2024-09-17-中国南方电网-2024新型电网和新型电力系统的技术思考报告_80页_6mb

新型电网和新型电力系统的技术思考总结

核心内容

新型电网是新型能源电力体系的核心，其发展是实现“双碳”目标的关键路径。随着新能源（如风光）的迅猛发展，传统电网面临诸多挑战，如波动性、间歇性、随机性等。为适应这一变化，新型电力系统需具备清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能等特征，同时电网需向数字化、智能化、透明化方向演进。

主要观点

• 能源革命与双碳目标：新能源将成为主力能源，传统化石能源将逐步减少。新能源的广泛应用将推动电网形态和运行机制的变革。
• 新型电力系统特征：
  • 动态特性：新型电力系统具有快速响应、波动性强、随机性强等特点。
  • 安全稳定理论：从基于转动惯量的稳定理论向基于实时平衡的系统平衡理论转变。
  • 系统规模特征：从集中式向分布式发展，单体规模小但数量庞大。
  • 系统形态和生态：从功能割裂、信息封闭向“源网荷储”融合、能量与信息交织发展。
  • 负荷侧格局和用户：负荷侧包含新能源和储能，用户从单纯的消费者转变为“生产者+消费者”。
  • 系统安全：构建新型网络安全体系，适应系统不确定性增加的环境。
  • 系统架构：从同步电网向大电网+主动配电网+微电网的多形态电网演进。
  • 数字化智能化：建设透明电网，实现电网全面可见、可知、可控。

关键信息

新能源迅猛发展

• 2023年新增风光等新能源装机容量2.93亿千瓦，截止2024年3月，风光装机总容量达到11.2亿千瓦。
• 新能源发展将显著提升终端电能消费比例，预计2060年将达到70%。
• 电能多元化转换（Power Fuel, PF）将广泛应用于交通、工业等领域。

新型电网的技术思考

• 新型电网需具备“无条件”接纳新能源的能力，具备“无限大”的功率和“无限多”的能量的动态平衡能力。
• 未来电网技术变革方向包括：
  • 传感与通信技术：实现数据驱动、实时状态评估与调整。
  • 电力电子技术：提高系统响应速度和转换效率，支持新型电力系统的稳定运行。
  • 数字化与智能化：构建透明电网，实现全面的数字化、信息化、智能化。
• 新型电网需发展“大云物移智链”等现代信息技术，实现多主体、多形态能源电力的协同互动。

透明电网与智能设备

• 小微智能传感器：实现全电压等级、全场景的实时监测，具有小型化、低功耗、高精度、高可靠性等特性。
• 智能设备与设备智能化：传统设备与智能元素融合，实现状态感知、预测、参数调控、行为智能化。
• 智能软件系统：作为透明电网的“超级大脑”，实现数据采集、存储、挖掘、分析与智能决策，提升电网运行效率与安全性。

电力人工智能系统 AI EPS

• AI EPS 是基于电力系统基本物理规律、技术原则和应用需求设计的智能软件系统。
• 具备实时性、精确性、智慧性和自适应性，实现电网的全面透明化与智能化管理。
• 透明电网通过数字孪生、镜像电网等技术，实现对物理电网的全面感知与预测。

未来电网发展路径

• 透明电网：通过小微智能传感器、智能设备和强大软件系统，实现电网的全面透明化。
• 智能调度决策：实现电网安全域辨识与控制、直流故障辨识与决策、多能互补协调等。
• 数字孪生：基于数字数据，实现对电网状态的实时感知和预测。
• 技术核心：发展高性能电力电子器件、构网型变换器、柔性直流输电等硬核技术，支撑新型电网建设。

电网的数字化智能化

• 透明电网是未来电网发展的必然方向，需在系统层面实现数据的全面采集、存储与应用。
• 通过智能软件系统实现电网的“智能导航”，推动电力系统从刚性向柔性发展，提升系统安全与效率。

结语

• 新型电网是新型能源电力体系的核心。
• 电网形态将演变为大电网+主动配电网+微电网的协同结构。
• 数字化、信息化、智能化是新型电网发展的主要路径。
• 技术研发与系统建设需以技术为核心，推动新型电力系统的构建与升级。