数字赋能新型电力系统 构建良性“碳中和”电力

我国确立了“双碳”目标，力争2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和，实现“双碳”目标，电力行业任务艰巨，责任重大。发展基于新能源的新型电力系统已成为电力行业的使命。

实现“双碳”目标是一项系统工程，需要各行业通力合作，共同打造良好的低碳生态。在“双碳”目标下，未来能源系统将以新能源为主体，以电、热等多种能源为载体，以能源技术与信息技术深度融合为特征，实现相互交流。能源的互补性、安全性和效率。用。以新能源为主体的新型电力系统将是未来能源系统的核心组成部分。将呈现以下特点： 一是分布式资源快速增长，配电和用电形式发生巨大变化。随着政策引导和技术进步，风电、光伏等新能源将分布式并网；同时，在能源消费革命和再电气化进程的推动下，电动汽车等分布式资源必将迎来规模化发展。这使得电源和负载不再仅仅是电力系统的两端，而是一个混合物。一方面，配电网的潮流将更加多变，运行控制和安全保护的逻辑更加复杂；另一方面，我国资源与负荷逆向分配的矛盾将得到一定程度的缓解，大规模转移电力需求继续下降。

二是在负载侧实现供需的广泛深入互动。随着人工智能、大数据等技术的发展，用户可以利用信息技术智能调整自身的能耗特征，参与供需互动，降低了用户参与的专业要求和时间成本要求。更广泛的用户参与和更完备的信息支持，将促进更有效的供需互动，从而更大程度打破“源带负荷”的运营限制。

三是新能源获取比例超高，系统面临的不确定性进一步增加，电电平衡压力较大。减少化石能源的使用是减少碳排放的根本措施，发展风能、光能等新能源将是实现清洁替代的关键。但是，新能源具有很强的不确定性，其出力的随机性和波动性会给电力系统的电量和电量平衡带来巨大压力。中期来看，2030年全国风能和太阳能装机容量将达到12亿千瓦以上，火电机组有序退出对系统吸收新能源的压力较大；从长远来看，碳中和目标需要电力系统演进为“零碳电力系统”，必须借助储能等技术突破来实现电力和电力的平衡，需要新能源和负载侧提供主动支持能力。

第四，大量电力电子设备接入网络，系统惯性大大降低，安全稳定运行面临巨大挑战。随着常规火力发电厂的有序退出和大规模新能源的并入，以及大量含有高比例电力电子元件的输电设备的投产，未来电力系统的惯性将不可避免大大降低，这将颠覆现有的系统控制运行方式，威胁电力系统的安全稳定运行。

五是氢能、储能、可控核聚变等新技术有望实现突破并大规模应用于电力系统，从而革新现有电网。随着全球范围内持续的高强度科研投入，氢能、储能、可控核聚变等新技术有望实现技术突破并达到商业化水平，从而为电力系统带来颠覆性创新。一定程度上解决了电力系统新能源接入比例超高带来的挑战。但值得注意的是，新技术的突破具有很大的不确定性，上述任何一项新技术都很难成为解决能源领域问题的可靠方案。

新型电力系统的上述特点，不仅为电力行业的发展注入了新的活力，也给电力系统的安全稳定运行带来了巨大的挑战。在建设新型电力系统时，除了挖掘能源领域本身的技术潜力外，还非常需要掌握其他领域的先进技术。

近年来，信息领域的新技术不断涌现。大数据、人工智能、云计算、物联网、虚拟现实等技术的快速发展已经渗透到社会的方方面面。电力系统作为一个海量数据的复杂系统，有望通过数字化建设，借助新兴信息技术提升资源配置效率和风险管控水平，助力打破“双高”。新能源占比高、电力电子器件占比高的新型电力系统。技术困境造成的困难。

当前，学术界和工业界都非常重视海量数据在电力系统中的价值，正在积极探索新的数据驱动模型和方法在电力系统中的应用。未来，随着“数字新基建”的发展，电力系统的数据量和数据价值将进一步提升。在以新能源为主体的新型电力系统中，数据科学和数字技术的应用将极大地推动电力行业的发展。系统的发展将体现在以下四个方面：

一是数据驱动，有助于解决新电力系统的“双高”问题。在规划层面，数据驱动的规划技术可以考虑多维复杂因素，结合实际模型，使规划更加科学。在运行层面，基于数据的分析技术可以提高新能源电厂“可观察、可测、可控”水平，帮助解决新电力系统的电电平衡问题，提高电网对新能源的消耗。能量能力；结合基于物理模型的电力系统安全保护系统，数据驱动技术可以提高控制保护对低惯量系统的适应性，帮助解决电力电子设备数量众多带来的安全稳定控制隐患。新的电力系统。

文章来源：《电力系统保护与控制》 网址: http://www.dlxtbhykzzz.cn/zonghexinwen/2021/0714/956.html