性的技術(shù)突破。
南方電網(wǎng)通過近20年不懈努力，已經(jīng)在柔性直流輸電、交直流大電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行等領(lǐng)域取得了世界級的成果。我相信，通過我們的持續(xù)攻關(guān)，將在新型電力系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、分析方法、控制技術(shù)等方面實現(xiàn)全面的突破，支撐提前實現(xiàn)雙碳目標(biāo)。我們已經(jīng)布局開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究。
我們認(rèn)為，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)沒有不可克服的技術(shù)障礙，關(guān)鍵在于確保安全可靠的前提下經(jīng)濟(jì)上具有可行性。
問：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，需要重點攻克的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？
答：為推動新能源發(fā)電由輔助電源向主體電源轉(zhuǎn)變，電力系統(tǒng)發(fā)輸配用等各環(huán)節(jié)都要做出重大調(diào)整。通過梳理，我們認(rèn)為需要重點突破的技術(shù)主要包括大規(guī)模新能源高效消納技術(shù)、遠(yuǎn)距離大容量直流輸電技術(shù)、數(shù)字技術(shù)與先進(jìn)電力電子技術(shù)融合的大電網(wǎng)柔性互聯(lián)技術(shù)、交直流配電網(wǎng)與智能微網(wǎng)技術(shù)、高比例新能源和高比例電力電子裝備接入電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行控制技術(shù)、先進(jìn)儲能應(yīng)用技術(shù)、促進(jìn)新能源消納的電力市場技術(shù)以及虛擬電廠技術(shù)。
當(dāng)然，隨著我們對新型電力系統(tǒng)內(nèi)涵的認(rèn)識不斷加深，在科技攻關(guān)方向上將會更加明確、聚焦。
南網(wǎng)能源院黨委書記、董事長吳寶英
構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是一場硬仗
問：以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)有哪些顯著特征？
答：從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特性看，新型電力系統(tǒng)有六個顯著特征：
一是新能源逐步成為主體是最顯著的特征，綠色低碳是最重要的標(biāo)志。電源結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大調(diào)整。新能源裝機(jī)將以數(shù)倍于電力需求的速度增長，規(guī)模迅速擴(kuò)大。以南方電網(wǎng)為例，未來10年，將新增新能源裝機(jī)2億千瓦，占比提高22個百分點。2030年，南方電網(wǎng)非化石能源裝機(jī)占比提升至65%、發(fā)電量占比提升至61%。
二是各類電源的定位作用發(fā)生轉(zhuǎn)變。新能源成為提供電量支撐的主力。常規(guī)火電逐步成為提供電力為主的備用、調(diào)節(jié)、保安電源。儲能逐步成為重要“電源”，平抑新能源出力特性。
三是電源出力特性復(fù)雜多變。風(fēng)電、光伏發(fā)電固有的隨機(jī)性、間歇性，出力不穩(wěn)定，電源側(cè)出力特性變得復(fù)雜、多變。
四是需求側(cè)特性趨向復(fù)雜。分布式電源、智能家居、綠色工業(yè)、綠色建筑、綠色交通等廣泛應(yīng)用，需求側(cè)由“純用戶”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;電力產(chǎn)消者”。
五是電網(wǎng)全面數(shù)字化智能化。云大物移智等數(shù)字技術(shù)全面融入電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)，依托強(qiáng)大的“電力+算力”，數(shù)字電網(wǎng)具備超強(qiáng)感知能力、智能決策能力和快速執(zhí)行能力，支撐新型電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。
六是電網(wǎng)運(yùn)行控制難度加大。新能源發(fā)電裝機(jī)點多面廣、“靠天吃飯”，協(xié)調(diào)多點、多樣、多變的電源與系統(tǒng)安全穩(wěn)定、可靠供電的矛盾難度加大，系統(tǒng)響應(yīng)速度要求更快，運(yùn)行方式安排、運(yùn)行調(diào)度控制更加困難，智能運(yùn)行調(diào)度更加重要。
問：構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)將面臨哪些挑戰(zhàn)？
答：構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是一場硬仗，面臨的挑戰(zhàn)主要是解決“清潔、可靠、經(jīng)濟(jì)”不可能三角的矛盾。主要有五個方面的挑戰(zhàn)：
一是電源科學(xué)協(xié)調(diào)發(fā)展問題。電源協(xié)調(diào)發(fā)展是電力系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的客觀要求，新能源成為主體的過程中，統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、布局合理、互利共贏的供給體系，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要課題。
二是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題。風(fēng)光發(fā)電機(jī)組有效慣量小，系統(tǒng)抗擾動能力降低。電網(wǎng)承受較大潮流波動壓力，頻率控制難度加大。風(fēng)光發(fā)電機(jī)組容易大規(guī)模脫網(wǎng)，引發(fā)嚴(yán)重的連鎖故障。電力電子裝置大量應(yīng)用增加系統(tǒng)次同步振蕩風(fēng)險。
三是確保電力可靠供應(yīng)問題。風(fēng)光發(fā)電“靠天吃飯”特征明顯，電力支撐能力不足，影響供電可靠性。特殊氣候狀況下，風(fēng)光發(fā)電出力不穩(wěn)定甚至停機(jī)，加大電力供需失衡風(fēng)險。
四是電力總成本增加問題。海上風(fēng)電、光熱等發(fā)電成本較高，需要配套建設(shè)的備用、調(diào)節(jié)、兜底保障性電源，以及電網(wǎng)建設(shè)等投資，電力總成本將提高，需要隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展研究解決。
五是新型電力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)問題。通過科技創(chuàng)新，解決新型電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計運(yùn)行等相關(guān)技術(shù)問題。
問：南方電網(wǎng)公司在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中將發(fā)揮哪些作用？
答：構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是電力企業(yè)職責(zé)所在，南方電網(wǎng)公司將發(fā)揮人才、技術(shù)、經(jīng)驗優(yōu)勢，在五個方面發(fā)揮積極作用：
一是發(fā)揮國有企業(yè)戰(zhàn)略支撐作用。堅持在大局下行動、為全局作貢獻(xiàn)，全面融入、全力服務(wù)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)實現(xiàn)，加快推動能源電力綠色低碳發(fā)展，努力成為推進(jìn)國家現(xiàn)代化的重要力量、貫徹新發(fā)展理念的排頭兵、構(gòu)建新發(fā)展格局的生力軍、高質(zhì)量發(fā)展的引領(lǐng)者。
二是在新型電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計建設(shè)中發(fā)揮重要作用。主動參與國家構(gòu)建新型電力系統(tǒng)頂層設(shè)計，配合做好新型電力系統(tǒng)規(guī)劃，融入和服務(wù)好新型電力系統(tǒng)建設(shè)，貢獻(xiàn)南網(wǎng)力量。
三是數(shù)字電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中發(fā)揮主要作用。數(shù)字電網(wǎng)是新型電力系統(tǒng)的核心，“十三五”期間，南方電網(wǎng)公司全面啟動了數(shù)字電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)。未來，將加大技術(shù)攻關(guān)，加快建設(shè)，構(gòu)建更加綠色低碳的數(shù)字電網(wǎng)平臺。
四是在確保新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮關(guān)鍵作用。發(fā)揮駕馭復(fù)雜大電網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗，加快技術(shù)攻關(guān)升級，推動電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度智能化。合理安排運(yùn)行方式，確保新能源消納和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
五是在綠色低碳技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、電力市場、政策制定、機(jī)制建設(shè)等方面發(fā)揮支撐作用。
南網(wǎng)數(shù)研院黨委副書記、董事、總經(jīng)理李鵬
先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)將支撐構(gòu)筑新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)體系
問：面對新型電力系統(tǒng)帶來的新形勢和新要求，數(shù)字技術(shù)將發(fā)揮什么作用？
答：新型電力系統(tǒng)中新能源將成為主力電源，高滲透率接入的新能源將深刻改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)、特性和機(jī)理，在新型電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)波動性急劇增大，慣量明顯降低；系統(tǒng)分布式特征更加明顯、設(shè)備數(shù)量急劇增加；多元化市場的利益格局更加復(fù)雜。
以習(xí)近平同志為核心的黨中央在指導(dǎo)能源革命、建設(shè)數(shù)字中國、發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)方面作出一系列重大決策部署，數(shù)字技術(shù)是迎接這些新形勢新要求的重要手段，其作用貫穿于能源生產(chǎn)、供給和消費(fèi)等全部環(huán)節(jié)。
在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，數(shù)字技術(shù)將支撐電力系統(tǒng)擁有更加敏銳的“五官”和更加聰明的“大腦”，大幅提升新能源的“可觀、可測、可控”水平，支持千萬臺級新能源設(shè)備作為主力電源參與電力系統(tǒng)調(diào)控過程，這將奠定新型電力系統(tǒng)充分消納新能源、確保安全運(yùn)行和清潔低碳的關(guān)鍵基礎(chǔ)。
在能源供給環(huán)節(jié)，數(shù)字技術(shù)將支撐新型電力系統(tǒng)中萬物互聯(lián)和全面感知，及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)警電網(wǎng)風(fēng)險，做出智能判斷和決策。數(shù)字技術(shù)將加速電網(wǎng)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動電網(wǎng)多專業(yè)高效協(xié)同，確保面向千萬級新能源客戶的高效服務(wù)水平。數(shù)字技術(shù)將塑造新型能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)，促進(jìn)上下游聯(lián)動。
在能源消費(fèi)環(huán)節(jié)，數(shù)字技術(shù)將是促進(jìn)節(jié)能減排、實現(xiàn)“解放用戶”的關(guān)鍵手段，提供更加靈活、高效、個性化的用能普惠服務(wù)以及能效管理、節(jié)能服務(wù)等增值服務(wù)，促進(jìn)負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源與新能源互動，滿足客戶對美好生活的能源電力需求。
問：如何理解數(shù)字電網(wǎng)？
答：2019年，南方電網(wǎng)公司研究提出數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略部署。數(shù)字電網(wǎng)是以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術(shù)為核心驅(qū)動力，以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，以現(xiàn)代電力能源網(wǎng)絡(luò)與新一代信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字技術(shù)與能源企業(yè)業(yè)務(wù)、管理深度融合，不斷提高數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，而形成的新型能源生態(tài)系統(tǒng)，具有靈活性、開放性、交互性、經(jīng)濟(jì)性、共享性等特性，使電網(wǎng)更加智能、安全、可靠、綠色、高效。
值得強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電網(wǎng)不是與物理電網(wǎng)割裂開的另一張信息網(wǎng)，也不可簡單地把電網(wǎng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和相關(guān)信息化工作理解為數(shù)字電網(wǎng)。數(shù)字電網(wǎng)是電網(wǎng)在物理世界與數(shù)字世界的深度融合后的產(chǎn)物，它的主要形態(tài)表現(xiàn)為：充分利用海量小微傳感器、智能設(shè)備、電力物聯(lián)網(wǎng)、分布式數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘及共享服務(wù)等技術(shù)手段，建設(shè)具備云資源存儲、大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)驅(qū)動分析、高度智能化等能力的強(qiáng)大軟件平臺，能夠不完全依賴電網(wǎng)模型，在海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過大數(shù)據(jù)和先進(jìn)計算技術(shù)，透過數(shù)據(jù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律，推動實現(xiàn)電網(wǎng)的智能運(yùn)行。
問：為什么說數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)？
答：我認(rèn)為數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)主要有以下幾個原因：
第一，新型電力系統(tǒng)將成為具有顯著數(shù)字化特征的信息物理系統(tǒng)。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，系統(tǒng)的設(shè)計、運(yùn)行和分析均建立在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，系統(tǒng)穩(wěn)定措施主要涉及發(fā)電機(jī)組固有的轉(zhuǎn)動慣量，控制保護(hù)體系建立在相對“慢速”的系統(tǒng)機(jī)電特性上。新型電力系統(tǒng)具有明顯的弱慣性特點，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，控制保護(hù)體系必須頻繁應(yīng)對更加“快速”的電磁暫態(tài)過程。電力系統(tǒng)的研究目標(biāo)從關(guān)注“機(jī)電同步過程”發(fā)展為更多地關(guān)注“數(shù)據(jù)同步過程”，研究方法從“模型等效”發(fā)展為更多地基于“數(shù)據(jù)驅(qū)動”。
第二，數(shù)字化技術(shù)將支撐構(gòu)筑新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)體系。電力系統(tǒng)傳統(tǒng)技術(shù)體系主要面向特定功能，包括基于測量、傳輸和計算的運(yùn)行控制系統(tǒng)，基于計量和人機(jī)交互的客戶服務(wù)系統(tǒng)，以模型和參數(shù)為核心的仿真系統(tǒng)等，基本采用面向功能設(shè)計的集中式架構(gòu)，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)相對薄弱，較難滿足新型電力系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展提出的新要求。新型電力系統(tǒng)中，功能主體數(shù)量和數(shù)據(jù)規(guī)模激增，在解決位于不同時間尺度、不同空間維度、不同運(yùn)動過程中多個復(fù)雜對象的巨系統(tǒng)問題時，全局?jǐn)?shù)據(jù)作為基礎(chǔ)和紐帶的作用將更加凸顯。
先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)將支撐構(gòu)筑新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)體系。小微傳感、芯片化智能終端提供靈活、便捷、準(zhǔn)確、高效的邊緣感知和控制能力，形成覆蓋新型電力系統(tǒng)的神經(jīng)末梢網(wǎng)絡(luò)；云計算、物聯(lián)網(wǎng)提供超大規(guī)模信息連接和處理能力，奠定新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施；大數(shù)據(jù)提供豐富數(shù)據(jù)分析和挖掘能力，推動新型電力系統(tǒng)多專業(yè)融合、協(xié)同發(fā)展；人工智能提供超強(qiáng)算力，提升新型電力系統(tǒng)智能分析和決策水平；區(qū)塊鏈提供高強(qiáng)度的數(shù)據(jù)管理和保護(hù)能力，構(gòu)筑新型電力系統(tǒng)生態(tài)發(fā)展的安全核心。
南網(wǎng)傳媒全媒體記者 張偉雄 宋超
■ 媒體廣場
4月24日，南方電網(wǎng)公司在廣州舉行發(fā)布會，對外發(fā)布《數(shù)字電網(wǎng)推動構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》,受到了相關(guān)媒體的關(guān)注。截至4月26日，人民日報中央廚房、人民網(wǎng)、新華網(wǎng)、央廣網(wǎng)、光明日報網(wǎng)、中新網(wǎng)、中國發(fā)展網(wǎng)等媒體平臺報道23篇次。
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