近日,我國首個省級數字智慧電網在江蘇建成,首次實現萬億量級電力大數據融合貫通,可有效提升電力系統(tǒng)運行效率,促進新能源消納,優(yōu)化民生保障服務,為電力系統(tǒng)數字化轉型提供可復制可推廣的新路徑。
所謂數字智慧電網,是運用工業(yè)互聯網、電力北斗、人工智能等先進數字技術,在數字空間構建一比一的虛擬電網。這次建成的數字智慧電網,首次聯通了電源、電網、用戶等各環(huán)節(jié)超過1萬億數量的電力數據信息,還能實時反映電網運行狀態(tài)。
為何要給實體電網配上“虛擬助手”?電網是覆蓋生產生活方方面面的龐大基礎設施,也是能量轉換的核心樞紐,其安全穩(wěn)定高效運行既關乎能源轉型成敗,也影響經濟社會可持續(xù)發(fā)展。當前,隨著新型電力系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展,發(fā)電、用電等各個環(huán)節(jié)運行結構都發(fā)生了改變。在發(fā)電側,風光等新能源成為新增發(fā)電主體;在用電側,充電樁、儲能等新業(yè)態(tài)不斷涌現,多元互動、負荷調控等新技術持續(xù)突破,這些都對電網運行提出了挑戰(zhàn)。
電網的頭號難題便是大規(guī)模消納新能源。電力系統(tǒng)目前還不能大規(guī)模經濟存儲,電力的發(fā)、輸、用必須同時完成,保持實時平衡。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)電源以常規(guī)火電、水電為主,發(fā)電出力連續(xù)可控,能夠滿足“源隨荷動”的電力系統(tǒng)平衡調控需求。風光等新能源則不然,因其受氣候變化和天氣條件影響大,具有波動性、間歇性、隨機性等特征。隨著新能源發(fā)電規(guī)模占比不斷擴大,當高比例接入電網系統(tǒng)時,電力需求平衡壓力便持續(xù)增加。
比如,光伏電站在陽光充足的午間發(fā)電量明顯增加,而此時工業(yè)生產和居民用電負荷都會下降,供需不能匹配。再比如,風電夏季比冬季利用小時數要少100至200小時,風電出力與負荷需求在時間上不完全匹配。面對發(fā)用電兩端的不確定性,需要大幅提升電網系統(tǒng)的智能化和靈活性。
數字智慧電網就像一個能感知、會思考、可進化的“大腦”,可以通過分布在電網各個環(huán)節(jié)的海量感應器和控制器,結合人工智能分析計算,動態(tài)感知大電網運行狀態(tài),同時也能迅速掌握聯通用戶的電網“毛細血管”的實時動向,統(tǒng)籌全局,快速作出決策和執(zhí)行決策。
有了數字智慧電網,面對新能源海量碎片化接入,就可以實現大至城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn),小至一根電力線路、一基電力桿塔所在地的氣象信息全覆蓋,并根據當時風、光等氣象條件做出天氣預報,輸入發(fā)電功率模型,算出風、光電場能發(fā)出多少電。通過分鐘級區(qū)域新能源發(fā)電特性,精準預測和運行智能控制技術,為電網調度部門自動生成調度方案,將新能源及時并網、輸送、消納。
有了數字智慧電網,面對用電側復雜多變的需求,就可以通過虛擬電廠運行模式,將工廠、寫字樓、電動汽車等原本單純消耗電能的負荷側資源,從“消費者”轉變?yōu)榧认碾娔苡稚a電能的“產消者”,在存量資源下實現電力削峰填谷。目前,江蘇數字智慧電網中虛擬電廠“發(fā)電”能力已超過200萬千瓦,相當于兩臺白鶴灘水電站安裝的全球最大水輪發(fā)電機組的裝機容量,節(jié)約了80%至90%的新增電源建設成本。
打造數字智慧電網,是“雙碳”目標下推動新型電力系統(tǒng)建設的必由之路,全面推廣還需因地制宜、落到實處。數字化轉型往往意味著高額投入,如果收不到理想成效,就會造成較大損失。我國數字技術與實體經濟結合過程中,既存在技術跟應用脫節(jié)的情況,也不乏貪大求全、不重實效的現象,更有為數字化而數字化的問題,這些在數字智慧電網建設中都值得警惕。
數字化轉型目的是提質增效、解決實際問題。推進數字智慧電網建設,要與各地電網實際情況和電力行業(yè)特點相結合,聚焦高頻急難問題,推出一批具有標桿示范意義的應用場景。加強關鍵核心技術攻關,為場景應用提供有力技術支撐。此外,電力大數據是一座有待挖掘的富礦,可有效賦能各行各業(yè)發(fā)展,要進一步打通數據采集、流通、協同、共享和應用全鏈條,把海量電力大數據轉化為發(fā)展紅利。 (作者:王軼辰 來源:經濟日報)