中國儲能網(wǎng)訊：
新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)
賦能電力系統(tǒng)數(shù)字化智能化發(fā)展
為了加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)，更好推動能源生產(chǎn)和消費革命，保障國家能源安全，近年來，國家電網(wǎng)有限公司自主研發(fā)了適應(yīng)高比例新能源接入的新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)，主要包括大電網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真、多時空優(yōu)化調(diào)度控制和全域協(xié)同故障防御，并以此為“中樞”，推動源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動，有力提升電網(wǎng)靈活性與韌性。
目前，該系統(tǒng)應(yīng)用于我國30個省份，支撐我國風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)容量由2016年的約2.3億千瓦增長至2024年的約14.1億千瓦，新能源消納水平從83.7%提升至96.1%，大幅提高電網(wǎng)輸電能力和大范圍電力保供能力，保障國家電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
發(fā)電側(cè)：匹配多元化電源結(jié)構(gòu)的“中樞神經(jīng)”
“系統(tǒng)監(jiān)測到江北光伏出力激增，建議立即調(diào)整游圌直流功率！”4月20日7時，國網(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心調(diào)度員楊康面前的智能終端發(fā)出預(yù)警。此時距離午間用電高峰還有4小時，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)已通過數(shù)字孿生技術(shù)推演出未來12小時電網(wǎng)運行態(tài)勢，精準(zhǔn)鎖定過江線路的潛在過載風(fēng)險。
近年來，新型電力系統(tǒng)正在加速構(gòu)建。在江蘇，發(fā)電主體由單一的燃煤發(fā)電，轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)、光等新能源發(fā)電和煤電并存的態(tài)勢，新能源消納壓力日益增加，這就需要一個能夠匹配多元化電源發(fā)展趨勢的“電網(wǎng)大腦”。國網(wǎng)江蘇電力利用新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對電網(wǎng)各類設(shè)備的智能分析與控制。
“電廠發(fā)多少電，發(fā)出來的電往哪兒送，都是靠調(diào)度系統(tǒng)來控制的。運行控制系統(tǒng)就相當(dāng)于電網(wǎng)運行的大腦。”國網(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心調(diào)度運行處處長仇晨光介紹。
據(jù)仇晨光介紹，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)調(diào)度控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在數(shù)據(jù)采集范圍、系統(tǒng)運算能力、省市協(xié)同效率、基礎(chǔ)調(diào)度功能等方面進(jìn)行了全面升級，具備信息感知更立體、實時調(diào)度更精準(zhǔn)、在線決策更智能、運行組織更科學(xué)、人機(jī)交互更友好、平臺支撐更堅強(qiáng)等特征。
針對新能源發(fā)電的特點，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)量身定制了實時“電網(wǎng)畫像”功能，通過在線滾動計算當(dāng)前電網(wǎng)的動態(tài)輸送能力，精準(zhǔn)反映電網(wǎng)實時運行狀態(tài)?！案鶕?jù)電網(wǎng)精準(zhǔn)畫像，我們就可以精準(zhǔn)調(diào)控火力發(fā)電廠的發(fā)電量，讓電網(wǎng)多利用新能源，提升新能源發(fā)電的利用率，也能避免極端情況下新能源發(fā)電過多，而危及電網(wǎng)安全運行的情況?！眹W(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心調(diào)度運行處副處長李杰介紹。
電網(wǎng)側(cè)：打造精益化電網(wǎng)調(diào)控的“智慧管家”
2024年3月1日，白鶴灘入蘇特高壓直流工程姑蘇換流站功率互濟(jì)方式實現(xiàn)全額滿功率運行，最大互濟(jì)功率達(dá)200萬千瓦。這是目前世界上最強(qiáng)大、最靈活的功率控制手段。這背后，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)通過建立功率互濟(jì)智慧算法，實現(xiàn)不同功率互濟(jì)目標(biāo)下智能生成電網(wǎng)調(diào)度策略，進(jìn)一步提升蘇錫常南部電網(wǎng)供電能力。
除了在省內(nèi)功率互濟(jì)發(fā)揮作用，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)還支撐電網(wǎng)“西電東送”跨區(qū)跨省清潔能源消納。江蘇作為經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省，年用電量位居全國前列，但省內(nèi)能源資源相對匱乏，難以滿足迅速攀升的用電需求。因此依托我國“西電東送”戰(zhàn)略，從省外引入清潔能源，成為實現(xiàn)江蘇經(jīng)濟(jì)綠色、可持續(xù)發(fā)展的破題之舉。國網(wǎng)江蘇電力基于新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)構(gòu)建精益化預(yù)調(diào)度體系，實現(xiàn)多時間尺度的安全校核和源荷調(diào)節(jié)，支撐跨省跨區(qū)清潔能源的大規(guī)模消納。系統(tǒng)累計發(fā)送調(diào)節(jié)指令千萬余次，全部正確執(zhí)行，累計開展安全校核10萬余次，有效支撐了±500千伏龍政直流、±800千伏錦蘇直流、±800千伏建蘇直流三大“水電入蘇”，累計接收消納清潔水電超過7000億千瓦時，相當(dāng)于減少二氧化碳排放超6億噸。
采集范圍更廣、計算精度更準(zhǔn)、響應(yīng)速度更快，也是新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)的亮點。據(jù)介紹，在江蘇，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)的采集范圍由原來的3200條220千伏以上的高電壓等級電力線路，拓展到現(xiàn)在全省78000多條10千伏以上的線路，采集線路數(shù)量拓展了約24.5倍。有了更加龐大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，該系統(tǒng)通過分析計算，更加全面精準(zhǔn)地掌握電網(wǎng)運行態(tài)勢。
用電側(cè)：服務(wù)全天候電力供應(yīng)的“最強(qiáng)大腦”
電力服務(wù)的未來在哪里？“智能化”是繞不開的答案。近年來，人工智能技術(shù)為各行各業(yè)注入了新動能，電力服務(wù)也不例外。
從以往“用戶停電→撥打電話→維修跟進(jìn)”的被動服務(wù)，到如今“提前感知故障→主動生成解決方案”，我們正在見證供電服務(wù)的一次智能化飛躍。
2024年12月15日15時30分，江蘇南通市因大風(fēng)天氣發(fā)生線路故障，導(dǎo)致停電。往常這種故障需要人工逐條線路排查，修復(fù)可能要數(shù)小時。現(xiàn)在故障發(fā)生的那一刻，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)中的AI供電服務(wù)指揮模塊便瞬間“感知”，隨即開始“觸診”，僅用47秒，就分析出原因并鎖定故障點，1分鐘內(nèi)生成搶修指令，推送給現(xiàn)場搶修人員。現(xiàn)場搶修人員按照系統(tǒng)建議，經(jīng)過35分鐘的緊急搶修，成功恢復(fù)供電。
據(jù)悉，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)可以根據(jù)氣象預(yù)測、新能源發(fā)電預(yù)測、區(qū)域發(fā)用電預(yù)測、停電計劃等數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行模擬推演，實現(xiàn)未來10小時內(nèi)的氣象災(zāi)害、設(shè)備臨時檢修、線路突發(fā)故障等潛在風(fēng)險的預(yù)警，并在線自動生成故障處置預(yù)案，提升電網(wǎng)故障恢復(fù)響應(yīng)能力。
“比如說，在傳統(tǒng)調(diào)度工作中，需要人工進(jìn)行電網(wǎng)故障判斷和分析，而新系統(tǒng)引入了人工智能技術(shù)，在發(fā)生故障后，能夠自動定位故障點，預(yù)判故障風(fēng)險，并能夠自動出具故障處置方案，為調(diào)度工作人員提供決策參考，提高了故障處置效率和智能化水平?！眹W(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心調(diào)度員楊康介紹。
微電網(wǎng)是實現(xiàn)用戶就地開發(fā)利用清潔能源、降低用能成本的重要手段，是提升地區(qū)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的重要助推器。在江蘇，國網(wǎng)江蘇電力在新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)中，創(chuàng)新性地構(gòu)建了主配微協(xié)同控制體系，全面監(jiān)視全網(wǎng)、分區(qū)、臺區(qū)等不同空間層次上的發(fā)用電情況，精益化統(tǒng)籌主網(wǎng)、配網(wǎng)和微網(wǎng)的運行方式，引導(dǎo)微電網(wǎng)綠色能源實現(xiàn)就地就近消納，幫助電力用戶降低用電成本同時減少碳排放，推進(jìn)地區(qū)綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
以江蘇省規(guī)模最大的工業(yè)園區(qū)級微電網(wǎng)——常州武進(jìn)高新區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園為例，該微網(wǎng)年用電量約4200萬千瓦時，建設(shè)1.61兆瓦分布式光伏。依托主配微協(xié)同控制體系，實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)光伏、儲能、充電設(shè)施以及空調(diào)等發(fā)用儲設(shè)備與大電網(wǎng)的協(xié)同調(diào)控，為建設(shè)綠色近零碳園區(qū)微網(wǎng)提供范例。
