新型电力系统与数字化转型-国家能源互联网产业与技术联盟能源数字化专委会

新型电力系统与数字化转型总结

核心内容

新型电力系统是实现“双碳战略”的关键支撑，其发展与数字化转型密切相关。本文主要探讨了未来能源发展的趋势、新型电力系统面临的挑战与转型方向，以及数字化技术在新型电力系统中的应用与成效。

主要观点

1. 未来能源发展

• 碳中和目标：中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这比许多发达国家的承诺更为紧迫。
• 新能源快速发展：风电、光伏等可再生能源装机容量和发电量快速增长，预计到2060年，清洁能源装机将超过60亿千瓦，占总装机的比重显著提升。
• 可再生能源装机突破：截至2023年上半年，全国可再生能源装机突破13亿千瓦，历史性超过煤电，占比达48.8%。

2. 新型电力系统

• 电源结构变化：风电、光伏等间歇性电源增加，导致系统转动惯量降低、电气距离增加，对电网调节能力提出更高要求。
• 系统面临挑战：
  • 调节能力不足
  • 电力供应保障难
  • 控制与故障防御难度增加
  • 安全运行风险增大
• 电网形态变化：大电网资源配置、微电网快速发展、设备电力电子化，使得电网结构更加复杂。
• 新型电力系统特征：以坚强智能电网为枢纽平台，具备清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等基本特征。
• 虚拟电厂：作为软件定义电力的代表，虚拟电厂通过整合可控负荷资源（如空调、电动汽车充电、分布式电源与储能），实现削峰填谷，提升系统运行灵活性和稳定性。

关键信息

数字化转型

• 数字化目标：实现可识别、可测量、可联接、可计算、可控制的转型，从“源随荷动”向“源网荷储多元智能互动”转变。
• 技术支撑：
  • 大数据：数据采集、分析挖掘、数据安全
  • 云计算：分布式/并行计算、网络计算、虚拟化技术
  • 物联网：基于5G/NB-IoT的先进感知、边缘智能、微源取能技术
  • 移动互联网：移动终端、无线通信网络、信息服务
  • 人工智能：深度/强化学习、计算机视觉、知识图谱
  • 区块链：去中心化的信任系统、数据分享系统、共识机制、智能合约技术

电力物联网平台

• 平台功能：提供以物联网技术为核心的数据采集服务，推进数据同源采集和标准接入，实现数据融通。
• 应用成效：
  • 接入设备类型达214类
  • 接入省内19家发电企业、197座电站，接入容量581万千瓦
  • 累计接入数据超过67亿条，每日新增数据量超过80GB
  • 45座新能源电站实现“无人值班、少人值守”模式，运维成本降低40%以上
  • 集中监控系统软硬件资源利用率提高20%

氢电耦合直流微电网系统

• 系统作用：通过电制氢装置与新能源耦合，优化新能源并网特性，降低对电网的冲击，提升系统稳定性与可靠性。
• 应用效果：参与系统深度调峰与调频，提升运行灵活性，促进新能源消纳。

总结

未来能源发展将以可再生能源为主，实现清洁低碳、安全高效的目标。电力系统将向新型电力系统转型，融合数字化、智能化技术，提升系统的调节能力与运行效率。数字化转型是实现这一目标的重要手段，通过大数据、云计算、物联网、人工智能等技术，推动电力系统向更加智能、灵活和开放的方向发展。虚拟电厂和氢电耦合直流微电网系统是新型电力系统的重要组成部分，为实现碳中和目标提供了技术支撑和实践路径。