专家:强化电网运行管控

6月16日开幕的第三届清洁动力打开与消纳专题研讨会以“动力互联、清洁打开”为主题,现已过线上办法继续近一个月,将于7月17日落幕。300余位电力行业专家参会,环绕动力互联网、清洁动力发电并网技能、运转操控及办理技能、大数据及人工智能等新技能使用等论题沟通研讨。现集纳部分参会专家的宗旨陈述讲话,以飨读者。


坚持电源结构清洁化转型不动摇


中国科学院院士周孝信


习近平总书记提出的“四个改造、一个协作”动力安全新战略为我国动力转型打开指明晰方向。我国动力转型战略的重要方针是,到2030年全国非化石动力发电量占悉数发电量的比重力求到达50%。归纳考虑人均负荷需求、经济打开、环境要求等要素,依据当时非化石动力消费占等到年用电总量的预期增速进行测算,到2030年全国非化石动力发电量占比仅能到达约44.8%,与方针间隔较大。假如加速进步非化石动力消费占比,到2030年全国非化石动力发电量占比可到达约53.0%,能完结动力转型方针。


以完结动力转型的战略方针为鸿沟进行测算,到2030年,全国非化石动力发电装机要到达26.19亿千瓦,占总装机份额进步至66.3%,年发电量5.66万亿千瓦时。非化石动力发电装机占比中,新动力装机占比超越70%,到达20亿千瓦;非化石动力发电量占比中,新动力发电量占比超越50%,到达2.92万亿千瓦时。清洁动力的健康高效打开,是完结动力转型战略方针的要害。


电源结构清洁化转型,重中之重在西北。估计至2030年,西北电网新动力装机将超越3亿千瓦,占比达国家电网运营区新动力装机的三分之一左右。西北电网经过改造技能、完善办理体系、推动利于清洁动力打开的方针出台,已走在绿色打开和动力转型的前列。到现在,西北电网新动力装机已打破1亿千瓦,占全国新动力装机的四分之一;2019年新动力发电量打破1500亿千瓦时,约占全国的四分之一;新动力发电占比进步至18%,到达全国平均水平的两倍;新动力使用率超越93%,三年进步了22个百分点,减弃总量占全国的近70%。


在当时局势下,仍要继续坚持动力消费总量操控和非化石动力占比的方针不动摇,坚持电源结构绿色转型的方向不动摇,坚持满意公民日益增长电能需求的方针不动摇,终究完结国家动力转型战略方针。


加速开发海优势电 支撑我国动力转型打开


中国工程院院士刘吉臻


当时,我国已成为世界上最大的动力出产和消费国,但动力打开进程中仍存在许多问题:煤炭仍占主导地位、环境污染碳排放量高、用能功率和电能占比较低、新动力技能立异才干缺少及动力安大局势严峻等,动力转型火烧眉毛。现在的战略思路是坚持化石动力清洁化、清洁动力规划化和多种动力归纳化,以完结清洁低碳、安全高效的战略方针。


伴跟着新动力的大规划开发使用,我国还存在一些瓶颈问题:新动力装机散布不均衡,与负荷中心呈逆向散布;部分地区新动力发电使用率不高;中东部陆上可再生动力资源有限。因而海优势电将成为我国大力打开可再生动力的必然选择之一。


我国打开海优势电归纳优势显着,海优势能资源丰富、输电间隔短,并且简单消纳、功率较高,一起可与“西电东送”互补,与我国建造海洋强国战略高度一致。2019年我国海优势电新增装机198万千瓦,累计装机642万千瓦,仅次于英国和德国,位居全球第三。海优势电将成为我国动力转型战略的一个重要支撑。


现在,我国海优势电打开面对的首要问题有:对海优势电资源禀赋的知道缺少,资源评价体系没有树立;关于海优势电对动力转型的效果尚缺少一致知道;国家层面的微观统筹与全体规划缺少;海优势电接入问题杰出,缺少海上电网顶层规划;对海优势电对电网格式和电力流的影响缺少体系研讨;配备研制才干和工程技才干量缺少。


关于未来我国海优势电的打开,主张加大海优势电资源勘测力度,树立资源评价体系;加大国家层面的微观统筹与全体规划;加速大规划海优势电开发对电网格式影响的研讨;加强大规划海优势电组网规划及消纳办法研讨;要点布局海优势电“卡脖子”技能要点攻关方向。


聚力“数字新基建”建造动力互联网


国家电网有限公司总信息师孙正运


为深化执行习近平总书记“四个改造、一个协作”动力安全新战略,习惯动力改造和数字改造交融打开趋势,活跃实行政治、经济和社会职责,充分发挥国有企业“六个力气”重要效果,国家电网有限公司党组树立了建造“具有中国特色世界抢先的动力互联网企业”战略方针。在战略方针引领下,公司推动电网向动力互联网晋级,将大有可为。


动力互联网建造的动力网架体系、信息支撑体系、价值发明体系,都离不开“数字新基建”的赋能。聚力“数字新基建”,便是完善现有的数字设备和体系,一起发掘数字价值,以使用促建造。其本质是使用现有的信息和通讯技能,进步电网功率和电力体系功率,让整个体系运转更科学高效。


公司聚集大数据中心、工业互联网、5G、人工智能等“新基建”范畴,以信息根底设施、交融根底设施、立异根底设施为要点,现已树立“数字新基建”十大要点建造使命。本年公司方案出资约247亿元,估计拉动社会出资约1000亿元。


“数字新基建”将会让政府、上下游企业、客户及电网企业等遍及获益:服务政府,支撑政府科学监管、才智城市建造;服务上下游企业,下降企业能耗、进步动力使用功率,助力工业晋级;服务客户,完结呼应更快速、体会更友爱、内容更多元、服务更优质;服务电网企业,发掘现有资源价值,完结出产更安全、运转更高效、出资更精准、决议计划更科学。


展望未来,公司将加强与社会各界的广泛协作,着力推动新兴工业晋级打开,一起构建敞开同享、互利共赢的动力生态,让更多主体参加价值发明和共享,赋能中小微企业,助力动力数字经济,带动工业链上下游一起打开,推动建造“具有中国特色世界抢先的动力互联网企业”战略落地,为服务经济社会打开作出更大奉献。


凭借人工智能驱动大电网安全辨识与操控


四川大学电气工程学院教授刘俊勇


当时电力体系规划不断扩展,杂乱性和运转状况的不确定性加重,体系安全安稳性面对巨大应战。电力体系结构日益杂乱,交直流混联、强直弱交成为大电网根本特征;组成成分趋于杂乱,新动力及储能技能快速打开,很多新式电力电子设备接入大电网运转;运转不确定性增大,新动力出力及归纳负荷的动摇影响日渐凸显;剖析模型杂乱化,需求树立大规划、多时间尺度物理模型才干完结全面剖析。


人工智能无疑是未来科技打开趋势中最亮眼的方向。大电网健康打开相同离不开人工智能的辅佐。跟着电网规划增大、新动力浸透率进步、料想事端集继续扩展,输电断面安全及电力体系暂态安稳辨识与操控问题不行逃避。


为此,咱们研讨团队提出了人工智能解决方案:首要,根据全景全域数据和离线仿真数据,构成数据与人工智能驱动的电力体系断面安全、暂态安稳辨识;其次,经过对电网运转进程的薄弱环节辨认、影响要素溯源,完结根据电网运转数据的实时监督与危险平抑操控;终究给出与物理模型互补的人工智能驱动操控决议计划。人工智能驱动的剖析与调控办法技能,在电力体系中确有使用远景。西北电网在这方面已开端活跃探究:经过研制根据多样化场景主动生成及深度学习的电网仿真核算机器人,树立各类安稳裕度方针体系,构建考虑多方针的大电网安全鸿沟优化生成体系。


本年是电力行业降本增效要害之年。未来,电力行业与人工智能技能的交融将进一步加速,人工智能技能将成为智能互动、安全可控的新一代电力体系打开所需的根底性支撑技能之一,助力进步电力体系的安全性、可靠性和灵活性,促进电力行业质量革新、功率革新和动能革新。


加强新动力涉网研讨 保证电网安全安稳运转


中国工程院院士郭剑波


我国已成为风电和光伏发电打开最快的国家。到2019年年末,全国风电装机2.09亿千瓦,光伏发电装机2.04亿千瓦,新动力占电源总装机的比重超越20%。估计到2050年,全国超越一半的装机将是新动力装机,发电量5.8万亿千瓦时,占比超越40%。


新动力具有动摇性和随机性、低能量密度和低使用小时数等特性,新动力机组存在低抗扰性和弱支撑性的特色。跟着并网规划的扩展,新动力电力的高效消纳和体系安全运转已成为亟待解决的世界性难题。


新动力装机大规划并网对电网安全安稳首要有以下几方面影响。一是新动力装机大规划接入导致体系惯量下降,有功调理才干下降。二是受制于新动力发电抢占惯例机组开机空间,体系短路容量下降,无功备用下降,部分电压安稳问题凸显。三是新动力装机接入使得送受端之间随机性和不确定性添加,功角安稳特性杂乱,对安控办法提出更高要求。


国网西北分部在国内首先推动新动力场站的快速频率呼应作业,完结了电网频率扰动下新动力快速频率呼应体系性实验,并具有了新动力场站快频功用入网检测才干,投入快频功用的新动力场站规划到本年4月已累计打破1000万千瓦;继续推动直流近区风电场1.3倍耐高压才干改造及认证,有用进步了直流高功率运转办法下近区新动力的使用功率;继续加强体系维护建造,加速二次防护体系全体晋级,在保证新疆西北联网通道安全安稳的前提下,拓宽了东西电网潮流交流才干,进步了电网运营质效。


为完结我国“50%”的动力转型方针,未来新动力装机规划会进一步扩展。关于高份额新动力电力体系,有必要继续加强体系特性及对新动力调理才干的研讨,由要点研讨并网操控向新动力组网研讨改动,加强新动力机组参加体系调频调压研讨,增强其对电网的支撑才干,推动新动力长效健康打开。


构建信息物理交融动力体系 为动力改造奠定根底


中国科学院院士管晓宏


当时,人类社会首要依靠化石动力的能耗形式难以为继,动力供应的清洁和绿色化势在必行。可再生动力使用现在遇到的首要应战是,电能作为二次动力,尚无直接经济的储能技能,体系供需具有高不确定性。


信息物理交融体系是核算单元和物理方针在网络环境中高度集成交互而成的智能体系,完结物理空间与信息空间中人、机、物、环境、信息等要素彼此映射、当令交互、高效协同,是孕育中的第四次工业改造的根底。信息物理交融动力体系可以全面感知环境与动力信息,支撑动力供应的清洁和绿色化,支撑信息流与动力流的双向活动,完结动力体系供需全体优化操控与决议计划,为应对应战供给了新思路和新途径,为动力改造奠定根底。现在,信息物理交融可再生动力感知与接入、信息物理交融企业动力体系、信息物理交融楼宇动力体系等相关技能研讨已成为信息物理交融动力体系范畴的重视热门。


未来,动力构成和体系结构革新中,储能技能是要害。为应对动力互联网的结构革新和应战,应考虑建造多样化散布式多动力体系的解决方案,完结体系节能增效和下降运转费用方针。另一方面,氢能或许成为与电能偏重互补的二次动力,服务经济社会日子的各个方面。西北电网在构建信息物理交融动力体系方面打开了有利测验,考虑高占比新动力电力体系特征显着,而自备电厂、高载能负荷比严重等实际情况,在储能大规划使用及高载能负荷参加电网调理两个方面打开作业,取得了杰出成效。


从电力体系结构打开进程来看,自140年前特斯拉年代构成发电、输电、配电、用电结构以来,根本未产生改动。当下咱们需求一起考虑动力电力体系结构是否行将产生严重改动,以绿色、散布、商场为标志的动力改造是否行将到来。


强化电网运转管控 真实完结“绿色打开抢先”


国家电力调度操控中心党委书记、教授级高工董昱


为遵循中心决议计划布置,国家电网有限公司提出了建造“具有中国特色世界抢先的动力互联网企业”战略方针,推动动力清洁转型打开。在这个大布景下,电网调度体系也从曩昔单纯重视大电网安全,打开到在保证电网安全的一起重视习惯电力体系变革和商场化建造、促进清洁动力消纳、推动运营提质增效等多维精益方针管控,对技能晋级和办理立异提出新的更高要求。


公司在发挥体系机制优势、打造刚强电网、进步办理才干、加速商场建造和强化技能支撑等方面都进行了活跃探究,经过发挥一致调度形式优势,聚集特高压输电和电网运转操控技能打开,试点打开跨区域充裕可再生动力现货买卖和辅佐服务商场买卖,深化研讨大电网仿真技能、运转操控技能、电力电量平衡技能等,归纳完结了大电网长时期安全安稳运转和新动力高效使用。


以西北电网为例,国网西北分部经过首立异动力发电快速呼应和柔性调度机制,完结以新动力消纳为导向的电力出产全链条柔性化办理;经过推动河西电网750千伏第三通道加强工程、吉泉直流、青豫直流在西北建造投运,显着进步大电网新动力外送才干和资源优化装备水平;研讨树立出产效能办理体系,经过损益量化分级、大局优化决议计划等办法,进步电网运转功率效益;创立西北调峰辅佐服务商场,2019年累计增发新动力电量82.65亿千瓦时,开释深调才干704万千瓦,各商场主体累计调峰收益21.24亿元;建造一体化安全智能管控渠道,树立了电网危险辨识、剖析和决议计划防护体系,进步电网安全运转水平。


未来,跟着新动力占比的进一步进步和商场化变革进程不断加速,电网运转管控才干仍需不断进步。调度体系将坚决执行公司决议计划布置,推动动力转型打开,习惯动力改造与数字改造交融打开大趋势,充分发挥大电网平衡才干,真实完结“绿色打开抢先”。


打开要害技能研讨 建好高占比新动力电力体系


西北电力调控分中心主任、教授级高工张振宇


跟着动力转型打开,我国新动力装机占比近10年来稳步进步,西北电网多项方针位居前列,新动力高占比电网特征显着。


在动力互联网认知方面,国网西北分部针对高占比新动力打开趋势,结合西北电网新动力占比高、外送规划大等特性,在体系认知、安全和平衡等方面打开研讨探究。国网西北分部经过树立动力互联网能量平衡模型,以本钱最小化为方针,证明电能是动力互联网的中心、高占比新动力电力体系是未来动力互联网主干网络,然后清晰了未来动力互联网构建形式及打开方向。


在高占比新动力电力体系安全方面,根据频率安稳是电网安全安稳方面的首要矛盾,国网西北分部建造了转动惯量监督与预警体系,结合体系维护和新动力快速频率呼应立异实践,辅导惯例机组开机办法日前组织及日内调整,完结了高占比新动力送端电网频率危险的安全防控。


在高占比新动力电力体系平衡方面,国网西北分部经过平衡方程推导剖析得出,要完结未来新动力使用率和发电量占比两层方针,有必要引进负荷侧呼应。国网西北分部根据概率理论,得到了在满意必定的新动力承载极限前提下,不同负荷呼应水平与新动力使用率之间的量化联系,并活跃打开负荷侧呼应探究实践:经过辅佐服务商场,调用负荷侧调峰才干,经过虚拟储能形式添加自备电厂下网功率,有用添加消纳空间。到5月,西北电网本年已累计增发新动力电量56.91亿千瓦时。


完结西北新动力的开发使用和大规划外送,助推国家动力转型打开,是西北电网当时面对的严重课题和机会。国网西北分部成立了大规划新动力智能管控与商场机制立异作业室,一起谋划了10项具有冲击世界抢先水平的优势项目,需求行业界专家学者一起努力,在动力出产、转化、传输、消费和存储等环节打开深化协作和研讨探究。