南方电网：2024透明电网和新型电力系统的技术思考报告_78页_12mb

报告摘要

透明电网和新型电力系统的技术思考总结

核心内容

一、新型电力系统的核心要义

以新能源为主体：新型电力系统以风光等可再生能源为主力，推动能源供给侧脱碳。
广域电气化：电力将成为主要能源形式，实现电能多元化转换（Electric power-to-X），预计到2060年电能占终端能源消费比例达70%左右。
动态特性：新型电力系统具备微秒级动作时间常数，具有广泛的频域分布和较强的波动性、随机性。
安全稳定理论：基于数字化、信息化、智能化的系统平衡理论，实现基于功率和能量的动态平衡。
系统规模特征：由集中式向分布式转变，单体规模小但数量庞大。
系统形态与生态：实现“源网荷储”融合，形成“能量和信息”交织互动的系统，推动能源电力系统全局数据驱动。
负荷侧格局：负荷侧包括新能源和储能，用户从消费者转变为“生产者+消费者”。
系统安全：需构建新型网络安全体系，应对系统不确定性和复杂性。
系统架构：从大电网向“大电网+主动配电网+微电网”转变，实现能源电力一体化。
数字化、信息化、智能化：新型电力系统必须走数字化、信息化、智能化的发展道路，实现“透明电网”。

二、新型电力系统的技术思考

新能源波动性：风光等新能源具有波动性、间歇性、随机性，需高精度预测技术支持。
理论基础：新型电力系统遵循电学基本理论，但需基于实时平衡的系统平衡理论。
运行稳定问题：需解决系统动态平衡问题，实现稳定运行。
电力平衡问题：需通过概率性动态电力平衡实现稳定运行，依赖智能软件系统进行实时、精确管理。
电力电子技术：不仅是挑战，更是推动系统稳定和高效运行的关键。
透明电网建设：数字化、智能化是新型电力系统建设的必须，实现电网“可见、可知、可控”。
配电网与微电网：是保障供电可靠性和能源利用优化的关键，与大电网协同运行。
系统规划：需实现智能化、透明化、电力电子化，注重简单化、远距离输电适度化。
设备智能化：智能设备具备状态感知、预测和调控功能，如智能断路器、智能变压器等。
故障管理：从预防性向分析型转变，构建跨域连锁故障主动防御模式。
电力市场：需体现多主体特征，支持新能源和储能发展。
以用为根本：新型电力系统应围绕“用”展开，提升电能质量和系统效率。
技术革命：新型电力系统需从理论到技术实现革命性变革，推动系统智能化。
新能源消纳：电网需“无条件”接受新能源，实现“无限大”的功率和“无限多”的能量。
储能部署：储能应主要部署在负荷侧，提升系统灵活性和稳定性。

三、透明电网

定义与目标：透明电网是智能电网、互联网、能源网三网融合的体现，实现电网全面透明化。
要素构成：
- 小微智能传感器：实现全电压等级的电流、电压、温度、振动等数据采集。
- 智能设备与设备智能化：传统设备与智能元素融合，实现“可见、可知、可控”。
- 智能软件系统：基于数据驱动，构建电网的“超级大脑”，实现智能分析、决策、管理。
关键技术：
- 微型智能传感器：具备低功耗、自取能、高精度等特点，如微型电流传感器、微型电压传感器。
- 五合一智能电气量集成传感器：集成电流、电压、频率、功角等测量功能。
- 非电气量集成传感器：监测导线温度、振动、环境参数等，实现线路状态实时感知。
- 数字孪生电网：基于物理电网的镜像，实现全面感知和预测。
- 智能软件系统（AI EPS）：基于人工智能，实现电网运行的实时、精确控制。