來(lái)源:《中國(guó)電力報(bào)》 時(shí)間:2024-06-13 13:39
電網(wǎng)功能形態(tài)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)分析
王智敏
電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要性
電網(wǎng)作為高度嵌入經(jīng)濟(jì)社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)中的公共基礎(chǔ)設(shè)施,其數(shù)字化水平將對(duì)能源電力市場(chǎng)化程度產(chǎn)生更加直接和深遠(yuǎn)的影響。電網(wǎng)作為能源轉(zhuǎn)換利用和輸送配置的樞紐平臺(tái),需要結(jié)合數(shù)字經(jīng)濟(jì)與新基建的政策機(jī)遇,著重發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)與網(wǎng)絡(luò)效益優(yōu)勢(shì),促進(jìn)電力供需更平衡、資源配置更優(yōu)化。
當(dāng)前,電力系統(tǒng)從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)演進(jìn),這對(duì)電網(wǎng)安全、高效、優(yōu)化運(yùn)行提出了更大挑戰(zhàn)。隨著高比例新能源、新型儲(chǔ)能、柔性直流輸電等電力技術(shù)快速發(fā)展和推廣應(yīng)用,電網(wǎng)形態(tài)復(fù)雜化、電網(wǎng)相關(guān)主體多元化運(yùn)行方式多樣化的特點(diǎn)愈發(fā)明顯,高低壓層級(jí)電網(wǎng)之間、送受端電網(wǎng)之間協(xié)調(diào)難度加大。
目前,電網(wǎng)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、調(diào)度交易等活動(dòng)已經(jīng)體現(xiàn)出高度的信息化與自動(dòng)化,正在進(jìn)一步成為調(diào)配能源資源的重要平臺(tái)。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái),數(shù)字化、智能化發(fā)展成為新的趨勢(shì),表現(xiàn)為數(shù)字技術(shù)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合,以及數(shù)據(jù)要素、數(shù)字平臺(tái)對(duì)電網(wǎng)整體與各個(gè)環(huán)節(jié)的賦能賦智。
電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)
從形態(tài)上看,正在發(fā)展成為物理電網(wǎng)和數(shù)字電網(wǎng)相融合的整體。物理電網(wǎng)在電力傳輸以及生產(chǎn)消費(fèi)過(guò)程中產(chǎn)生的各類(lèi)數(shù)據(jù)構(gòu)成了電網(wǎng)的基礎(chǔ),是數(shù)字空間電網(wǎng)實(shí)時(shí)鏈接感知重要的信息來(lái)源,也是數(shù)字空間電網(wǎng)反向觸達(dá)用戶、連接產(chǎn)業(yè)鏈上下游的關(guān)鍵載體。數(shù)字空間電網(wǎng)是通過(guò)對(duì)新一代數(shù)字化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用,打造覆蓋電網(wǎng)全區(qū)域、全專業(yè)、全鏈條、全要素的數(shù)字化電網(wǎng),具備能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)、立體、時(shí)序化反映實(shí)體電網(wǎng)的全環(huán)節(jié)、全過(guò)程信息的特性,以電力系統(tǒng)的視角改變以往決策信息分散、決策依據(jù)不充分的問(wèn)題,推動(dòng)物理電網(wǎng)向高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)。
從功能上看,將進(jìn)一步突出數(shù)智賦能賦效、電力算力融合、主配網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展和結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)可靠的數(shù)字化支撐效果。數(shù)智賦能賦效強(qiáng)調(diào)增強(qiáng)以電網(wǎng)為樞紐的能源電力系統(tǒng)互聯(lián)互通能力、供需匹配能力、風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力和綜合服務(wù)能力。電力算力融合強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)不僅是算力支撐電力運(yùn)行、電力保障算力用能,還將融合電力算力技術(shù)、設(shè)備與機(jī)制,形成一體化的資源供給與調(diào)配服務(wù)。主配協(xié)調(diào)發(fā)展通過(guò)建立主配電網(wǎng)圖模數(shù)據(jù)交互機(jī)制、建立主配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析、合環(huán)分析、故障處置等業(yè)務(wù)協(xié)同機(jī)制,推動(dòng)主配網(wǎng)多源數(shù)據(jù)融合應(yīng)用及故障信息共享,提升事故處置效率,提升主配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全景感知能力,提高多業(yè)務(wù)、跨部門(mén)間協(xié)作處置效率,提升電網(wǎng)安全運(yùn)行控制水平,提升電網(wǎng)運(yùn)行控制效率。結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)可靠強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)維持自身安全穩(wěn)定運(yùn)行,保障用戶安全可靠用能,維護(hù)電力產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定性,助力能源安全。
從運(yùn)行能力上看,將進(jìn)一步提升“廣泛互聯(lián)、多流互融、智能互動(dòng)”的能力。廣泛互聯(lián)即源網(wǎng)荷儲(chǔ)中的各類(lèi)資源、電能與交通、物流、通信、應(yīng)急等其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通、共享互濟(jì)。多流互融即數(shù)據(jù)流引領(lǐng)優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流、資金流等多流融合,實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置和業(yè)務(wù)的高效協(xié)同。智能互動(dòng)即電力系統(tǒng)設(shè)備智能化水平持續(xù)提升,實(shí)現(xiàn)海量分散發(fā)供用對(duì)象智能協(xié)調(diào),各類(lèi)市場(chǎng)主體主動(dòng)響應(yīng)、雙向互動(dòng),電力系統(tǒng)韌性、彈性和自愈能力增強(qiáng)。
從運(yùn)營(yíng)特征上看,增強(qiáng)氣候彈性、安全韌性、調(diào)節(jié)柔性、保障能力的要求將與日俱增。當(dāng)前,能源電力與氣候的關(guān)系日益緊密,源荷兩端隨機(jī)性挑戰(zhàn)持續(xù)增加,依托以信息監(jiān)測(cè)、雙向計(jì)量、多方通訊、綠電溯源等數(shù)字化手段提升對(duì)電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的感知能力和控制能力,打造智慧化的電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行模式,支撐電網(wǎng)更好地服務(wù)高比例新能源的大規(guī)模接入,不斷增強(qiáng)電網(wǎng)氣候彈性、安全韌性、調(diào)節(jié)柔性和保障能力,提升電網(wǎng)應(yīng)對(duì)突發(fā)異常、故障應(yīng)急、源荷隨機(jī)變化等問(wèn)題的綜合水平。氣候彈性突出電網(wǎng)適應(yīng)氣候波動(dòng)影響的能力,是動(dòng)態(tài)感知、預(yù)測(cè)不可控環(huán)境變化,并開(kāi)展被動(dòng)適應(yīng)的方式;安全韌性突出電網(wǎng)在風(fēng)險(xiǎn)擾動(dòng)下能夠維持安全穩(wěn)定正常運(yùn)行的能力,是面對(duì)極端風(fēng)險(xiǎn)情況的抗擾動(dòng)性;調(diào)節(jié)柔性強(qiáng)調(diào)電網(wǎng)具備快速靈活可調(diào)的能力,是應(yīng)對(duì)變化主動(dòng)協(xié)調(diào)資源優(yōu)化配置的方式。保障能力強(qiáng)調(diào)在能源安全保供和能源轉(zhuǎn)型的雙重壓力下,電網(wǎng)在面對(duì)常態(tài)化和緊急性的運(yùn)維需求時(shí),對(duì)人、財(cái)、物等資源能夠及時(shí)、充分地調(diào)動(dòng),并能以最經(jīng)濟(jì)的方式保障運(yùn)營(yíng)安全。
從作用延展上看,其對(duì)電力生產(chǎn)清潔化、電力消費(fèi)高效化、電力服務(wù)便捷化的帶動(dòng)作用更加直接。電力生產(chǎn)清潔化可依托數(shù)字化技術(shù)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)可再生能源出力情況,將各個(gè)能源品類(lèi)以更優(yōu)化的方式協(xié)同起來(lái),能夠以更加清潔和低碳的方式供應(yīng)能源;電力消費(fèi)高效化可以數(shù)字化技術(shù)便捷高效滿足用戶多樣化用電需求,打造優(yōu)質(zhì)的客戶體驗(yàn),降低全社會(huì)的碳排放總量和強(qiáng)度,減少全社會(huì)綜合用能成本;電力服務(wù)便捷化可依托數(shù)字化的廣泛連接,實(shí)時(shí)采集、預(yù)判和共享能源供需信息,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化匹配和智能化交易,為多元社會(huì)主體提供一站式的能源電力服務(wù),滿足各類(lèi)用能、交易服務(wù)需求。
從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新的推廣應(yīng)用將持續(xù)拓展領(lǐng)域范圍,成為帶動(dòng)電網(wǎng)與數(shù)字技術(shù)的融合的最主要抓手。在拓展應(yīng)用范圍上,電網(wǎng)的數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型能夠帶動(dòng)數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新在眾多領(lǐng)域的推廣復(fù)用,為數(shù)字技術(shù)特別是前瞻性的共性技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用技術(shù)提供試點(diǎn)示范平臺(tái)。在推進(jìn)技術(shù)融合上,將推動(dòng)電網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代數(shù)字技術(shù)為依托,疊加海量數(shù)據(jù)與豐富應(yīng)用場(chǎng)景,進(jìn)行新技術(shù)融合和新場(chǎng)景的培育,將進(jìn)一步為電網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的“專精特新”培育提供試驗(yàn)田與加速器。
從參與市場(chǎng)程度上看,電網(wǎng)的數(shù)字化將進(jìn)一步發(fā)揮電網(wǎng)在電、碳、能源資源、數(shù)據(jù)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(shù)”耦合新優(yōu)勢(shì),拓展延伸電網(wǎng)作為能源資源配置平臺(tái)的潛能,增強(qiáng)電網(wǎng)數(shù)據(jù)合規(guī)流通和價(jià)值提升。同時(shí),以電力大數(shù)據(jù)服務(wù)多個(gè)環(huán)境市場(chǎng)發(fā)展,進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)整體安全綠色水平。在提升電網(wǎng)的配置效率上,將推動(dòng)市場(chǎng)信息的高度透明,支撐計(jì)量記錄、供需匹配和交易結(jié)算等,為多個(gè)要素市場(chǎng)提供數(shù)據(jù)、技術(shù)、平臺(tái)服務(wù),為優(yōu)化市場(chǎng)制度設(shè)計(jì),全面提高要素協(xié)同配置效率提供支撐。(作者單位:國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司)
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