2021年3月15日,中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議指出,“十四五”是碳達峰的關(guān)鍵期、窗口期,要構建清潔、低碳、安全、高效的能源體系,控制化石能源總量,著(zhù)力提高利用效能,實(shí)施可再生能源替代行動(dòng),深化電力體制改革,構建以新能源為主體的新型電力系統。
我國能源的碳排放量占總排放量的近90%,據統計,2020年我國碳排放大約是103億噸,其中,煤炭、石油、天然氣的合計碳排放為95億噸。電力行業(yè)碳排放占全國碳排放總量的40%,中國“雙碳”目標的提出,為能源轉型提出了更為緊迫明晰的時(shí)間表。電力行業(yè)是減碳的主力軍,任務(wù)重、責任大。經(jīng)濟增長(cháng)和終端用能結構變化將繼續拉升中國的用電量,要確保電力系統安全平穩供應的同時(shí)實(shí)現深度減排,發(fā)展可再生能源是根本,提高能源效率是關(guān)鍵,構建新型電力系統是核心技術(shù)支撐。
新型電力系統概念情景
以2060年實(shí)現碳中和的背景設定來(lái)設想以新能源為主體的新型電力系統的概念情景?;趯?shí)現碳中和的要求,能源供給側應實(shí)現脫碳,清潔能源成為主力能源,化石能源逐步退出,尤其是光伏、風(fēng)電將成為新增能源主力軍;終端電能消費大幅度提升,到2060年,電能占終端能源消費比例將達到70%左右。除了以電能作為直接能源外,目前尚未使用或者大規模使用電力的工業(yè)等領(lǐng)域將廣泛使用電能,如鐵路電氣化水平大幅提高,電動(dòng)汽車(chē)更加普及,通過(guò)電爐煉鋼等等。電能除了直接使用,還可間接制造能源,即電能的多元化轉換(Electric power-to-X),例如通過(guò)電解水制氫,用于交通、工業(yè),用能呈現泛電氣化趨勢。在泛電氣化背景下,電能在能源消費中占比將達90%(直接利用+間接利用)左右。
2060年實(shí)現碳中和情景下的新型電力系統中,從電源形態(tài)來(lái)看,裝機和發(fā)電量以可再生能源為主。相比現在,火電將大幅減少,風(fēng)電、光伏大幅增加,核電、生物質(zhì)發(fā)電也明顯上升,發(fā)電裝機總容量約100億千瓦,其中風(fēng)光裝機總容量約為90億千瓦,火電裝機約為5億千瓦,水電裝機約為4.5億千瓦,核電裝機約為3億千瓦,其他能源裝機約為2億千瓦。風(fēng)光發(fā)電量約為15萬(wàn)億千瓦時(shí)。
從電網(wǎng)形態(tài)來(lái)看,高滲透率接入新能源將深刻改變傳統電力系統的形態(tài)、特性和機理。配電網(wǎng)將與分布式電源協(xié)同發(fā)展,新型電力系統的電網(wǎng)將以“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”的形態(tài)呈現,電力系統柔性可控,透明是新型電力系統的主要特征。系統可以“無(wú)條件”地接受新能源,由于系統裝機容量、發(fā)電量顯著(zhù)增加,因此擁有“無(wú)限大”的功率、“無(wú)限多”的能量,系統的安全穩定依靠功率的動(dòng)態(tài)平衡和能量的動(dòng)態(tài)平衡。
新型電力系統與傳統電力系統的特征差異
動(dòng)態(tài)特征
傳統電力系統的動(dòng)作時(shí)間常數大(秒-分鐘級),“慢速”的系統機電特性,穩定性高。新型電力系統中,由于電力電子具有弱慣性特點(diǎn),其動(dòng)作時(shí)間常數?。ㄎ⒚爰墸?,頻域分布廣,波動(dòng)性和隨機性強。
安全穩定理論
傳統電力系統由機電同步過(guò)程表征,模型等效,是基于機電轉動(dòng)慣量的穩定理論。新型電力系統則是數據同步過(guò)程,由數據驅動(dòng),基于數字化的信息與物理系統融合,其電力系統安全理論是基于“電力+算力”的系統平衡理論。
系統規模特征
傳統電力系統是集中式的,電源單體規模大,數量較少;新型電力系統是分布式的,電源單體規模小,數量龐大。
系統形態(tài)和生態(tài)
傳統電力系統面向功能、界限分明,以模型和預測為核心的仿真系統面向集中式架構,存在功能割裂、信息封閉、技術(shù)受限的問(wèn)題。新型電力系統“源網(wǎng)荷儲”融合變換,“能量和信息”交織互動(dòng),基于全局的數據是電力系統研究的紐帶和基礎。
負荷側格局和用戶(hù)
傳統電力系統負荷可預測、可計劃,相對穩定,用戶(hù)是電力消費者。新型電力系統負荷側包括新能源和儲能,負荷側從單純的消費者轉變?yōu)?ldquo;生產(chǎn)者+消費者”,負荷不確定性強,用戶(hù)全方位融入電力系統。
系統安全
傳統電力系統確定性強,功能單一,易控制。新型電力系統不確定因素多,功能復雜,需要構建系統和元件的新型網(wǎng)絡(luò )安全體系。
電力系統架構
傳統電力系統是大電網(wǎng)、同步電網(wǎng),新型電力系統下能源電力趨于一體化和泛電氣化,電網(wǎng)形態(tài)為“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”。
新型電力系統的技術(shù)要素
新型電力系統是信息技術(shù)、計算技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)、控制理論和控制技術(shù)、運籌學(xué)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等與電力系統的深度融合。
系統的信息化、數字化、智能化
新型電力系統中配置的小微智能傳感器及其傳感網(wǎng)絡(luò )無(wú)處不在,這是構建含泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎設施;先進(jìn)通信技術(shù)、大數據技術(shù)、云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)等在電網(wǎng)中廣泛應用,將實(shí)現電網(wǎng)的自由(無(wú)限、海量)數據采集、自由數據獲取、自由智能分析。設備的智能化特征明顯,并擁有強大的軟件系統。因此,新型電力系統可以不完全依賴(lài)電網(wǎng)模型,而是在海量數據基礎上,通過(guò)大數據和計算技術(shù),透過(guò)數據關(guān)系發(fā)現電力系統運行規律,實(shí)現電網(wǎng)的智能運行。
透明是新型電力系統的主要特征,系統可見(jiàn)可知可控?;谕该麟娋W(wǎng),社會(huì )各方能夠廣泛深入參與電力生產(chǎn)、傳輸、消費等各個(gè)環(huán)節,協(xié)同促進(jìn)能源電力的安全高效、綠色低碳發(fā)展。透明電網(wǎng)基于廣泛應用小微智能傳感器、智能設備、智能二次系統,并構建強大的軟件平臺、大數據平臺,數據可采集、狀態(tài)可監控、程序可優(yōu)化,實(shí)現設備狀態(tài)透明、運行狀態(tài)透明、市場(chǎng)信息透明。
首先,打造透明電網(wǎng)的關(guān)鍵在于信息,而信息需要通過(guò)小微智能傳感器來(lái)捕集。目前電網(wǎng)中使用的傳感器存在尺寸大、安裝不便、校準困難、價(jià)格高等問(wèn)題,難以滿(mǎn)足新型電力系統智能化、透明化、市場(chǎng)化、物聯(lián)化的發(fā)展需求。而小微智能傳感器的體積大幅減小,具有高度集成化特點(diǎn),可實(shí)現自組網(wǎng)自取能,功率可低至微瓦級,具有無(wú)線(xiàn)傳輸的雙向通信功能,且便于安裝,一貼即用,價(jià)格低廉,可滿(mǎn)足按需配置的要求。在電網(wǎng)中廣泛安裝小微智能傳感器,可讓電力系統的電源、網(wǎng)絡(luò )、儲能等各個(gè)環(huán)節充分展示出來(lái),實(shí)現電網(wǎng)運行狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)、安全狀態(tài)等信息全面深度透明。
其次,要應用智能設備,實(shí)現設備智能化。智能電氣設備是傳統電氣設備與智能元素、電力電子器件等的融合-協(xié)同增效的組合,它不僅僅是功能性的,而是設備功能與智能信息的結合體,具有可見(jiàn)可知、靈活可控的特點(diǎn)。其設備要素包含狀態(tài)可感知可預測、智能材料、嵌入智能元件、參數可調可控、行為智能化等。
第三,要打造強大的軟件平臺。這一軟件平臺可體現數字之間的關(guān)系,將海量的小微傳感器數據、智能設備的數據等組織起來(lái),數據存儲模式有分布式和集中制,能夠進(jìn)行數據挖掘,實(shí)現數據驅動(dòng)的軟件分析、計算等。
鏡像/數字孿生電網(wǎng)的算力、算法、基礎設施和應用
打造軟件平臺的關(guān)鍵環(huán)節是構建鏡像/數字孿生電網(wǎng)。隨著(zhù)新能源大規模接入,電力系統將越來(lái)越復雜。為了更好地進(jìn)行系統預測和系統規劃,我們設想通過(guò)數字孿生技術(shù),基于傳感器建立起物理電網(wǎng)系統在數字空間的鏡像。鏡像系統和真實(shí)物理系統基本信息完全相同,并隨著(zhù)物理電網(wǎng)的變化持續更新;基于數字孿生電網(wǎng)可以實(shí)現對物理電網(wǎng)的全面感知和預測,為電網(wǎng)提高調度運行決策的準確性與實(shí)時(shí)性提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
建設適應新型電力系統發(fā)展需求的算力規模,包括通用算力、專(zhuān)用算力、超級算力;建設適應新型電力系統的通用算法,包含機器視覺(jué)、語(yǔ)音語(yǔ)義、大數據處理等;建設專(zhuān)用算法,包含新型電力系統運行機理、認知技術(shù)、協(xié)同技術(shù)、控制技術(shù)等,以滿(mǎn)足新型電力系統的新能源預測/監控、電網(wǎng)規劃、電力電量平衡、頻率控制,以及“雙碳”目標下各場(chǎng)景的應用需求。
建設電網(wǎng)透明化所需要的基礎設施,包括基于全域傳感的實(shí)時(shí)測量體系,建設云平臺、物聯(lián)網(wǎng)在內的新型電力系統關(guān)鍵數字基礎設施,全面支撐新型電力系統“可觀(guān)、可測、可控”。
在2060年實(shí)現碳中和的情景設置下,新型電力系統高效運作,開(kāi)展數據產(chǎn)品研發(fā)和服務(wù)孵化,如可實(shí)現調度運行自動(dòng)導航與決策、智能分析與決策、數據信息的智能搜索與智能推送、調度任務(wù)的智能提醒、調度操作任務(wù)的自動(dòng)生成、智能安全防誤等在內的調度全過(guò)程智能運行。以車(chē)用導航系統來(lái)類(lèi)比,車(chē)用導航系統可以全方位展示道路交通情況狀態(tài),并伴隨智能語(yǔ)音提示。當然,電網(wǎng)運行調度是一個(gè)復雜得多的系統,但在數字和信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下,未來(lái)電網(wǎng)能夠實(shí)現運行導航?jīng)Q策,完成智能調度決策、電網(wǎng)安全域辨識與控制、直流故障辨識與決策、多道防線(xiàn)協(xié)調控制與多能互補協(xié)調等,同時(shí),還可以通過(guò)數字孿生系統來(lái)實(shí)現更精準和透明的發(fā)電預測、負荷預測與辨識。
綜上,新型電力系統是將現代傳感技術(shù)、信息技術(shù)、數字技術(shù)、智能技術(shù)等融入電網(wǎng)所構建的新型網(wǎng)絡(luò )系統,具有“電磁態(tài)+數字態(tài)”的新型形態(tài),“電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”的新型網(wǎng)絡(luò ),“電力+算力”的新型能力。以軟件定義電網(wǎng)、電力系統,以輕資產(chǎn)應對重資產(chǎn)投入,以數據為驅動(dòng)實(shí)現導航?jīng)Q策。新型電力系統將有效承載新能源大規模安全、可靠、高效接入,打破傳統電網(wǎng)物理和產(chǎn)業(yè)邊界,向社會(huì )各領(lǐng)域全面滲透。
當前,能源電力發(fā)展正處于落實(shí)“雙碳”目標的關(guān)鍵期和窗口期,堅定不移地大力發(fā)展可再生能源是能源脫碳的前提,也是實(shí)現碳中和的必然路徑。減碳必須要有政策性安排和支持,其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題在于用地問(wèn)題。由于風(fēng)電、光伏等可再生能源有效容量低,要滿(mǎn)足未來(lái)用電需求增長(cháng),需要占用大量土地資源,如果不能有效協(xié)調可再生能源的發(fā)展與生態(tài)環(huán)保、國土空間規劃等方面的銜接,將成為制約能源轉型的瓶頸之一。
要持續增強電力系統的靈活性和調節能力。抽水蓄能是儲能市場(chǎng)中最成熟的技術(shù),在儲能市場(chǎng)中的占比最大,但目前抽水蓄能的響應時(shí)間是分鐘級的,不能適應新型電力系統對于時(shí)間響應的要求,可變速抽水蓄能機組的響應時(shí)間才能和新型電力系統相適應,未來(lái)需要在這一方面加大研發(fā)力度;應重點(diǎn)建設用戶(hù)側儲能系統,電網(wǎng)側非抽水蓄能儲能建設的必要性需要進(jìn)一步加以論證;要開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)V2G功能,作為靈活儲能系統納入新型電力系統建設。同時(shí),要加大科技創(chuàng )新力度,研發(fā)新能源和新型電力系統的硬核技術(shù),并建立電力市場(chǎng),形成市場(chǎng)化價(jià)格體系。以技術(shù)創(chuàng )新和體制機制變革同步發(fā)力,推動(dòng)“雙碳”目標的實(shí)現。
我國能源的碳排放量占總排放量的近90%,據統計,2020年我國碳排放大約是103億噸,其中,煤炭、石油、天然氣的合計碳排放為95億噸。電力行業(yè)碳排放占全國碳排放總量的40%,中國“雙碳”目標的提出,為能源轉型提出了更為緊迫明晰的時(shí)間表。電力行業(yè)是減碳的主力軍,任務(wù)重、責任大。經(jīng)濟增長(cháng)和終端用能結構變化將繼續拉升中國的用電量,要確保電力系統安全平穩供應的同時(shí)實(shí)現深度減排,發(fā)展可再生能源是根本,提高能源效率是關(guān)鍵,構建新型電力系統是核心技術(shù)支撐。
新型電力系統概念情景
以2060年實(shí)現碳中和的背景設定來(lái)設想以新能源為主體的新型電力系統的概念情景?;趯?shí)現碳中和的要求,能源供給側應實(shí)現脫碳,清潔能源成為主力能源,化石能源逐步退出,尤其是光伏、風(fēng)電將成為新增能源主力軍;終端電能消費大幅度提升,到2060年,電能占終端能源消費比例將達到70%左右。除了以電能作為直接能源外,目前尚未使用或者大規模使用電力的工業(yè)等領(lǐng)域將廣泛使用電能,如鐵路電氣化水平大幅提高,電動(dòng)汽車(chē)更加普及,通過(guò)電爐煉鋼等等。電能除了直接使用,還可間接制造能源,即電能的多元化轉換(Electric power-to-X),例如通過(guò)電解水制氫,用于交通、工業(yè),用能呈現泛電氣化趨勢。在泛電氣化背景下,電能在能源消費中占比將達90%(直接利用+間接利用)左右。
2060年實(shí)現碳中和情景下的新型電力系統中,從電源形態(tài)來(lái)看,裝機和發(fā)電量以可再生能源為主。相比現在,火電將大幅減少,風(fēng)電、光伏大幅增加,核電、生物質(zhì)發(fā)電也明顯上升,發(fā)電裝機總容量約100億千瓦,其中風(fēng)光裝機總容量約為90億千瓦,火電裝機約為5億千瓦,水電裝機約為4.5億千瓦,核電裝機約為3億千瓦,其他能源裝機約為2億千瓦。風(fēng)光發(fā)電量約為15萬(wàn)億千瓦時(shí)。
從電網(wǎng)形態(tài)來(lái)看,高滲透率接入新能源將深刻改變傳統電力系統的形態(tài)、特性和機理。配電網(wǎng)將與分布式電源協(xié)同發(fā)展,新型電力系統的電網(wǎng)將以“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”的形態(tài)呈現,電力系統柔性可控,透明是新型電力系統的主要特征。系統可以“無(wú)條件”地接受新能源,由于系統裝機容量、發(fā)電量顯著(zhù)增加,因此擁有“無(wú)限大”的功率、“無(wú)限多”的能量,系統的安全穩定依靠功率的動(dòng)態(tài)平衡和能量的動(dòng)態(tài)平衡。
新型電力系統與傳統電力系統的特征差異
動(dòng)態(tài)特征
傳統電力系統的動(dòng)作時(shí)間常數大(秒-分鐘級),“慢速”的系統機電特性,穩定性高。新型電力系統中,由于電力電子具有弱慣性特點(diǎn),其動(dòng)作時(shí)間常數?。ㄎ⒚爰墸?,頻域分布廣,波動(dòng)性和隨機性強。
安全穩定理論
傳統電力系統由機電同步過(guò)程表征,模型等效,是基于機電轉動(dòng)慣量的穩定理論。新型電力系統則是數據同步過(guò)程,由數據驅動(dòng),基于數字化的信息與物理系統融合,其電力系統安全理論是基于“電力+算力”的系統平衡理論。
系統規模特征
傳統電力系統是集中式的,電源單體規模大,數量較少;新型電力系統是分布式的,電源單體規模小,數量龐大。
系統形態(tài)和生態(tài)
傳統電力系統面向功能、界限分明,以模型和預測為核心的仿真系統面向集中式架構,存在功能割裂、信息封閉、技術(shù)受限的問(wèn)題。新型電力系統“源網(wǎng)荷儲”融合變換,“能量和信息”交織互動(dòng),基于全局的數據是電力系統研究的紐帶和基礎。
負荷側格局和用戶(hù)
傳統電力系統負荷可預測、可計劃,相對穩定,用戶(hù)是電力消費者。新型電力系統負荷側包括新能源和儲能,負荷側從單純的消費者轉變?yōu)?ldquo;生產(chǎn)者+消費者”,負荷不確定性強,用戶(hù)全方位融入電力系統。
系統安全
傳統電力系統確定性強,功能單一,易控制。新型電力系統不確定因素多,功能復雜,需要構建系統和元件的新型網(wǎng)絡(luò )安全體系。
電力系統架構
傳統電力系統是大電網(wǎng)、同步電網(wǎng),新型電力系統下能源電力趨于一體化和泛電氣化,電網(wǎng)形態(tài)為“大電網(wǎng)+主動(dòng)配電網(wǎng)+微電網(wǎng)”。
新型電力系統的技術(shù)要素
新型電力系統是信息技術(shù)、計算技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)、控制理論和控制技術(shù)、運籌學(xué)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等與電力系統的深度融合。
系統的信息化、數字化、智能化
新型電力系統中配置的小微智能傳感器及其傳感網(wǎng)絡(luò )無(wú)處不在,這是構建含泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎設施;先進(jìn)通信技術(shù)、大數據技術(shù)、云計算技術(shù)、人工智能技術(shù)等在電網(wǎng)中廣泛應用,將實(shí)現電網(wǎng)的自由(無(wú)限、海量)數據采集、自由數據獲取、自由智能分析。設備的智能化特征明顯,并擁有強大的軟件系統。因此,新型電力系統可以不完全依賴(lài)電網(wǎng)模型,而是在海量數據基礎上,通過(guò)大數據和計算技術(shù),透過(guò)數據關(guān)系發(fā)現電力系統運行規律,實(shí)現電網(wǎng)的智能運行。
透明是新型電力系統的主要特征,系統可見(jiàn)可知可控?;谕该麟娋W(wǎng),社會(huì )各方能夠廣泛深入參與電力生產(chǎn)、傳輸、消費等各個(gè)環(huán)節,協(xié)同促進(jìn)能源電力的安全高效、綠色低碳發(fā)展。透明電網(wǎng)基于廣泛應用小微智能傳感器、智能設備、智能二次系統,并構建強大的軟件平臺、大數據平臺,數據可采集、狀態(tài)可監控、程序可優(yōu)化,實(shí)現設備狀態(tài)透明、運行狀態(tài)透明、市場(chǎng)信息透明。
首先,打造透明電網(wǎng)的關(guān)鍵在于信息,而信息需要通過(guò)小微智能傳感器來(lái)捕集。目前電網(wǎng)中使用的傳感器存在尺寸大、安裝不便、校準困難、價(jià)格高等問(wèn)題,難以滿(mǎn)足新型電力系統智能化、透明化、市場(chǎng)化、物聯(lián)化的發(fā)展需求。而小微智能傳感器的體積大幅減小,具有高度集成化特點(diǎn),可實(shí)現自組網(wǎng)自取能,功率可低至微瓦級,具有無(wú)線(xiàn)傳輸的雙向通信功能,且便于安裝,一貼即用,價(jià)格低廉,可滿(mǎn)足按需配置的要求。在電網(wǎng)中廣泛安裝小微智能傳感器,可讓電力系統的電源、網(wǎng)絡(luò )、儲能等各個(gè)環(huán)節充分展示出來(lái),實(shí)現電網(wǎng)運行狀態(tài)、環(huán)境狀態(tài)、安全狀態(tài)等信息全面深度透明。
其次,要應用智能設備,實(shí)現設備智能化。智能電氣設備是傳統電氣設備與智能元素、電力電子器件等的融合-協(xié)同增效的組合,它不僅僅是功能性的,而是設備功能與智能信息的結合體,具有可見(jiàn)可知、靈活可控的特點(diǎn)。其設備要素包含狀態(tài)可感知可預測、智能材料、嵌入智能元件、參數可調可控、行為智能化等。
第三,要打造強大的軟件平臺。這一軟件平臺可體現數字之間的關(guān)系,將海量的小微傳感器數據、智能設備的數據等組織起來(lái),數據存儲模式有分布式和集中制,能夠進(jìn)行數據挖掘,實(shí)現數據驅動(dòng)的軟件分析、計算等。
鏡像/數字孿生電網(wǎng)的算力、算法、基礎設施和應用
打造軟件平臺的關(guān)鍵環(huán)節是構建鏡像/數字孿生電網(wǎng)。隨著(zhù)新能源大規模接入,電力系統將越來(lái)越復雜。為了更好地進(jìn)行系統預測和系統規劃,我們設想通過(guò)數字孿生技術(shù),基于傳感器建立起物理電網(wǎng)系統在數字空間的鏡像。鏡像系統和真實(shí)物理系統基本信息完全相同,并隨著(zhù)物理電網(wǎng)的變化持續更新;基于數字孿生電網(wǎng)可以實(shí)現對物理電網(wǎng)的全面感知和預測,為電網(wǎng)提高調度運行決策的準確性與實(shí)時(shí)性提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
建設適應新型電力系統發(fā)展需求的算力規模,包括通用算力、專(zhuān)用算力、超級算力;建設適應新型電力系統的通用算法,包含機器視覺(jué)、語(yǔ)音語(yǔ)義、大數據處理等;建設專(zhuān)用算法,包含新型電力系統運行機理、認知技術(shù)、協(xié)同技術(shù)、控制技術(shù)等,以滿(mǎn)足新型電力系統的新能源預測/監控、電網(wǎng)規劃、電力電量平衡、頻率控制,以及“雙碳”目標下各場(chǎng)景的應用需求。
建設電網(wǎng)透明化所需要的基礎設施,包括基于全域傳感的實(shí)時(shí)測量體系,建設云平臺、物聯(lián)網(wǎng)在內的新型電力系統關(guān)鍵數字基礎設施,全面支撐新型電力系統“可觀(guān)、可測、可控”。
在2060年實(shí)現碳中和的情景設置下,新型電力系統高效運作,開(kāi)展數據產(chǎn)品研發(fā)和服務(wù)孵化,如可實(shí)現調度運行自動(dòng)導航與決策、智能分析與決策、數據信息的智能搜索與智能推送、調度任務(wù)的智能提醒、調度操作任務(wù)的自動(dòng)生成、智能安全防誤等在內的調度全過(guò)程智能運行。以車(chē)用導航系統來(lái)類(lèi)比,車(chē)用導航系統可以全方位展示道路交通情況狀態(tài),并伴隨智能語(yǔ)音提示。當然,電網(wǎng)運行調度是一個(gè)復雜得多的系統,但在數字和信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下,未來(lái)電網(wǎng)能夠實(shí)現運行導航?jīng)Q策,完成智能調度決策、電網(wǎng)安全域辨識與控制、直流故障辨識與決策、多道防線(xiàn)協(xié)調控制與多能互補協(xié)調等,同時(shí),還可以通過(guò)數字孿生系統來(lái)實(shí)現更精準和透明的發(fā)電預測、負荷預測與辨識。
綜上,新型電力系統是將現代傳感技術(shù)、信息技術(shù)、數字技術(shù)、智能技術(shù)等融入電網(wǎng)所構建的新型網(wǎng)絡(luò )系統,具有“電磁態(tài)+數字態(tài)”的新型形態(tài),“電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”的新型網(wǎng)絡(luò ),“電力+算力”的新型能力。以軟件定義電網(wǎng)、電力系統,以輕資產(chǎn)應對重資產(chǎn)投入,以數據為驅動(dòng)實(shí)現導航?jīng)Q策。新型電力系統將有效承載新能源大規模安全、可靠、高效接入,打破傳統電網(wǎng)物理和產(chǎn)業(yè)邊界,向社會(huì )各領(lǐng)域全面滲透。
當前,能源電力發(fā)展正處于落實(shí)“雙碳”目標的關(guān)鍵期和窗口期,堅定不移地大力發(fā)展可再生能源是能源脫碳的前提,也是實(shí)現碳中和的必然路徑。減碳必須要有政策性安排和支持,其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題在于用地問(wèn)題。由于風(fēng)電、光伏等可再生能源有效容量低,要滿(mǎn)足未來(lái)用電需求增長(cháng),需要占用大量土地資源,如果不能有效協(xié)調可再生能源的發(fā)展與生態(tài)環(huán)保、國土空間規劃等方面的銜接,將成為制約能源轉型的瓶頸之一。
要持續增強電力系統的靈活性和調節能力。抽水蓄能是儲能市場(chǎng)中最成熟的技術(shù),在儲能市場(chǎng)中的占比最大,但目前抽水蓄能的響應時(shí)間是分鐘級的,不能適應新型電力系統對于時(shí)間響應的要求,可變速抽水蓄能機組的響應時(shí)間才能和新型電力系統相適應,未來(lái)需要在這一方面加大研發(fā)力度;應重點(diǎn)建設用戶(hù)側儲能系統,電網(wǎng)側非抽水蓄能儲能建設的必要性需要進(jìn)一步加以論證;要開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)V2G功能,作為靈活儲能系統納入新型電力系統建設。同時(shí),要加大科技創(chuàng )新力度,研發(fā)新能源和新型電力系統的硬核技術(shù),并建立電力市場(chǎng),形成市場(chǎng)化價(jià)格體系。以技術(shù)創(chuàng )新和體制機制變革同步發(fā)力,推動(dòng)“雙碳”目標的實(shí)現。