4月24日，《數(shù)字電網(wǎng)推動構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》（以下簡稱“白皮書”）在廣州正式發(fā)布。記者在發(fā)布會現(xiàn)場獲悉，未來，數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。
南方電網(wǎng)公司在此次發(fā)布的白皮書中，系統(tǒng)闡述了以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的背景和意義、新形勢新要求以及“數(shù)字賦能、柔性開放、綠色高效”的三大顯著特征。下一步，南網(wǎng)公司將依托數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，多措并舉構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，積極服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
（文丨本報(bào)記者 李文華）
“電力+算力”按下清潔能源消納消費(fèi)“快進(jìn)鍵”
白皮書指出，新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合，以數(shù)據(jù)流引領(lǐng)和優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流。以數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素，打通電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能各環(huán)節(jié)信息，發(fā)電側(cè)（發(fā)電廠等）實(shí)現(xiàn)“全面可觀、精確可測、高度可控”，電網(wǎng)側(cè)（電網(wǎng)企業(yè)）形成云端與邊緣融合的調(diào)控體系，用電側(cè)（用電用戶）有效聚合海量可調(diào)節(jié)資源支撐實(shí)時動態(tài)響應(yīng)。
2019年，南網(wǎng)公司研究提出數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略部署。數(shù)字電網(wǎng)是以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術(shù)為核心驅(qū)動力，以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，以現(xiàn)代電力能源網(wǎng)絡(luò)與新一代信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字技術(shù)與能源企業(yè)業(yè)務(wù)、管理深度融合，不斷提高數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，而形成的新型能源生態(tài)系統(tǒng)，具有靈活性、開放性、交互性、經(jīng)濟(jì)性、共享性等特性，使電網(wǎng)更加安全、可靠、綠色、高效、智能。
“值得強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字電網(wǎng)不是與物理電網(wǎng)割裂開的另一張信息網(wǎng)，也不可簡單地把電網(wǎng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和相關(guān)信息化工作理解為數(shù)字電網(wǎng)。數(shù)字電網(wǎng)是電網(wǎng)在物理世界與數(shù)字世界的深度融合后的產(chǎn)物，它的主要形態(tài)表現(xiàn)為：充分利用海量小微傳感器、智能設(shè)備、電力物聯(lián)網(wǎng)、分布式數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘及共享服務(wù)等技術(shù)手段，建設(shè)具備云資源存儲、大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)驅(qū)動分析、高度智能化等能力的強(qiáng)大軟件平臺，能夠不完全依賴電網(wǎng)模型，在海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過大數(shù)據(jù)和先進(jìn)計(jì)算技術(shù)，透過數(shù)據(jù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律，推動實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能運(yùn)行?！蹦暇W(wǎng)數(shù)研院黨委副書記、董事、總經(jīng)理李鵬在接受采訪時表示。
南網(wǎng)依托強(qiáng)大的“電力+算力”，通過海量信息數(shù)據(jù)分析和高性能計(jì)算技術(shù)，透過數(shù)據(jù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)律和潛在風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和資源大范圍優(yōu)化配置，使電網(wǎng)具備超強(qiáng)感知能力、智慧決策能力和快速執(zhí)行能力。這給廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區(qū)的清潔能源消納和消費(fèi)按下了“快進(jìn)鍵”。
▲南方電網(wǎng)公司做好新能源配套電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和發(fā)電電源上網(wǎng)接入，為廣東陽江能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展特別是大型光伏、海上風(fēng)電項(xiàng)目提供“一站式”服務(wù)。圖為廣東省陽江市陽西縣儒洞鎮(zhèn)長角水庫光伏發(fā)電站。賴增鵬/攝
2020年底，五省區(qū)非化石能源裝機(jī)和電量占比分別達(dá)到56%和53%，居世界前列，風(fēng)電、光伏發(fā)電利用率均達(dá)99.7%，區(qū)域能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型成效顯著。
白皮書提出，南網(wǎng)公司將加快建設(shè)數(shù)字電網(wǎng)，持續(xù)打造和完善一系列數(shù)字業(yè)務(wù)技術(shù)平臺，使之具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力、超強(qiáng)的計(jì)算能力和以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)的能力；加速電網(wǎng)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、物資、調(diào)度、營銷等多專業(yè)高效協(xié)同，提升企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，確保面向眾多新能源客戶的高效服務(wù)水平；加大5G基站、物聯(lián)網(wǎng)、電動汽車充電樁等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配套投入；對接好國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字政府，充分利用電網(wǎng)企業(yè)在算力、算法和數(shù)據(jù)資源上的優(yōu)勢，促進(jìn)政府、產(chǎn)業(yè)上下游和用戶的密切互動，引導(dǎo)能量、數(shù)據(jù)、服務(wù)有序流動，推動能源生態(tài)系統(tǒng)利益相關(guān)方開放合作、互利共生、協(xié)作創(chuàng)新。
創(chuàng)新驅(qū)動抓牢關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)“牛鼻子”
白皮書認(rèn)為，在新型電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)作為消納高比例新能源的核心樞紐作用更加顯著?！翱缡^(qū)主干電網(wǎng)+中小型區(qū)域電網(wǎng)+配網(wǎng)及微網(wǎng)”的柔性互聯(lián)形態(tài)和數(shù)字化調(diào)控技術(shù)將使電網(wǎng)更加靈活可控，實(shí)現(xiàn)新能源按資源稟賦因地制宜廣泛接入。大電網(wǎng)柔性互聯(lián)促進(jìn)資源互濟(jì)共享能力進(jìn)一步提升，配電網(wǎng)呈現(xiàn)交直流混合柔性電網(wǎng)與微電網(wǎng)等多種形式協(xié)同發(fā)展態(tài)勢，而智能微電網(wǎng)作為提高供電可靠性和高滲透率分布式電源并網(wǎng)重要解決方案，將逐步在城市中心、工業(yè)園區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)等推廣應(yīng)用。此外，新能源+儲能、新能源+負(fù)荷+儲能等多元協(xié)調(diào)開發(fā)新模式也將不斷涌現(xiàn)。
▲南方電網(wǎng)公司做好新能源配套電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和發(fā)電電源上網(wǎng)接入。日前，廣西白云嶺風(fēng)電場又一座風(fēng)力發(fā)電機(jī)即將建成，公司黨員服務(wù)隊(duì)上門與風(fēng)電場工作人員協(xié)調(diào)并網(wǎng)接入工作。李志杰/攝
目前，南網(wǎng)西電東送已形成“八交十一直”輸電大通道，送電規(guī)模超5800萬千瓦，年送電量超2300億千瓦時，已擁有自主化的大容量特高壓多端柔性直流輸電技術(shù)，在大型交直流電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行技術(shù)與實(shí)踐方面處于領(lǐng)先地位。同時，推進(jìn)輸配電線路無人機(jī)巡、數(shù)字變電站、智能配電房、智能微電網(wǎng)、智慧園區(qū)等數(shù)字化場景建設(shè)，人工智能廣泛用于電網(wǎng)設(shè)備巡檢、智能客服、負(fù)荷預(yù)測等業(yè)務(wù)。
南網(wǎng)公司將依托數(shù)字技術(shù)增強(qiáng)對新能源的“可觀、可測、可控”水平，推進(jìn)電力系統(tǒng)擁有更加有敏銳的“五官”和更加聰明的“大腦”，支持新能源發(fā)電設(shè)備作為主力電源參與電力系統(tǒng)調(diào)控過程。
白皮書提出，南網(wǎng)公司還將持續(xù)利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)主網(wǎng)架和柔性配網(wǎng)；統(tǒng)籌利用風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)等區(qū)域分布式能源資源，因地制宜建設(shè)交直流混合配電網(wǎng)和智能微電網(wǎng)，持續(xù)加強(qiáng)配電網(wǎng)數(shù)字化和柔性化水平，提升對分布式電源的承載力。
“十四五”和“十五五”期間，南網(wǎng)公司將推動南方五省區(qū)區(qū)域分別新增1億千瓦風(fēng)光新能源裝機(jī)，新能源裝機(jī)將從目前0.5億千瓦增加到2030年2.5億千瓦，支撐提前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。
白皮書還提出，南網(wǎng)公司大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，增強(qiáng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的科技支撐力和產(chǎn)業(yè)帶動力。南網(wǎng)公司將積極開展新型電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理與發(fā)展形態(tài)、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型電力系統(tǒng)分析與控制基礎(chǔ)理論和方法等基礎(chǔ)研究，在新能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)消納、數(shù)字電網(wǎng)、電力專用芯片、電網(wǎng)柔性互聯(lián)、先進(jìn)儲能技術(shù)、虛擬電廠等方面實(shí)現(xiàn)突破，促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)與電力技術(shù)深度融合，建設(shè)支撐新型電力系統(tǒng)國家級創(chuàng)新平臺，形成具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系。加快實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)獨(dú)立自主和升級換代，促進(jìn)形成完整且具備國際一流水平的電力產(chǎn)業(yè)鏈。
“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)沒有不可克服的技術(shù)障礙，關(guān)鍵在于確保安全可靠的前提下經(jīng)濟(jì)上具有可行性。”南網(wǎng)公司首席技術(shù)專家，南網(wǎng)科研院黨委書記、董事長饒宏表示，新型電力系統(tǒng)內(nèi)涵豐富，包括發(fā)輸配用各個環(huán)節(jié)，涉及政府、企業(yè)、用戶等多方主體，需要綜合協(xié)調(diào)處理好眾多問題。但構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)首先面臨的是大規(guī)模新能源發(fā)電如何高效并網(wǎng)與消納、系統(tǒng)功率如何實(shí)現(xiàn)多時間尺度的平衡、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)效率如何提升降低供電成本等重大技術(shù)難題。
“技術(shù)問題解決了，我們就能有更好的基礎(chǔ)、更大的回旋空間解決其它類型的問題。所以，我們說科技創(chuàng)新處于核心地位，抓住了科技創(chuàng)新就能抓住構(gòu)建新型電力系統(tǒng)全局的牛鼻子?！别埡晏寡?。
數(shù)字技術(shù)助推發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)雙向互動
數(shù)據(jù)顯示，到2030年和2060年，我國新能源發(fā)電量占比將分別超過25%和60%，電力供給將朝著逐步實(shí)現(xiàn)零碳化邁進(jìn)。白皮書認(rèn)為，新能源將成為新增電源的主體，并在電源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。
終端能源消費(fèi)“新電氣化”進(jìn)程也將加快。工業(yè)、建筑、交通三大領(lǐng)域終端用能電氣化水平將從目前的30%、30%和5%提升至2060年約50%、75%和50%，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也將推動終端用能電氣化水平進(jìn)一步提高。
而隨著新能源和傳統(tǒng)電源角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，需要有效完善的電力市場支撐，以更高效地協(xié)調(diào)不同市場主體的利益訴求，實(shí)現(xiàn)全要素資源的充分投入和優(yōu)化配置。
白皮書提出，南網(wǎng)公司以數(shù)字技術(shù)助推能源消費(fèi)革命，推動綠色生產(chǎn)生活方式廣泛形成。“十三五”期間，南網(wǎng)持續(xù)推進(jìn)電能替代，在電鍋爐、電蓄冷、港口岸電等重點(diǎn)領(lǐng)域取得積極進(jìn)展，“十三五”累計(jì)實(shí)現(xiàn)替代電量約1000億千瓦時，2020年五省區(qū)電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)32%，比2015年提升4個百分點(diǎn)。同時南方區(qū)域（以廣東起步）電力現(xiàn)貨市場和區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場在全國率先開展結(jié)算試運(yùn)行，電力市場建設(shè)走在全國前列。
圖片▲南方電網(wǎng)公司試運(yùn)行全國首套自動化虛擬電廠系統(tǒng)。該系統(tǒng)占地不到1平方米，卻連接深圳眾多新能源發(fā)電者和用電消費(fèi)者的智能終端。他們的供需通過這個“數(shù)字大腦”高效匹配。黃志偉/攝
南網(wǎng)公司將利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的現(xiàn)代供電服務(wù)體系，提高服務(wù)效率和客戶體驗(yàn)，支撐業(yè)務(wù)創(chuàng)新，幫助用戶不斷釋放需求潛能；通過物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)聚合海量用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源，大力建設(shè)虛擬電廠，引導(dǎo)用戶合理用電，促進(jìn)發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)雙向互動。
此外，南網(wǎng)公司還將通過大數(shù)據(jù)技術(shù)輔助用戶挖掘節(jié)能潛力，促進(jìn)能源消費(fèi)從單一、被動、通用化的利用模式向融合多種需求、主動參與、定制化的高效利用模式轉(zhuǎn)變，推動電動汽車、電能替代、節(jié)能減排、綜合能源服務(wù)的發(fā)展；加快建設(shè)南方區(qū)域統(tǒng)一電力市場，豐富電力市場交易品種，探索靈活多樣的市場化需求響應(yīng)交易模式。
