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现有五级电网调度体系,很难适应大量不可控、不可调新能源接入。高度离散的新能源发电设备和高度离散的参与电网负荷变化调整的设备,很难进入现有调度体系,会影响电网的灵活性、可靠性和安全性。
——中国电力建设集团信息化管理部主任 吴张建 先生
2021年月9日23-24日,由北极星电力网与IEEE PES中国区共同举办的第二届“中国电力新基建暨数字化转型论坛”在北京正式召开!
在会议上中国电力建设集团信息化管理部主任吴张建先生为与会嘉宾分享了关于新型电力系统与数字化转型的报告。在报告中,他从电网侧、发电侧以及用电侧分别指出新型电力系统的实现可能存在的问题:
(一)电网侧,现有电网结构和运行管控方式,无法保证大规模可再生能源接入和消纳:
现有五级电网调度体系,很难适应大量不可控、不可调新能源接入。高度离散的新能源发电设备和高度离散的参与电网负荷变化调整的设备,很难进入现有调度体系,会影响电网的灵活性、可靠性和安全性。
从技术层面看,可再生能源发电、储能、氢能等一些瓶颈性技术尚未突破,技术方向仍不清晰,导致电力系统难以承受无任何约束的新能源大规模发展。
如何将高度离散化的设备,规模化的集成变为可调或者实现自我平衡,对此要进一步探索电力系统在规划建设中的新做法。
(二)发电侧,化石能源发电厂逐步退出市场将成为不可逆转的趋势:
从电源结构看,虽然近年来我国传统化石能源发电装机比重持续下降,但化石燃料发电仍然占据主导地位,已建成了较大规模的化石能源发电基础设施。在未来40年的脱碳进程中,化石能源将逐渐失去主导地位。要找准新定位挖掘新价值,部分电厂不可避免要面临资产沉没的风险。
化石能源电厂如何退出市场,电力建设类企业将在其中发挥何种作用,需要进一步探索。
(三)用电侧,用电终端将呈现复杂多样化的趋势:
用户侧可能包括电网供电、自发电、储能设备、充电汽车、空调冰箱等,既是电力的使用端,又是参与到电网调节的设备。面临电气冷热等用能综合调节的需求,情况呈现出复杂化,自主平衡要求进一步加大,自主支撑能力要进一步加强。用户资产参与电网负荷变化调节中,可以大幅度降低电力总投资,但现有的技术手段及运行模式距离这一目标的实现存在很大差距,可能存在巨大的市场空间。
同时,在会议上吴张建先生提出,碳中和在电力系统的实现,将高度依赖数字化转型技术的支持支撑,需要电力系统和数字化技术的高度深度体系化融合才行。
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双碳”目标下电力物联网建设在感传一体化、多元数据融合及智能优化决策方面仍面临着许多的挑战。首先,碳监测等低碳业务运行需要实现多种能源的精确计量与社会资产参与电网协同互动的实时监控,以及支持多种通信媒介的海量数据可靠实时传输;其次,电力物联网网络架构需要适配电网高比例新能源接入复杂场景与多业务,实现多元、异构、海量的电力业务数据融合;最后,需要结合人工智能、数字孪生等技术,发挥云、边、端各层网络资源优势,实现智能优化决策,赋能电网低碳运行。
电力物联网系统键技术是智能传感智能终端和通信网络,物联网系统和关键技术促进碳中和,实现清洁能源消纳,全面深入感知源、网、荷、储设备运行状态环境信息,用市场的方法引导用户和调峰调频,重点通过虚拟电厂和多能互补提高新能源电网水平和电网可控,缓解弃风弃光,促进清洁能源消纳。提升客户服务水平。打造智慧能源综合服务平台。构建能源生态系统,打造能源互联网产业生态圈,推动电网公司向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型。
综合能源系统实现“电/热/冷/气”横向多能源系统之间、以及“源-网-荷-储”纵向多能源供应环节之间的生产协同、管理协同、需求侧协同以及生产和消费间的互动,可以促进可再生能源消纳,保障供给侧和需求侧元素的友好接入,提升多能源综合利用效率,最终为区域内用户提供能源一体化解决方案,同时以微应用服务及云边协同新模式支撑园区能源状态全息感知、运行优化调度、设备主动运维,最大化接入清洁能源,实现与用户双向互动,提高电网的灵活性和安全性,是建设具有中国特色国际领先的能源互联网主要研究方向。
能源企业通过充分挖掘和利用经营过程的数据流价值优化自身的决策输出,从而提升能源生产、传输、交易与消费的运营效率,最终提升能源企业的经营效益和提升能源行业的资源利用率与安全性。以能源消费者为中心,精准匹配供需,协同共赢为原则,高质量重构能源互联网,提高供给质量和全要素生产效率。
智慧能源在“源-网-荷-储”均可发挥节能降碳重要作用。源和网两侧是发电、电力系统传输。在源端,通过大数据、人工智能等数字技术应用,提升新能源发电量和传统发电能效,在保障电力系统安全方面发挥重要的作用。
数字孪生是支撑着数字转型核心的技术应用,如何在实际的业务应用过程中把目标和希望落实到一个可实施的具体的业务模式上,这个过程叫数字化转型。数字化转型涵盖新的技术应用,包括新的技术体系、标准,相应的设计流程、软件平台的搭建、工具的完善、针对于新的技术新的使用模式和整个业务流程的调整。我们理解数字化转型是综合性的,覆盖了企业业务全流程的应用模式。
数字化的终局是智能化。伴随数字化深度发展,人力很难处理大量积累的海量数据,唯有AI才能发掘更大的数据价值。在建立新型电力系统以及“双碳”背景下能源系统转型的过程中,人工智能将发挥巨大作用,科大讯飞希望利用人工智能帮助电力能源企业实现提质增效降本,助力电力安全生产、增效降耗。
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