南方电网建设新型电力系统的创新实践（2023）-中国南方电网_49页_25mb

南方电网建设新型电力系统的创新实践总结

核心内容

南方电网公司围绕构建以新能源为主体的新型电力系统，通过技术创新与数字化转型，推动能源结构优化与系统安全稳定运行，为实现“双碳”目标提供有力支撑。

主要观点

1. 国家战略部署

   • 2020年，中国承诺实现“碳达峰、碳中和”。
   • 2021年，中央财经委员会第九次会议首次提出构建新型电力系统。
   • 2022年，习总书记提出加快规划建设新型能源体系，推动新能源占比逐步提高。

2. 新型能源体系的内涵与特征

   • 新型电力系统是新型能源体系的核心枢纽，其发展水平是衡量能源体系质量的关键。
   • 新能源占比逐步提升，终端电气化率持续提高，预计2060年新能源发电装机占比将达75%，终端电气化率将达70%。

3. 新型电力系统面临的问题与挑战

   • 电力可靠供应：新能源出力波动大、不可控，对系统平衡和频率稳定构成挑战。
   • 电网安全运行：系统转动惯量下降、动态响应变快，易引发宽频振荡与电压稳定问题。
   • 电能经济供应：新能源发电成本低但保证出力低，需配置大量储能和调节资源，增加系统成本。

4. 数字电网作为关键载体

   • 数字电网是超级物联网，实现源、网、荷、储的横向互联和人、机、物的纵向互通。
   • 数字电网具备数据流、能量流、价值流“三流合一”的特征，支持开放共享与智能决策。

5. 南网创新实践方向

   • 特高压直流输电：建成“八交十一直”区域互联结构，支撑大规模新能源并网。
   • 虚拟电厂运营：构建国内首个网地一体虚拟电厂运营管理平台，实现负荷侧资源聚合与协同控制。
   • 自主化软件研发：开发DSP计算分析软件，构建电力系统仿真云平台，提升计算效率360倍以上。
   • 数字技术融合：推动数字技术与电网深度融合，实现智能监测、高效运维和灵活调控。

关键信息

• 新能源发展路径：坚持新能源占比逐步提高，推动多能互补、源网荷储互动、多网融合互联。
• 电力系统发展趋势：预计2020-2060年，我国终端电气化率将从27%提升至70%，全社会用电量将从8万亿提升至约16万亿千瓦时。
• 挑战应对措施：通过特高压输电、柔性互联、新能源预测、虚拟电厂运营等手段，提升系统灵活性与稳定性。
• 关键技术突破：包括异步分区电网协同控制、实时仿真技术、海上风电送出技术、绿色电氢与储能技术、智能传感与控制技术等。

创新实践成效

• 特高压直流输电：建成世界上技术含量最高的区域电网，实现东西部电网柔性互联。
• 虚拟电厂平台：聚合全网灵活可调节资源，实现省级精准削峰与网级云边协同控制。
• 数字电网建设：研发国产化芯片“伏羲”，推动智能监测与云边协同，构建“多功能融合、智能分层”的决策架构。
• 仿真技术突破：自主开发电磁暂态仿真解算器与图形化建模仿真软件，实现多任务并行计算，显著提升电网分析效率。
• 示范体系构建：形成网级、省级、地级、县区级为主的示范体系，覆盖多个省份及港澳地区。

关键技术攻关

1. 新型电力系统构建与分析技术

   • 异步分区电网协同控制
   • 新型电力系统智能调度
   • 全电磁暂态仿真技术
   • 基于强化学习的调度决策技术

2. 新型电力系统仿真与软件技术

   • 基于异构超级计算机的实时仿真
   • 多场耦合建模技术
   • 国产优化模型构建与求解技术

3. 海上风电送出技术

   • 远距离、低成本输电技术
   • 海上柔性直流关键装备
   • 海上轻量化换流平台与智能化无人运维技术

4. 新型电工材料与安全运行技术

   • 环保型电缆与气体绝缘设备
   • 电力电子变压器
   • 智能断路器与高压断路器技术

5. 负荷侧调控与精准计量技术

   • 柔性负荷在线辨识与建模
   • 虚拟电厂组网与协同控制
   • 分布式资源集成接入与需求侧聚合调控

6. 绿色电氢与先进储能技术

   • 氢能绿色制备及多元转换技术
   • 海水电解制氢
   • 大规模储能系统集成与智能运维技术

总结

南方电网通过统筹布局与创新实践，全面推动新型电力系统建设，致力于解决新能源大规模接入后的电力供应、系统安全与经济运行问题。其核心举措包括数字电网构建、特高压输电、虚拟电厂运营、自主化软件研发与关键技术攻关。南网的实践不仅提升了电网的智能化水平，也为实现“双碳”目标提供了坚实支撑。