【中国南方电网】2024透明电网和新型电力系统的技术思考报告_78页_12mb

透明电网和新型电力系统的技术思考

核心内容

• 新型电力系统 是以新能源为主体、具有清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能特征的系统。
• 双碳目标 推动能源结构转型，新能源成为主力能源，传统化石能源逐步减少。
• 透明电网 是新型电力系统的重要组成部分，通过数字化、信息化、智能化实现电网的全面可见、可知、可控。
• 技术挑战 包括新能源的波动性、电力系统安全稳定、电力平衡、电力电子技术应用、故障分析与防御等。
• 智能设备与软件系统 是构建透明电网的关键，包括小微智能传感器、智能断路器、智能变压器等，以及电力人工智能系统（AI EPS）。

主要观点

• 新能源特性：风光等新能源具有波动性、间歇性、随机性，需通过高精度预测技术和构网型、跟网型电力电子变换器实现稳定运行。
• 系统动态特性：新型电力系统从传统机电同步系统转变为数据驱动的动态平衡系统，需依靠电力电子技术和数字化手段实现功率与能量的实时平衡。
• 透明电网构建：通过小微智能传感器、智能设备、智能软件系统实现数据的采集、存储与分析，从而构建一个“超级大脑”式的透明电力系统。
• 数字化与智能化：新型电力系统必须走数字化、信息化、智能化道路，实现源网荷储的协同互动与系统全面透明。
• 智能软件系统：AI EPS 是新型电力系统的核心，需具备实时性、精确性、智慧性和自适应性，实现电网的智能调度、安全域辨识、故障分析与多能互补协调。
• 电力市场与用户角色：电力市场需体现多主体协同，用户从消费者转变为生产者与消费者，电力系统以“用”为根本，强调用电保障与电能质量。

关键信息

• 新能源发展现状：2023年新增风光装机2.93亿千瓦，截止2024年3月，风光装机总容量达11.2亿千瓦。
• 透明电网技术：包括小微智能传感器、智能设备、智能软件系统三部分，其中小微智能传感器是数据采集的核心。
• 智能传感器应用：如微型智能电流传感器（Micro CT）和微型智能电压传感器（Micro PT），具备非接触测量、自取能、实时无线传输等特性。
• 智能设备：如智能断路器、智能变压器，实现状态感知、预测与控制，提升系统灵活性和可靠性。
• 智能软件系统：AI EPS 是电力系统的“超级大脑”，实现数据驱动的智能分析、智能决策、智能管理。
• 数字孪生电网：通过数字模型实现对物理电网的全面感知与预测，支持系统运行导航和决策优化。
• 电力系统演进：从刚性向柔性发展，依赖电力电子技术和数字化手段，实现系统安全稳定运行。

透明电网支持新型电力系统建设

• 典型场景：透明输电、透明变电、透明配电等，实现线路状态监测、变电站智能管理、配电网设备状态透明。
• 技术融合：智能电网与互联网、能源网深度融合，形成“透明电网”的新形态。
• 跨域协调：新型电力系统需建立跨域连锁故障主动防御模式，实现多能互补协调控制。
• 系统规划：强调智能化、透明化、电力电子化，推动用电系统密集化与简单化。

结语

• 新型电力系统的建设是一个渐进过程，需坚持数字化、信息化、智能化发展路径。
• 技术研发与创新是关键，需重视硬核技术的突破。
• 青年科学家应积极参与新型电力系统的科技研究，推动透明电网和新型电力系统的建设。