中國儲能網(wǎng)訊：6月2日，由國家能源局統(tǒng)籌組織、電力規(guī)劃設計總院牽頭，水電水利規(guī)劃設計總院、國網(wǎng)能源研究院、國網(wǎng)經(jīng)濟技術研究院、南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院、南方電網(wǎng)科學研究院、國核電力規(guī)劃設計研究院、中國電力企業(yè)聯(lián)合會、國家發(fā)展改革委能源研究所、國家能源集團戰(zhàn)略規(guī)劃部、中國大唐集團科學技術研究總院共同編寫的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》（以下簡稱藍皮書）正式對外發(fā)布。
《藍皮書》指出能源電力系統(tǒng)的安全高效、綠色低碳轉(zhuǎn)型及數(shù)字化智能化技術創(chuàng)新已經(jīng)成為全球發(fā)展趨勢。
從《藍皮書》中闡述的技術發(fā)展趨勢和產(chǎn)業(yè)應用價值來看，功率預測、智能電網(wǎng)、虛擬電廠、智慧儲能系統(tǒng)、電子電力設備及器件將成為未來能源數(shù)字化、智能化發(fā)展的5個重點領域，也將成為諸多企業(yè)競相追逐的5個掘金點。
作為新型電力系統(tǒng)的重要驅(qū)動技術，數(shù)字信息技術將在源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)與能源技術深入融合，推動新型電力系統(tǒng)實現(xiàn)海量異構資源的廣泛接入、密集交互和統(tǒng)籌調(diào)度，不斷提升源網(wǎng)荷儲互動靈活性和需求側(cè)響應能力。
發(fā)電側(cè)：功率預測
伴隨大規(guī)模新能源和分布式能源接入，電力系統(tǒng)調(diào)度運行與新能源功率預測、氣象條件等外 界因素結合更加緊密。新能源功率與發(fā)電能力預測技術將成為新能源擺脫“看天吃飯”的重要法寶，也是新能源電站創(chuàng)收盈利所仰仗的秘密武器。
目前，電價波動帶來的收益波動是新能源電站運營面臨的主要挑戰(zhàn)。功率預測又是光伏電站進行電力交易的數(shù)據(jù)支撐來源，如果預測偏差較大就會直接影響到電站的運營收益。
功率預測的效果與氣象數(shù)據(jù)的精度密切相關，因此提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度是功率預測技術需要突破的瓶頸，特別是在分布式光伏領域。分布式光伏電站在空間上分散且布局不均勻、功率與氣象的歷史實測和預報數(shù)據(jù)不完整且質(zhì)量較低，易出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失和異常等問題，導致分布式光伏電站功率預測技術難度較大。
隨著國內(nèi)分布式能源新增裝機量開始占據(jù)半壁江山，針對分布式場景的功率預測技術的需求將日益迫切。
除了用于電力交易方面，功率預測技術還可以應用在儲能電站運行管理、虛擬電廠參與輔助服務、大工業(yè)綠電撮合交易、工業(yè)微電網(wǎng)等諸多方面。
電網(wǎng)側(cè)：智能電網(wǎng)
電網(wǎng)正在向柔性化、智能化、數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型。大電網(wǎng)、分布式智能電網(wǎng)等多種新型電網(wǎng)技術形態(tài)都需要應用大數(shù)據(jù)、云計算、5G、數(shù)字孿生、AI等新一代信息技術。
具體來說，電網(wǎng)運行調(diào)度就需要超大算力和高精度的算法來支撐。目前風光水火多種電力源綜合運行優(yōu)化、電力現(xiàn)貨市場出清的復雜程度越來越高，整個電力系統(tǒng)的傳輸、調(diào)度、消納等各個環(huán)節(jié)都需要運用運籌學、AI等多種算法來獲得精確結果。
此外，基于云邊協(xié)同實現(xiàn)電網(wǎng)的數(shù)字孿生將有助于實現(xiàn)無人化巡檢、智能化電力缺陷識別，顯著降低運維成本和作業(yè)風險，提升工作效率。
2022年，國網(wǎng)江蘇省電力公司運用無人機自動巡檢完成超過52萬架次的作業(yè)量，提前發(fā)現(xiàn)、消除輸電鐵塔缺陷及通道隱患4.2萬處，缺陷發(fā)現(xiàn)效率大大提升，由此可節(jié)約運維成本約2億元。
負荷側(cè)：虛擬電廠
虛擬電廠可以實時調(diào)度利用負荷側(cè)的分布式資源，憑借其自身的靈活性、經(jīng)濟性受到產(chǎn)業(yè)界越來越多的關注。
通過數(shù)字技術對各類分布式能源資源進行聚合協(xié)同，虛擬電廠作為一個“虛擬化”的、無實體的電廠參與電力系統(tǒng)運行和電力市場交易。未來虛擬電廠將成為整合負荷側(cè)需求響應資源的主要途徑和載體，為電網(wǎng)調(diào)節(jié)提供更多靈活性的資源和能力。
智慧儲能系統(tǒng)
在儲能方面，智慧儲能系統(tǒng)技術的重要性越來越高。儲能電站的智能化運營一方面需要對電池進行精細化管理，比如運用物聯(lián)網(wǎng)、AI技術對電池健康狀態(tài)進行實時監(jiān)測，另一方面還需要形成智能感知和控制能力，增強與電網(wǎng)互動的能力。
隨著大型儲能電站的建設，不管是設備數(shù)量還是數(shù)據(jù)量都會是數(shù)倍增長。因此儲能系統(tǒng)迫切需要從數(shù)字化、智能化角度出發(fā)考慮整個系統(tǒng)的設計、集成和控制方式。
新型電力系統(tǒng)的智能化底座：電力電子設備及器件
未來新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)出“雙高”特征。電力電子設備及器件將成為整個新型電力系統(tǒng)智能化的基石。
其中變流器是光伏、風電以及儲能系統(tǒng)運行控制的核心，決定著新能源系統(tǒng)發(fā)電、儲能的實際效果。
變流器一方面要向更高單機功率發(fā)展，另一方面還要加強對電網(wǎng)的主動支撐能力，在構網(wǎng)控制、虛擬同步控制等電網(wǎng)技術方面實現(xiàn)技術創(chuàng)新。
此外，大量電力電子設備如儲能變流器、光伏逆變器都是以硅基IGBT、碳化硅二極管或MOSFET為核心器件的。由于可以實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換效率、更小的尺寸體積和更低安裝成本，碳化硅器件將在儲能系統(tǒng)得到廣泛應用。碳化硅基電力電子器件也將逐步向高壓大功率方向發(fā)展。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱，使用碳化硅功率器件可將儲能轉(zhuǎn)換效率提高3%以上，提高開關頻率10倍以上，同時降低電源模塊體積與系統(tǒng)成本。光伏逆變器采用碳化硅功率模塊之后，
轉(zhuǎn)換效率可從 96%提升至 99%以上，能量損耗降低 30%以上。
協(xié)鑫集團董事長朱共山在公開演講上表示，在高比例新能源、新型儲能系統(tǒng)、柔性直流輸電等高度耦合的新型電力系統(tǒng)中，硅能源將扮演至關重要的角色。硅基功率器件，特別是碳化硅功率器件，將讓能源從物理形態(tài)走向數(shù)字形態(tài)，實現(xiàn)芯片小型化、低功耗、高效化，能源可控制、可交易、可調(diào)節(jié)，進而帶來社會生產(chǎn)力的變革。
5月15日，安森美宣布與上能電氣達成合作。上能電氣的公用事業(yè)規(guī)模太陽能逆變器和200kW儲能系統(tǒng)將搭載安森美的EliteSiC MOSFET和 IGBT模塊。兩家公司將合作開發(fā)優(yōu)化解決方案，最大限度地提高太陽能逆變器、儲能和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的性能。
但是目前SiC在儲能系統(tǒng)中的滲透率不高，在15%左右。SiC SBD價格比同等級硅基二極管高 3 倍，SiC MOS 是硅基的 5 倍以上。未來 2-3 年碳化硅器件價格有望下降至硅基IGBT的 2-3倍，算上效率提升帶來的收益，碳化硅的市場空間將得到極大的擴展。
展望
清華大學能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院院長康重慶認為，構建新型電力系統(tǒng)需要依托數(shù)字化技術，統(tǒng)籌源、網(wǎng)、荷、儲資源，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是建設新型電力系統(tǒng)的關鍵途徑。
未來，以功率預測、智能電網(wǎng)、虛擬電廠、智慧儲能系統(tǒng)、電子電力設備及器件為代表的能源數(shù)字化、智能化技術將成為新型電力系統(tǒng)內(nèi)在的核心技術。
