中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：上海交通大學(xué)教授 劉東
在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，電網(wǎng)是電力能源的發(fā)、輸、變、配、用供應(yīng)鏈中承上啟下的核心環(huán)節(jié)。電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以更好地利用各種類型的可再生能源，在降低碳排放的同時(shí)，滿足電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運(yùn)行的要求，提供更智能高效的能源服務(wù)和解決方案，對(duì)于發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、推動(dòng)電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展等有著十分關(guān)鍵的作用。電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心技術(shù)主要包括三個(gè)方面。
打造云邊端協(xié)同電力能源數(shù)字化平臺(tái)與共享生態(tài)體系
針對(duì)電力能源數(shù)據(jù)的采集、處理、分析、優(yōu)化與決策等相關(guān)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)處理需要與系統(tǒng)集成，構(gòu)建電力能源的數(shù)字化平臺(tái)。該平臺(tái)需要連接電力生產(chǎn)、輸送、使用各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全鏈條的數(shù)字化。在數(shù)字化平臺(tái)的基礎(chǔ)上，建立起共享生態(tài)體系，通過(guò)云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，把電力行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)緊密連接，實(shí)現(xiàn)資源的共享，提高整體運(yùn)行效率。
對(duì)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的云邊端協(xié)同電力能源數(shù)字化平臺(tái)與共享生態(tài)體系，需要進(jìn)行相關(guān)法規(guī)保護(hù)和成體系的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，確保運(yùn)營(yíng)的生態(tài)系統(tǒng)中各方的合法權(quán)益與公平收益。隨著技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的變化，要定期對(duì)數(shù)字化平臺(tái)與共享生態(tài)體系進(jìn)行升級(jí)，保持其技術(shù)領(lǐng)先性，從而為激活電力能源全鏈條的創(chuàng)新奠定平臺(tái)與生態(tài)基礎(chǔ)。
突破電網(wǎng)信息物理深度融合技術(shù)，建立電碳市場(chǎng)優(yōu)化運(yùn)行機(jī)制
新能源的廣泛應(yīng)用給電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制帶來(lái)比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更加復(fù)雜與不確定的運(yùn)行場(chǎng)景。如何充分利用數(shù)字技術(shù)應(yīng)對(duì)新型電力系統(tǒng)復(fù)雜工況，需要建立電網(wǎng)信息與物理耦合的分析與控制方法，從全局視角將異構(gòu)的信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)納入融合的建?？蚣苓M(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)電力能源系統(tǒng)的信息物理融合建模。
進(jìn)一步將信息物理系統(tǒng)理論與方法向電碳市場(chǎng)交易領(lǐng)域拓展，通過(guò)引入價(jià)值流要素開(kāi)展信息—物理—價(jià)值三流融合分析，支撐電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)環(huán)境下復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的分析與決策。
在應(yīng)對(duì)大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)的挑戰(zhàn)方面，不僅要充分應(yīng)用電力能源優(yōu)化運(yùn)行的物理規(guī)律所支撐的模型驅(qū)動(dòng)以及先進(jìn)的信息技術(shù)所支撐的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，還要積極探索建立電碳市場(chǎng)優(yōu)化運(yùn)行機(jī)制與市場(chǎng)規(guī)則，平衡市場(chǎng)中各參與主體的收益，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行。
建立數(shù)字孿生電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)性能提升
數(shù)字孿生電網(wǎng)通過(guò)構(gòu)建真實(shí)電網(wǎng)虛實(shí)映射的電網(wǎng)孿生體，實(shí)時(shí)同步真實(shí)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，具有復(fù)雜工況與場(chǎng)景的快速模擬與推演能力，從而可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)全息狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)與早期預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)演化分析與優(yōu)化運(yùn)行決策，大大提升電網(wǎng)系統(tǒng)的智能運(yùn)維水平。
數(shù)字孿生電網(wǎng)需要構(gòu)建電網(wǎng)物理實(shí)體—孿生體的閉環(huán)同步演進(jìn)平臺(tái)，幫助運(yùn)行人員全面了解電網(wǎng)狀態(tài)，提高電網(wǎng)安全性、低碳和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。通過(guò)物理系統(tǒng)與數(shù)字孿生體的閉環(huán)交互，不僅可同步、完整、可靠地監(jiān)測(cè)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，支撐系統(tǒng)特性量化評(píng)估，還可通過(guò)孿生推演準(zhǔn)確評(píng)估極端災(zāi)害下系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展態(tài)勢(shì)和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，生成有效的防災(zāi)和恢復(fù)策略，提升系統(tǒng)安全性。通過(guò)孿生互動(dòng)，可靈活組織分散、可控資源，實(shí)施自律協(xié)同優(yōu)化調(diào)控，提升低碳能源消納、系統(tǒng)整體優(yōu)化與高質(zhì)量運(yùn)行水平。
下一步，要抓住電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型這個(gè)牛鼻子，積極推進(jìn)電力能源新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，推動(dòng)電力服務(wù)提升，推動(dòng)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、高品質(zhì)運(yùn)行。
