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决战新型电力系统 两大电网竞速数字化转型

北极星输配电网  来源:中国能源报  作者:韩逸飞  2021/3/31 8:44:34  我要投稿  

北极星输配电网讯:核心阅读:随着新能源逐渐成为电源主体,“源随荷动”的传统电力系统生产组织模式将发生根本性变化,数字化转型将成为电网企业决战新型电力系统时代的“杀手锏”。

日前,在国务院国资委发布的2020年国有企业数字化转型经典案例中,国家电网和南方电网双双上榜。

近年来,两家电网央企均把数字化转型作为抢占未来制高点的重要战略。国家电网提出应用“大云物移智链”新技术,加快建设能源互联网,南方电网则明确要打造“数字南网”。

在构建以新能源为主体的新型电力系统过程中,数字化是提升新能源消纳、实现电网安全高效、助力负荷可控可调的战略性抓手。这也造就两大电网央企当前和今后一个时期内在数字化转型上你追我赶的态势。

决战新型电力系统

随着碳达峰、碳中和工作的推进,新能源未来将大规模并网,给电网带来高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”挑战。

一位工业互联网行业的研究学者向记者表示,无论是适应新能源大规模高比例并网和消纳要求,还是支撑分布式能源、储能、电动汽车等交互式、移动式设施广泛接入,都需要以数字技术为电网赋能,促进源网荷储协调互动,推动电网向更加智慧、更加泛在、更加友好的能源互联网升级。

2020年中国水电、风电和太阳能发电分别新增装机容量为1323万千瓦、7167万千瓦和4820万千瓦,风光新增装机近120吉瓦。其中弃风电量达166.1亿千瓦时,风电利用率为96.5%;弃光电量达52.6亿千瓦时,光伏发电利用率为98.0%。

头豹研究院分析师陈夏琳表示,当前,新能源面临着增速远高于用电需求增长、开发布局不均、电源系统调节能力不足、消纳政策和市场机制不健全等问题,“十四五”期间规划的新能源装机量高达300-400吉瓦,将对消纳形成更大压力。接受如此大规模的并网新能源,电网必须深度应用数字化技术。

盛世景资本智造中国投资总监吴川告诉记者,随着新能源大规模并网、储能参与电网和汽车电动化,电力系统中参与主体数量大幅增加,调度的复杂度程度越来越高,传统调度手段已经难以满足需要。实现电网的感知能力、决策能力和执行能力循环,提升电网发现问题解决问题的能力,是实现稳定安全可靠供电的终极方法。

据了解,传统电力系统采取的生产组织模式是“源随荷动”,用一个精准可控的发电系统,去匹配一个基本可测的用电系统,并在实际运行过程中滚动调节,可以实现电力系统安全可靠运行。而随着新能源成为主体,将从根本上改变这一模式,无论是发电侧还是用户侧都变得不可控。因此,传统的电网生产组织模式无法适应新的系统,必须作出改变,而数字化就是其转型方向。

智能电网之后的新机遇

一方面是电源侧碎片化电源增多,电力系统灵活调节电源不足;另一方面是负荷侧从单纯用能方变为发用一体,这导致电网抗扰动能力下降,系统稳定形态更加复杂。面对电源和负荷的变化,身处能源行业枢纽地位的电网,不得不从数字化转型中获得赋能。

在这样的背景下,谁先实现数字化转型,谁将占得先机。

记者梳理发现,国家电网通过夯实数字化发展基础,狠抓数据管理,建设数据中心,实现核心业务数据统一接入、汇集、存储,加速向能源互联网企业迈进。南方电网则从2019年起,投入百亿资金启动“数字南网”建设,构建面向政府、设备制造商、能源生产商、配售电商、能源增值服务商、能源终端用户等产业链参与方的各类互联互通平台。

电网数字化转型到底意味着什么?据专家介绍,就是应用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术对传统电网进行数字化改造,发挥数据的生产要素作用,以数据流引领和优化能量流、业务流,增强灵活性、开放性、交互性、经济性、共享性等,使电网更加智能、安全、可靠、高效。

然而,在业内人士看来,数字化赋予电网更多的新特征和新应用场景,其影响将远远超出技术范畴。

从10年前的智能电网到如今的电网数字化转型,电网的生产模式、组织模式、电力的调度形式正发生着快速迭代。

陈夏琳认为,相比智能电网,数字化电网不仅可以通过建模实现整个电网乃至电力系统的数字化,做到可视化或透明化,而且还可利用大数据,达到管理、运用、挖掘数据的价值。

在吴川看来,电网的技术革新和组织革新都是围绕可靠供电进行的,电网的数字化转型也不例外。“数字化和智能化的核心区别在于,数字化能够进行‘数据+学习’的自组织,不断的优化算法和运行策略,一方面应对越来越复杂的供需关系,另一方面提升效率促进减排。”

仍处于数字化转型1.0阶段

根据南方电网发布的《数字电网白皮书》,电网实现数字化转型后,以“电力+算力”为核心驱动大规模可再生能源协同调度,形成新能源可观、可测、可控的数字化平台,有利于加大风光水火储联合优化调度,最大限度消纳清洁能源。

不过,陈夏琳指出,目前来看,电网数字化转型的薄弱环节在于网络安全。“随着大、云、物、移、智、链等技术在电网领域的应用,大量异构终端被接入电网,使电网的网络边界模糊、数据交互多元,同时由于现有的防护体系尚未能够完全应对逐渐升级的攻击手段与安全风险,数字化电网的网络安全问题成为当下主要挑战之一。”

吴川表示,当前电网的数字化转型总体上处于发展早期阶段。“数字化转型不是一蹴而就,需要经过基础设施建设、数据采集、数据学习等过程,还需要相应的软硬件应用到电网中。目前,在数据的采集数量、数据分析的广度和深度方面都有较大的潜力。”

一位不愿具名的专家提醒说,电网的数字化转型,要解决好数据权益归属不清晰、数据开放共享义务不明确、数据流通机制不完善、数据质量标准不统一以及数据安全缺乏监管等问题。


原标题:两大电网央企竞速数字化转型

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