【中国南方电网】2024新型电网和新型电力系统的技术思考_80页_76mb

新型电网和新型电力系统的技术思考总结

核心内容

新型电网和新型电力系统是实现“双碳”目标和构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的能源体系的重要支撑。其核心在于推动能源生产与消费的电力化、智能化和数字化，实现电网形态从传统集中式向分布式、柔性化发展，构建以新能源为主体的电力系统。

主要观点

• 新能源为主体：新型电力系统将以光伏、风电等可再生能源为主力，实现能源供给侧脱碳，推动广域电气化发展。
• 动态特性：新型电力系统具有高频率、大波动性和随机性，需基于数据驱动的动态平衡理论实现系统稳定。
• 安全稳定理论：传统电网基于机电同步运行，新型电网则依赖功率与能量的动态平衡，需构建新的安全防护体系。
• 系统规模特征：传统电网集中式、单体规模大，新型电网分布式、单体规模小，但数量庞大。
• 系统形态与生态：新型电力系统融合“源网荷储”，实现能源电力协同互动，推动系统透明化发展。
• 负荷侧变化：负荷侧不再单一，用户成为“生产者+消费者”，系统需具备灵活管理与调控能力。
• 技术变革方向：电网需向数字化、信息化、智能化发展，建设透明电网，实现全面可见、可知、可控。

关键信息

新能源迅猛发展

• 2023年全国新增风光等新能源装机2.93亿千瓦，风光总装机容量达11.2亿千瓦。
• 预计“十四五”期间，全国新能源装机将超过15亿千瓦。
• 新能源的波动性、间歇性和随机性成为系统运行的主要挑战。

传统电网技术的理论基础

• 基于潮流计算、功角稳定、电压稳定、频率稳定等理论。
• 采用模型驱动、仿真科学、离线分析、在线控制等方法进行研究和控制。

未来电网技术变革方向

• 基础技术：传感技术、信息通信技术、软件系统技术、数据分析理论、高性能计算、现代控制理论、人工智能。
• 研究与控制方法：从模型驱动转向数据驱动，实现在线分析、实时决策、即时控制。
• 电网形态：大电网+主动配电网+微电网，形成多层次、多主体的电力系统。
• 设备智能化：智能电气设备融合功能与信息，实现状态感知、预测、参数可调、行为智能化。

透明电网的构建

• 小微智能传感器：实现全电压等级、全场景的电力系统监测，具备低功耗、自取能、高精度、高可靠性等特征。
• 智能设备：如智能断路器、智能变压器等，实现设备状态实时感知和智能管理。
• 智能软件系统：以AI EPS为核心，实现电网的智能分析、智能决策、智能管理，推动电网向“超级大脑”演进。

透明电网的关键要素

• 小微智能传感器：包括电流、电压、温度、振动等传感器，具备小型化、低功耗、自取能、高精度等特性。
• 智能设备：实现设备功能与信息融合，具备状态感知、参数可调、行为智能化等能力。
• 智能软件系统：构建基于数据的智能分析、智能决策、智能管理，实现电网的全面透明化。

透明电网的技术支撑

• 数字孪生电网：基于传感器数据建立电网的数字镜像，实现全面感知和预测。
• 软件系统规范书：明确智能软件系统的技术要求，推动电力企业与AI、IT企业的高效合作。
• AI EPS系统：作为电网的“超级大脑”，实现系统实时、精确、智慧、自适应的运行管理。

透明电网的发展路径

• 基础设施建设：推动电网智能化改造，建设智能微电网。
• 软件系统开发：构建基于数据的智能分析、决策与管理平台。
• 系统优化与完善：实现源网荷储一体化，提高系统运行效率与可靠性。

结语

新型电网是新型能源电力体系的核心，其发展路径依赖数字化、信息化、智能化。未来电网将具备“无限大”的功率、“无限多”的能量和“无限”的智能，实现能源电力系统的全面转型与升级。