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“兩網”融合發展是電網轉型升級的必由之路
發布者:lzx | 來源:國家電網報 | 0評論 | 4795查看 | 2019-11-19 14:46:28    

11月15日(ri),國網(wang)(wang)經濟(ji)技術(shu)研究院(yuan)、清(qing)華(hua)大學電(dian)機系(xi)、清(qing)華(hua)四(si)川能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯網(wang)(wang)研究院(yuan)在京(jing)共同(tong)主辦(ban)經研論(lun)電(dian)·2019年“三型(xing)兩網(wang)(wang)”創新發展(zhan)研討會。參(can)會代表圍繞“推進能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯網(wang)(wang)規劃引領促進‘兩網(wang)(wang)融合’高質(zhi)量發展(zhan)”主題碰(peng)撞(zhuang)智慧,為“三型(xing)兩網(wang)(wang)”建(jian)設、電(dian)力系(xi)統高質(zhi)量發展(zhan)和能(neng)(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)獻計獻策。


電力系統是未來能源系統的核心


習近(jin)平總書記提出的“四個(ge)革(ge)命(ming)、一(yi)個(ge)合作”能源(yuan)安全新戰略,引領我國能源(yuan)發展(zhan)進入了新時(shi)代。推進能源(yuan)生(sheng)產(chan)和消費(fei)革(ge)命(ming),構(gou)建清潔(jie)低碳、安全高效的能源(yuan)體系,是整個(ge)能源(yuan)行(xing)業(ye)共同的使命(ming)。


當前我國已進入(ru)高質量發展階段,作為關系國計民生的重要基礎性產業(ye),能(neng)源行業(ye)同(tong)樣(yang)面臨(lin)著如何實(shi)現高質量發展的挑(tiao)戰。


結(jie)合能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉型的大趨勢,國家電網公司2019年年中工(gong)作會議明確(que)提出,到2050年我(wo)國能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發展將(jiang)實現“兩(liang)個(ge)50%”,即非化石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)占一次(ci)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費比重(zhong)超(chao)(chao)過50%,電能(neng)(neng)占終端能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費比重(zhong)超(chao)(chao)過50%。這將(jiang)對能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電力發展產生深(shen)刻(ke)影響(xiang)。


“展(zhan)望未(wei)來(lai),能(neng)源(yuan)系統的核心(xin)是電(dian)力系統。在能(neng)源(yuan)轉型中,電(dian)能(neng)將占據(ju)更加重要(yao)的位置(zhi)。”中國工程院院士、國家電(dian)網(wang)公司副總工程師郭劍(jian)波在經研論電(dian)·2019年“三型兩網(wang)”創(chuang)新發(fa)展(zhan)研討會上表示。


國網經(jing)濟技術(shu)研(yan)究院(yuan)董事長、黨(dang)委書記潘爾(er)生在研(yan)討會上分析,從消(xiao)費(fei)(fei)側看(kan),未來終端(duan)能源(yuan)消(xiao)費(fei)(fei)總量(liang)預計呈(cheng)現先增加(jia)后減小的趨勢,到2050年(nian)(nian)基本與2018年(nian)(nian)持(chi)平,而終端(duan)電(dian)能消(xiao)費(fei)(fei)占比由2018年(nian)(nian)的25.5%提升到2050年(nian)(nian)的超(chao)過(guo)50%。


從(cong)供給側看,非(fei)(fei)化(hua)(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消(xiao)費由2018年(nian)的14.3%提升到(dao)2050年(nian)超(chao)過50%,意(yi)味(wei)著(zhu)增量消(xiao)費需(xu)全部由非(fei)(fei)化(hua)(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)滿足,存量消(xiao)費中化(hua)(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)還要壓(ya)減30%以上。這(zhe)也意(yi)味(wei)著(zhu),未(wei)來進一步推(tui)動能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)清潔化(hua)(hua),關(guan)鍵要大力(li)發展非(fei)(fei)化(hua)(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發電。


“‘兩個50%’的目(mu)標將(jiang)(jiang)給(gei)電(dian)(dian)網運行帶(dai)來(lai)巨大(da)挑戰。”潘爾生說(shuo)。未來(lai)電(dian)(dian)力(li)負荷(he)將(jiang)(jiang)持(chi)續增長(chang)(chang),電(dian)(dian)力(li)供應壓力(li)長(chang)(chang)期(qi)存在;具有很(hen)強(qiang)隨機性(xing)、波動性(xing)的新能源大(da)規模并網,轉動慣量、電(dian)(dian)壓支撐、波動性(xing)、電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)子化等問題逐漸(jian)凸顯;電(dian)(dian)網運行效率還(huan)面臨下降風險。


面(mian)對(dui)這樣的(de)挑戰,來自國內能源(yuan)電力企業和高校的(de)專家和學者,紛紛就(jiu)能源(yuan)變革下的(de)電力系統發(fa)展提出建議(yi)。


郭劍(jian)波強調,在能(neng)源(yuan)(yuan)轉型(xing)(xing)的大(da)趨勢下,電(dian)力(li)系統(tong)(tong)(tong)更加應當注(zhu)重轉型(xing)(xing)及規(gui)劃(hua)設計。“電(dian)力(li)系統(tong)(tong)(tong)的發(fa)展要將新能(neng)源(yuan)(yuan)集中(zhong)式和分布式發(fa)電(dian)并重發(fa)展、互(hu)為補充,要將遠距離國內(nei)跨(kua)區、洲際輸電(dian)和柔性直流電(dian)網(wang)并重,要推動高效(xiao)率、智能(neng)化用(yong)(yong)電(dian)。”他(ta)還建議:電(dian)力(li)系統(tong)(tong)(tong)規(gui)劃(hua)要考慮系統(tong)(tong)(tong)容(rong)量高冗余(yu)、輔(fu)助服務增加、安全(quan)性約束以及市(shi)場化改革等(deng)(deng)因素,同時考慮源(yuan)(yuan)荷(he)強時空不確定性引起設備利用(yong)(yong)率的不確定等(deng)(deng);要研究(jiu)適應能(neng)源(yuan)(yuan)轉型(xing)(xing)的法律法規(gui)、技術(shu)規(gui)范(fan);要強化國家層面的規(gui)劃(hua)及其強制性作用(yong)(yong),采用(yong)(yong)市(shi)場化手段(duan)決(jue)策。


清華大學副教授張寧(ning)表示,未來的(de)能(neng)(neng)(neng)源系統(tong)將是對(dui)綜合能(neng)(neng)(neng)源系統(tong)的(de)集成及應(ying)用(yong),需要做好建模(mo)與規劃:“通(tong)過氣、熱等(deng)儲能(neng)(neng)(neng)形式的(de)引入,可提(ti)升電力系統(tong)靈活性,消(xiao)納更多(duo)可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源;通(tong)過不同品位能(neng)(neng)(neng)源的(de)梯級(ji)利用(yong),可提(ti)高終端能(neng)(neng)(neng)源利用(yong)效率,具有重要的(de)經(jing)濟價值(zhi)和社會價值(zhi)。”


推進“三型兩網”建設構建能源互聯網


近年來,隨(sui)著互聯(lian)網、大(da)數據、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電(dian)網、電(dian)動汽車等能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯(lian)網領域的創新(xin)日益活躍(yue),能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費結構得到了持(chi)續(xu)(xu)優化(hua),電(dian)力占終端能(neng)(neng)(neng)源(yuan)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消(xiao)費比重持(chi)續(xu)(xu)提(ti)升。


今年(nian)年(nian)初,國家電(dian)網(wang)公司順應能源(yuan)革命和數字革命發展浪潮,提(ti)出了(le)“三型(xing)兩網(wang)、世(shi)界一(yi)流”戰略目標,推(tui)動堅強(qiang)智能電(dian)網(wang)與泛在電(dian)力物聯網(wang)融合發展。


“兩網(wang)(wang)”融合發展是(shi)電網(wang)(wang)轉型升級的必由(you)之路,成為(wei)研(yan)討會代表們的共識。


“能(neng)源(yuan)互聯網(wang)是能(neng)源(yuan)與信息技術的(de)深度(du)融合,是推動能(neng)源(yuan)電力(li)高(gao)質量發展,實(shi)現(xian)(xian)能(neng)源(yuan)、電力(li)清潔低碳安全(quan)高(gao)效(xiao)的(de)重要途徑(jing)和抓手。”潘爾生說(shuo),“泛在電力(li)物聯網(wang)擁有普遍受益的(de)價(jia)值體系,其(qi)中促進電網(wang)提質增效(xiao)、推動能(neng)源(yuan)低碳轉型的(de)價(jia)值追求將有力(li)支撐‘兩個50%’目標實(shi)現(xian)(xian)。”


我國(guo)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)和用(yong)能(neng)(neng)需求呈現逆向(xiang)分(fen)(fen)布,大部(bu)分(fen)(fen)風、光等(deng)可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)都集中(zhong)在(zai)西北(bei)地區。“要實現非化石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)占一次能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費比重超過50%的(de)(de)目標,我們(men)西北(bei)電(dian)網(wang)(wang)應該是個主(zhu)戰場(chang)。預(yu)計未來西北(bei)新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)裝(zhuang)(zhuang)機可能(neng)(neng)會(hui)達到10億千瓦級(ji),是目前裝(zhuang)(zhuang)機的(de)(de)10倍以上(shang)。”國(guo)網(wang)(wang)西北(bei)分(fen)(fen)部(bu)調控中(zhong)心系統運行(xing)一處(chu)副(fu)處(chu)長霍(huo)超說(shuo)。他(ta)表示,隨(sui)著電(dian)力電(dian)子化設備規模不斷擴大,送(song)端(duan)電(dian)網(wang)(wang)元件耦合程度更(geng)加復雜、精準感知難度增(zeng)大、電(dian)力平(ping)衡難度加大,要求電(dian)網(wang)(wang)必須采用(yong)泛(fan)在(zai)電(dian)力物聯(lian)相關(guan)技術,以柔性(xing)化的(de)(de)手(shou)段應對能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉(zhuan)型的(de)(de)需求。


雄(xiong)安,正堅持“世(shi)界眼光、國際標準、中國特色(se)、高點定位”的規劃理念,致力打造未來(lai)之城。國家電(dian)網公司正在雄(xiong)安新區穩(wen)步推(tui)進以綠色(se)引領、智(zhi)慧共享(xiang)、安全穩(wen)定為(wei)愿景的能源(yuan)互聯網建設(she)。


雄(xiong)安新區(qu)供電(dian)(dian)公司副(fu)總(zong)經理丁斌在(zai)研(yan)討會(hui)上介紹了(le)如何基于(yu)“三型兩(liang)網(wang)”開展雄(xiong)安能(neng)(neng)源互聯(lian)網(wang)規劃建(jian)(jian)設。歷經兩(liang)年,雄(xiong)安供電(dian)(dian)公司匯聚了(le)一大批系統內外優勢資(zi)源,扎實推進(jin)能(neng)(neng)源互聯(lian)網(wang)建(jian)(jian)設。按(an)(an)照(zhao)“三型兩(liang)網(wang)”建(jian)(jian)設思(si)路,該公司以全面信息感知和終端應(ying)用便捷靈活為主(zhu),實現綠(lv)色堅強智能(neng)(neng)電(dian)(dian)網(wang)和泛(fan)在(zai)電(dian)(dian)力物聯(lian)網(wang)“兩(liang)網(wang)”融(rong)合;搭建(jian)(jian)特高壓交直流為網(wang)架、“北風南水(shui)”的供電(dian)(dian)格局,配(pei)電(dian)(dian)網(wang)按(an)(an)照(zhao)差異化(hua)建(jian)(jian)設原則,實現縱向源網(wang)荷儲(chu)協調、橫(heng)向多(duo)能(neng)(neng)優化(hua)互補。


“能(neng)源互聯(lian)網(wang)與雄安(an)智(zhi)慧城市(shi)建(jian)設相契(qi)合(he),實現4個方面、16類(lei)場景、6大類(lei)數據全(quan)面感(gan)知(zhi),對內涵蓋企業(ye)運行、運營(ying)和客戶服務(wu)3個板(ban)塊(kuai)10個業(ye)務(wu)域(yu),對外涵蓋綜(zong)合(he)能(neng)源服務(wu)平臺(tai)等(deng)5個業(ye)務(wu)域(yu)……”丁斌介(jie)紹(shao),城市(shi)智(zhi)慧能(neng)源管(guan)控系(xi)統(tong)(CIEMS)、智(zhi)慧工地管(guan)控系(xi)統(tong)(EIM)及低壓直流生(sheng)態已經形成系(xi)列產(chan)品(pin)并在(zai)雄安(an)落地應用(yong)。


擁抱數字化轉型推動電力物聯網發展


“2018年(nian),中(zhong)國(guo)(guo)整(zheng)體數字經(jing)濟的規(gui)模已經(jing)達到近31萬億元(yuan),約占(zhan)GDP的三分(fen)之一(yi)。同比來看,美國(guo)(guo)差不(bu)多是21%、22%左右,世(shi)界平均水平差不(bu)多在12%~13%。所以(yi)說中(zhong)國(guo)(guo)在這個領(ling)域已經(jing)領(ling)先于(yu)世(shi)界。”華為技術有限公司智(zhi)能(neng)數據(ju)與存儲領(ling)域副總(zong)裁(cai)董斐(fei)在研討會上說。


董(dong)斐(fei)表示,擁抱數(shu)(shu)字化(hua)轉型(xing)已經成(cheng)(cheng)為諸多行業的(de)(de)(de)共(gong)識,傳統(tong)行業正在逐步成(cheng)(cheng)為數(shu)(shu)字化(hua)主(zhu)戰(zhan)場。比如在交通(tong)、電力領域(yu),隨(sui)著數(shu)(shu)字化(hua)的(de)(de)(de)不斷深入,人們(men)已經意(yi)識到數(shu)(shu)據成(cheng)(cheng)為新的(de)(de)(de)生(sheng)產資料(liao),智能成(cheng)(cheng)為新的(de)(de)(de)生(sheng)產力,越來(lai)越多的(de)(de)(de)企(qi)業將(jiang)數(shu)(shu)據基礎設施建(jian)設作為數(shu)(shu)字化(hua)、智能化(hua)的(de)(de)(de)一個關(guan)鍵。


清華大學教(jiao)授沈沉表示,在當前能(neng)源(yuan)革(ge)命和數字革(ge)命的發展(zhan)浪潮下,探(tan)索(suo)應用(yong)數字孿(luan)生(sheng)技術(shu),將有效助力(li)能(neng)源(yuan)互聯網發展(zhan)。


他介紹,能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)(wang)(wang)(wang)是以(yi)電(dian)力(li)系統(tong)為核(he)心,利(li)用可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發電(dian)技術、信息技術,融合電(dian)力(li)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)、天然(ran)氣(qi)網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)、供熱/冷網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)等(deng)多(duo)(duo)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)網(wang)(wang)(wang)(wang)以(yi)及電(dian)氣(qi)交通(tong)網(wang)(wang)(wang)(wang)形成的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯共享網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)。因構成網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)多(duo)(duo),特性差異大,不同能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)子系統(tong)間耦合關(guan)系復雜,能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)規劃、運行和(he)控制面(mian)臨大量(liang)(liang)難題。能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)(wang)(wang)(wang)數(shu)字孿生是充(chong)分利(li)用能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理(li)模型、先進(jin)計量(liang)(liang)基(ji)礎設施提供的(de)(de)(de)(de)在(zai)(zai)線量(liang)(liang)測數(shu)據、能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)歷史運行數(shu)據,集成電(dian)氣(qi)、流體(ti)、熱力(li)、計算(suan)機、通(tong)信、氣(qi)候、經濟(ji)等(deng)多(duo)(duo)學科知識進(jin)行的(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)物(wu)(wu)理(li)量(liang)(liang)、多(duo)(duo)時(shi)空尺度、多(duo)(duo)概率(lv)的(de)(de)(de)(de)仿真過(guo)程(cheng),通(tong)過(guo)在(zai)(zai)虛擬空間中完(wan)成對能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)映射,反映能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)互(hu)(hu)聯網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)全生命周期過(guo)程(cheng)。


“能(neng)(neng)(neng)源互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)數(shu)字孿(luan)生融(rong)合(he)了(le)物聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)技(ji)術(shu)(shu)、通信技(ji)術(shu)(shu)、大(da)數(shu)據分析技(ji)術(shu)(shu)和高性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)計算技(ji)術(shu)(shu),具有(you)可視性(xing)(xing)、可預測性(xing)(xing)、可假設性(xing)(xing)、可解釋性(xing)(xing)和可互動性(xing)(xing)等特(te)點,有(you)助于(yu)解決當前能(neng)(neng)(neng)源互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)發展面臨的技(ji)術(shu)(shu)問題。”沈沉說。清華大(da)學電(dian)機(ji)系(xi)和清華四川能(neng)(neng)(neng)源互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)研究(jiu)院共同針對交直流混聯(lian)(lian)電(dian)力系(xi)統(tong)開(kai)發了(le)基于(yu)數(shu)字孿(luan)生技(ji)術(shu)(shu)的全電(dian)磁(ci)暫態(tai)云仿真(zhen)平(ping)臺——Cloud PSS,針對能(neng)(neng)(neng)源互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)規劃設計了(le)能(neng)(neng)(neng)源互聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)規劃云平(ping)臺——Cloud IEPS。


在研討會上(shang),還有不少代表圍繞(rao)電(dian)力(li)物聯(lian)和設(she)(she)計創新(xin)展(zhan)開了豐富對(dui)話。會議認為,電(dian)力(li)物聯(lian)是(shi)未來電(dian)網的發(fa)展(zhan)趨勢,設(she)(she)計創新(xin)是(shi)如今電(dian)網的建設(she)(she)要道。多站融合(he)、互(hu)聯(lian)互(hu)通、能源互(hu)聯(lian)、協同創新(xin)是(shi)電(dian)力(li)系統發(fa)展(zhan)的基本(ben)方向。數(shu)據(ju)是(shi)核(he)心,綠色(se)、融合(he)是(shi)導向,開放、共享(xiang)是(shi)目標。


在(zai)(zai)電(dian)力物(wu)聯(lian)技術(shu)方(fang)面,國(guo)網(wang)經(jing)研院設(she)計中(zhong)心副主任李本良介紹了基(ji)于物(wu)聯(lian)網(wang)思維的(de)電(dian)力基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)(shi)共(gong)(gong)享(xiang)設(she)計技術(shu)。在(zai)(zai)共(gong)(gong)享(xiang)型企業(ye)建(jian)設(she)中(zhong),輸電(dian)線路、變電(dian)站(zhan)(zhan)作為(wei)電(dian)力基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)(shi),都可(ke)以(yi)與外界(jie)共(gong)(gong)享(xiang)。比如,輸電(dian)桿塔可(ke)以(yi)與氣象(xiang)、消防等行業(ye)共(gong)(gong)享(xiang),開(kai)展各(ge)種氣象(xiang)數(shu)據監測、防火視(shi)頻監測等,而(er)遍布廣(guang)泛(fan)的(de)變電(dian)站(zhan)(zhan)也可(ke)以(yi)成為(wei)與儲能站(zhan)(zhan)、充電(dian)站(zhan)(zhan)、通信基(ji)站(zhan)(zhan)、北斗基(ji)站(zhan)(zhan)等共(gong)(gong)同建(jian)設(she)的(de)共(gong)(gong)享(xiang)型變電(dian)站(zhan)(zhan)。這些都將進一步推動泛(fan)在(zai)(zai)電(dian)力物(wu)聯(lian)網(wang)發展,廣(guang)泛(fan)連接內外部、上下游(you)資(zi)源(yuan)和需求,助力打造(zao)能源(yuan)互聯(lian)網(wang)生態(tai)圈(quan)。


在配(pei)(pei)電(dian)網(wang)(wang)(wang)發展(zhan)建(jian)設(she)討論中,浙(zhe)江(jiang)大學(xue)教授江(jiang)道灼分析,我國(guo)電(dian)力(li)系統面臨著日益增(zeng)長的(de)用電(dian)需求(qiu)和(he)對電(dian)能(neng)(neng)質(zhi)量的(de)要求(qiu),且(qie)呈現(xian)出(chu)非線性化(hua)、多樣(yang)化(hua)的(de)負荷特點,規范(fan)化(hua)配(pei)(pei)置、區(qu)塊化(hua)分布、微(wei)網(wang)(wang)(wang)組合(he)成網(wang)(wang)(wang)是未(wei)來的(de)配(pei)(pei)電(dian)網(wang)(wang)(wang)新形(xing)態。他(ta)和(he)團隊構(gou)想了一種蜂(feng)巢狀(zhuang)有源配(pei)(pei)電(dian)網(wang)(wang)(wang),并(bing)正在開展(zhan)關鍵技術研究,以期打造堅強的(de)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)架構(gou),讓供(gong)電(dian)可(ke)靠性更高、消納新能(neng)(neng)源能(neng)(neng)力(li)更強、擴(kuo)展(zhan)靈活性更高,并(bing)助力(li)更好地實(shi)現(xian)電(dian)力(li)市場化(hua)。

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