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行業新聞
數智化堅強電網的“四大功能”
2024-02-19

來源:國家電網公司

數智化堅強電網作為新型電網的重要形態,是推進新型電力系統、新型能源體系建設的核心環節和主要抓手,不僅在改造電網形態、增強電網功能方面發揮重要作用,還將依托數智化深度嵌入、廣泛連接、高頻互動的內在特征,在全行業全社會中發揮不可忽視的支撐賦能功能,集中體現在數智賦能賦效、電力算力融合、主配協調發展和結構堅強可靠四方面。

一、數智賦能賦效:數智化堅強電網以數據跨系統協同與深度應用有力支撐電網高質量發展,進一步推動能源轉型深入、碳管理體系優化、經濟社會監測完善與國際競爭主動

數智化堅強電網是數字化智能化技術深入融合嵌入電網生產運行與管理運營過程的新型電網形態,能夠增強以電網為樞紐的能源電力系統互聯互通能力、供需匹配能力、風險應對能力和綜合服務能力。以數據流在源網荷儲各環節的充分共享流動,承載信息流、能量流、價值流的交換互動,一是提升可再生能源智能化配置能力,支撐解決可再生能源大規模并網、大范圍配置問題。二是提升電力供需靈活匹配能力,適應新能源高比例接入、大規模消納及由此帶來的供需匹配要求。三是增強風險自動監控與響應能力,實時監測并超前預警電網安全穩定運行控制狀態與風險。四是培育數智化新興服務能力,為電動汽車、虛擬電廠、共享儲能、靈活負荷等多方能量資源共享與交易提供更加智能高效的服務。

此外,電網數字化智能化水平提升對能源轉型、環境保護、經濟發展和國際競爭等都能夠產生顯著的外部溢出效應。一是數智化堅強電網增強能源物理系統、產業系統、治理系統的連接融合與協同互動水平。依托電網在能源系統中的樞紐地位,通過跨區域、跨企業、跨設備的多源異構數據高頻或實時對齊、協同與融合,牽引供應端智慧電廠、智慧礦山、智慧油田發展壯大,需求端智能用能設備、虛擬電廠等新興模式培育,以及輸送端自適應調控多品類能源供需匹配。這不僅帶動能源產供儲銷物理系統的高效經濟運行,還通過更高水平的跨企業、跨行業數智化治理能力,將產業鏈延伸至先進制造、數字技術等新興產業中,豐富產業生態,增強上下游協同聯動能力。二是數智化堅強電網以精細、準確、實時的用能數據采集計量支撐我國碳系統高質量發展,助力“雙碳”目標實現。數智化能夠深刻應用并充分放大電網廣泛連接、準確反映我國生產生活活動的優勢,通過電碳計量轉換,以電力數據為基礎支撐碳計量、碳交易、碳管理體系建設。三是數智化堅強電網支撐我國經濟社會運行態勢跟蹤監測,輔助政府決策、行業分析與企業發展。各行業現代化水平逐步提高,電力數據反映三大產業發展狀態的完整與準確程度也越來越高,電網數智化水平的提升將能夠更細致、更廣泛、更精準地采集存儲傳輸各行業用電數據,同時配合電力數據在多主體間的流通應用,更加充分地發揮電力數據的決策支撐價值。四是數智化堅強電網助力更好把握能源轉型國際標準規范發展先機,增強我國關鍵基礎設施安全穩定運行能力。電力系統是全球人造復雜巨系統之一。當前國際形勢下,加強數智化堅強電網建設有利于我國搶抓將數字化建設經驗推廣成國際標準規范的先機。同時,電網作為關鍵基礎設施,電網數智化水平的提升能夠增強對網架安全風險的監測預警能力和主動防御能力。

二、電力算力融合:數智化堅強電網以電力和算力在技術、設施和機制多方面深度融合發展,催生電力算力一體化資源供給調配服務發展,推動“東數西算”戰略落地,培育全新發展空間和動能

數智化堅強電網將有力支撐電力算力融合發展,實現算力支撐電力運行、電力保障算力用能,并通過融合電力算力技術、設備與機制,形成一體化的資源供給與調配服務。一是算力深度服務電力數智化發展,提升電力系統運行質效、創新發展模式。算力賦能自動化供電網絡、智能化輸電調度與智慧化電力服務發展,支撐發電到用電各環節之間的能量流、信息流和價值流的雙向流動與交互,提升電力系統全環節的高效經濟運行水平。二是電力保障包括數據存儲、網絡傳輸、計算分析在內的算力穩定快速供給。近年,我國算力基礎設施規模保持大幅增長,數據中心規模年均增速20%。據中國信通院測算,到2030年,我國數據中心耗電量將超過3800億千瓦時,如果不采用可再生能源,碳排放量將超過2億噸,快速增長的算力需求對綠色安全穩定電力提出更高要求。三是電力算力交織形成新型綜合服務形態,支撐滿足全社會關于經濟、安全、便捷電力算力服務的需求。復合聚合商、虛擬電廠、儲能公司、分布式能源交易等新型服務提供商不僅提供直接的能源電力供應服務,更會提供綜合算力的咨詢規劃服務。

此外,數智化堅強電網推進電力算力融合,還在支撐國家戰略落地、擴展發展空間和培育發展動能方面發揮重要作用。一是電力算力融合推進“東數西算”工程深入落地。算力樞紐節點和數據中心集群對安全可靠的電力供應具有較高需求。因此,配套電網建設是推進“東數西算”工程的內在要求。數智化堅強電網通過桿塔融合、多站融合等方式實現算力與電力的相近協同建設,支撐“東數西算”工程切實落地。二是電力算力融合將催生區別于傳統電力、算力行業的全新發展空間。電力算力融合涉及電力技術與數字技術、電力設施與算力設施、電力市場與數據市場、電網運行機制與數智創新規律等多方面的深度耦合,將進一步為一批專精特新企業開辟創新應用空間,形成電力行業與算力行業之外的市場化“藍?!?,或將在電力算力規劃布局、演進模擬、服務撮合、模式創新、節能測算等方面發力。

三、主配協調發展:數智化堅強電網順應能源轉型和新型電力系統構建的新形勢新需求,推進主配網協同控制能力建設,結合主配網實時運行方式,實現能源的全域、全息把控,調度指揮管理能力顯著提升

主配網協調發展通過建立主配電網圖模數據交互機制、建立主配電網風險分析、合環分析、故障處置等業務協同機制,推動主配網多源數據融合應用及故障信息共享,提升事故處置效率,提升主配網運行狀態的全景感知能力,提高多業務、跨部門間協作處置效率,提高電網安全運行控制水平,提升電網運行控制效率。一是提升電力系統整體性能。通過構建有機的骨干結構,確保主網和配網在時空上緊密銜接,優化結構和運行方式,提高系統的整體穩定性和可靠性,確保電力系統在不同環境下能夠保持卓越性能。二是提高傳輸效率。通過系統化的電能傳輸路徑優化,確保電能傳輸的經濟性,提高能源傳輸效率,增強系統靈活性,更好地適應動態變化的運行環境。三是助力新能源快速發展。實現新能源與傳統能源的協同融合,提升新能源消納水平,更高效地利用新能源,引領電力系統邁向可持續、清潔的未來。四是加強主配網協同故障處置能力。通過建立主配網故障處置協同機制,推動主配網多源數據融合應用及故障信息共享,實現主配網協同的故障恢復策略分析,根據故障后潮流和配網自動化負荷全停全轉、饋線自動化等功能,實現電網故障快速隔離與供電恢復。同時,主配網協同的故障追憶與評估功能,對故障處置操作進行全過程反演,評估設備、裝置、系統應用有效性和正確性,以實現處置策略的優化提升,提高電力系統在面對故障時的響應速度和處理效能,確保系統持續穩定供電。

主配網協調發展不僅對電力系統內部產生深遠影響,更在整合行業和社會方面發揮重要作用。一是優化能源供應鏈的協同效應。主配網協調發展使能源的生產、傳輸和分配更加高效和協調,提高能源行業的整體效益,推動了更廣泛的產業協同發展,促進了全能源行業鏈的健康發展。二是助力經濟社會可持續發展。通過提升電力系統整體性能,降低能源波動對經濟的影響,有助于經濟結構優化,提升社會韌性,為可持續發展奠定堅實基礎。

四、結構堅強可靠:電網安全可靠是基本前提,始終把保障安全可靠供電作為電網的首要任務,推進網架韌性、安全質效升級,實現網架結構清晰堅強、供電能力合理充裕、設備設施健康可靠、供電質量持續提升

數智化堅強電網,“堅強可靠”是基礎,“數智化”是關鍵,需維持自身安全穩定運行,保障用戶安全可靠用能,維護電力產業鏈供應鏈安全穩定性,助力能源安全。一是提高電網的保障能力。通過建設堅強可靠的結構,電力系統在面臨各種挑戰和突發情況時能夠保持持續供電的能力,提高電網的抗災能力和穩定性。二是提升本地支撐作用。隨著新能源大規模高比例開發利用,以及新型負荷的不斷攀升,電力負荷峰谷差越來越大,長周期、短周期靈活調節資源的需求不斷增加。送端地區兼顧電力送出和就地消納兩種需求,補強“只出不進”布局短板,提升本地支撐作用。三是充分發揮資源優化配置能力。受端地區充分預估新能源時空分布特性,提升電網布局整體化水平和覆蓋密度,充分發揮網絡化配置優勢。四是優化電力系統的調節能力。通過引入先進的調節技術和策略,使電力系統具備靈活調節的能力,能夠迅速適應負荷變化和新能源波動,提高系統的調節柔性。

結構堅強可靠的數智化堅強電網具有廣泛的外部效應,涵蓋了能源行業、環境保護和國際競爭等方面。一是行業協同效應提升。電力系統的堅強可靠性直接關系能源生產、傳輸和分配的協同性,為能源行業鏈的健康發展提供有力支撐。二是提高清潔能源的有效利用。以堅強可靠的電網結構為基礎,更好地適應新能源波動,減少對傳統能源的依賴,降低碳排放,助力“雙碳”目標實現。三是國際競爭力提升。穩定的電力供應是國家基礎設施和產業發展的支柱,能夠吸引投資、促進技術創新,使國家在全球能源市場中更具競爭力。同時,以清潔高效的電力系統履行國家在可持續發展方面的承諾,有助于提升國際形象。

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