数字化、智能化强电网作为新型电网的重要形态,是推动新型电力体系和新能源体系建设的核心环节和主要出发点,不仅对电网形态转型、增强电网功能、 同时也将依托数智深度嵌入、广泛连接、高频交互的内在特性,在整个行业和社会中发挥不可忽视的支撑和赋能功能,主要体现在数智赋能与效率、电力算力整合、主布局协调发展和结构强大可靠四个方面。
1、数智赋能赋能:数智以跨系统协同、数据深度应用强化电网,有力支撑电网高质量发展,进一步推动能源转型深化、碳管理体系优化、经济社会监测提升、国际竞争主动
数智强电网是将数智化技术深度融合,嵌入电网生产、运营、管理和运营过程中的新型电网形态,可增强以电网为枢纽的能源电力系统的互联能力、供需匹配能力、风险应对能力和综合服务能力。 数据流在源、网、荷、储各环节充分共享流通,进行信息流、能量流、价值流的交换和交互一是提高可再生能源智能配置能力支持和解决可再生能源大规模并网和大规模配置问题。 二是提高电力供需灵活匹配能力适应新能源接入比例高、规模化消费以及由此产生的供需匹配要求。 三是增强风险自动监测和应对能力对电网安全稳定运行、控制状态和风险进行实时监测和预警。 四、培育数智化新兴服务能力为电动汽车、虚拟电站、共享储能、柔性负载等能源资源的共享和交易提供更加智能高效的服务。
此外,电网数字化、智能化水平的提高,对能源转型、环境保护、经济发展和国际竞争等具有显著的外部溢出效应。 一是以数智强化电网,提升能源物理系统、产业体系、治理体系的连接、融合、协同互动水平。 依托电网在能源系统中的举重地位,通过跨地区、跨企业、跨设备的多源异构数据的高频或实时对齐、协同和融合,将带动智能电厂、智慧矿山、智慧油田在一端的发展壮大,培育需求侧智能用能装备、虚拟电厂等新兴模式; 适应调控输电端多种能源供需匹配。这不仅带动了能源生产、供应、储存、营销等物理系统的高效经济运行,而且通过更高层次的跨企业、跨行业数智治理能力,将产业链延伸至先进制造、数字化技术等新兴产业,丰富产业生态,增强上下游协同能力。 其次,数字化、智能化强电网以精细、准确、实时的能耗数据采集和测量,支撑我国碳系统高质量发展,助力实现“双碳”目标。 数智化可以深刻应用和充分放大电网广泛连接的优势,准确反映我国生产生活活动的优势,通过电力碳计量的转换,支撑基于电力数据的碳计量、碳交易和碳管理体系建设。 三是数字化、智能化强电网支撑对我国经济社会运行态势的跟踪和监控,助力决策、行业分析和企业发展。 电网数智化水平的提高,将能够更仔细、更广泛、更准确地采集、存储和传输各行业的用电数据,同时配合电力数据在多主体之间的流通和应用,充分发挥电力数据的决策支撑价值。 第四,数字化、智能化电网有助于更好地把握能源转型国际标准和规范的发展机遇,提升我国关键基础设施的安全稳定运行。 电力系统是世界上人造的复杂巨型系统之一。 在当前国际形势下,加强数字化、智能电网建设,有利于我国抓住机遇,将数字化建设经验推广成为国际标准和规范。 同时,电网是关键基础设施,电网数智化水平的提升可以增强电网安全风险的监测、预警和主动防御能力。
2、电力与算力融合:数智强电网利用电力与算力,在技术、设施、机制等方面深度融合发展,催生电力与算力一体化资源供给与配置服务的发展,推动“东数据、西算”战略实施, 培育新的发展空间和动能
数字化、智能化强电网将有力支撑电力算力一体化发展,实现算力支撑电力运行,电力保障算力能耗,通过电力计算技术、装备、机制的融合,形成一体化的资源供应和部署服务。 一是算力深度服务电力数字化、智能化发展,提升电力系统运行质量和效率,创新发展模式。 算力赋能自动化供电网络、智能输电调度、智能电力服务发展,支撑发电与用电之间能量流、信息流、价值流的双向流动和交互,提升电力系统全链路高效经济运行水平。 二是保证算力的稳定快速供应,包括数据存储、网络传输、计算和分析。 近年来,我国计算基础设施规模保持大幅增长,数据中心规模年均增长20%。 根据中国信息通信研究院的数据,到2030年,我国数据中心耗电量将超过3800亿千瓦时,如果不使用可再生能源,碳排放量将超过2亿吨。 三是电力算力交织在一起,形成一种新的综合服务形态,支撑和满足全社会对经济、安全、便捷的电力计算服务的需求。 复合聚合器、虚拟电站、储能公司、分布式能源交易等新服务商不仅将提供直接的能源和电力服务,还将提供综合算力的咨询和规划服务。
此外,数智强电网促进了电力算力的融合,也对支撑国家战略实施、拓展发展空间、培育发展动能发挥重要作用。 一是电力算力融合,推动“东方数据、西部计算”工程深入实施。 计算中心节点和数据中心集群对安全可靠的电力有很高的要求**。 因此,建设配套电网是推进“东数据、西算”工程的内在要求。 数智强电网通过杆塔一体化、多站一体化等方式,实现算力与功率的类似协同建设,支撑“东数西算”工程实际落地。 其次,电力算力的融合将催生不同于传统电力和算力产业的新发展空间。 电力算力融合涉及电力技术与数字技术、电力设施与算力设施、电力市场与数据市场、电网运行机制与数智创新法等深度耦合,将进一步为一批专精特新企业开拓创新应用空间,形成电力行业与算力行业之外的市场化“蓝海”, 或将在电力算力规划与布局、演进仿真、业务匹配、模型创新、节能计算等方面下功夫。
3、主配配协同发展:为应对能源转型新形势、新需求和新电力系统建设,数智强电网顺应主电力系统建设的新形势、新需求,推进主配电网协同控制能力建设, 并结合主配电网实时运行模式,实现能源的全局化、全息化控制,显著提升调度、指挥和管理能力
主配电网协同发展,通过建立主配电网图模型数据交互机制,建立主配电网风险分析、环路分析、故障处置等业务协调机制,促进主配电网多源数据融合应用和故障信息共享,提高事故处置效率; 提高主配电网运行状态全景感知,提高多业务、跨部门协同处置效率,提高电网安全运行管控水平,提高电网运行管控效率。一是提高电力系统的整体性能。 通过构建有机骨干结构,使主网和配网在时间和空间上紧密相连,优化结构和运行模式,提高系统的整体稳定性和可靠性,使电力系统在不同环境下都能保持优异的性能。 二是提高传输效率。 通过系统优化输电路径,保证了输电的经济性,提高了输电效率,增强了系统灵活性,更好地适应了动态运行环境。 三是助力新能源快速发展。 实现新能源与传统能源的协同融合,提升新能源消费水平,让新能源更高效利用,引领电力系统迈向可持续、清洁的未来。 四是加强主配网协调故障处置能力。 通过建立主配电网故障处置协调机制,促进主配电网多源数据融合应用和故障信息共享,实现主配电网协同的故障恢复策略分析,根据潮流和配电网自动化负荷满停、满转等功能实现电网故障隔离和供电恢复故障、给料机自动化等。 同时,主配网协同的故障召回和评估功能可以反转故障处置作业的全过程,评估设备、装置和系统应用的有效性和正确性,从而优化和改进处置策略,提高电力系统面对故障的响应速度和处理效率, 并保证系统持续稳定的供电。
主配电网的协调发展不仅对电力系统影响深远,而且对行业与社会的融合也具有重要作用。 一是优化拖链的协同效应。 主配电网的协调发展,使能源生产、输送、分配更加高效和协调,提高了能源行业整体效率,促进了更广泛行业的协调发展,促进了能源全产业链的健康发展。 二是助力经济社会可持续发展。 通过提高电力系统的整体性能,减少能源波动对经济的影响,有助于优化经济结构,增强社会韧性,为可持续发展奠定坚实的基础。
四是结构坚固可靠:以电网安全可靠为基本前提,始终把保障安全可靠的供电作为电网的首要任务,促进电网韧性、安全、质量、效率升级,实现电网结构清晰、坚固、供电能力合理、充裕; 设备设施健康可靠,供电质量持续提高
要维护自身安全稳定运行,保障用户安全可靠的能源消费,维护电力产业链安全稳定,助力能源安全。 一是提高电网保障能力。 通过构建坚固可靠的结构,电力系统可以在面对各种挑战和紧急情况时保持持续的电力供应,提高电网的弹性和稳定性。 二是加强地方支持的作用。 随着新能源开发利用规模化、比例高、新增负荷的不断提升,电力负荷峰谷差越来越大,对资源长期和短期灵活调整的需求越来越大。 送端区域兼顾输电和本地消纳需求,强化“只出不进”布局的弊端,提升本地支撑作用。 三是充分发挥资源优化配置能力。 在受网区域可以充分预测新能源的时空分布特征,提高电网布局的整体水平和覆盖密度,充分利用网络配置的优势。 四是优化电力系统的调节能力。 通过引进先进的调节技术和策略,使电力系统具有灵活调整的能力,能够快速适应负荷变化和新能源波动,提高系统的调节灵活性。
一个强大可靠的数字智能电网具有广泛的外部性,涵盖能源行业、环保和国际竞争。 一是提升了产业协同效应。 电力系统的强可靠性直接关系到能源生产、输配电的协同作用,为能源产业链的健康发展提供了有力的支撑。 二是提高清洁能源的有效利用。 基于强大可靠的电网结构,可以更好地适应新能源的波动,减少对传统能源的依赖,减少碳排放,助力实现“双碳”目标。 三是提高国际竞争力。 稳定的电力**是一个国家基础设施和产业发展的支柱,吸引投资,促进技术创新,使国家在全球能源市场上更具竞争力。 同时,通过清洁高效的电力系统履行国家对可持续发展的承诺将有助于提升其国际形象。
[实际案例]。
国网绿色现代数智链
绿色现代数智链生态网络关系。
国家电网公司实施战略部署,贯彻落实国资委关于加强世界一流企业建设中第一链管理的工作要求,围绕“绿色、绿色、绿色”的现代化发展方向,创新构建绿色现代数智链管理体系(简称“国家电网绿链”)。 数字化和智能化”。国网绿链以平台为重点,以采购为切入点,以专业协同融合为突破口,系统贯彻“绿链八项行动”(*链链主生态引导,规范透明阳光采购,全生命周期选优,打造现代物流效率和供应, 绿色低碳可持续发展,创新坚实链确保安全稳定,数字化智能运营塑料链赋能,综合强势基础打造国际领先),推动第一链平台从企业层面发展到行业层面,推动第一链服务产业链全流程发展。链系统向绿色、数字化、智能化创新方向发展,链条生态一流通过建设国家电网绿链,推动第一产业链协同、智能化、精益化、绿色化、国际化发展,实现第一产业链最优运营效率、效益和效益,持续提升对第一产业链发展的支撑、行业驱动力、风险防控力度、风险防控力度。 和价值创意,支撑数智强电网建设,为公司战略实施和“一体四翼”高质量发展提供支撑,引领能源电力产业链高质量发展。
国网能源研究院持续开展新型电力系统产业链第一链研究
国网能源研究院对新型电力系统产业链发展形态进行了研究判断。
国网能源研究院围绕“双碳”目标和构建新型电力系统的要求,持续开展新型电力系统产业链第一链研究:基于新发展格局下“经济-能源-电力”的新关系,研究判断电力行业定位的新变化, 确立新型电力系统产业链“四种形式”分析方法,从产业价值形态、企业形态、循环形态、空间形态四个维度展望我国新型电力系统产业链的发展和演进趋势。提出我国电力产业链将从化石能源为背景转向技术创新,其价值创造模式的飞跃也将带来新的商业逻辑和产业发展空间。
国网河北电力助力雄安新区绿色智慧能源建设
雄安高铁站。
雄安高铁站房外观呈水滴状椭圆形,站房屋顶上的分布式光伏发电板犹如水滴上的明珠,熠熠生辉。 该项目采用多晶硅光伏组件,敷设面积为420,000平方米,总容量为597兆瓦,年均发电量580万千瓦时,为雄安高铁站提供源源不断的清洁电力。 该项目每年可节约标准煤约1800吨,减少二氧化碳排放4500吨,相当于植树造林12平方公里。 项目采用“自发电自用、余量并网”的并网模式,国网河北电力严格组织项目前期并网方案审查和项目完工阶段验收,确保光伏项目按期并网发电。 项目的顺利运行,为雄安新区绿色智慧能源建设提供了典范,打造了绿色智能交通应用典范,助力雄安绿色城市建设。
国网上海电力有限公司建成全球首个3.5万伏公里级超导输电示范工程
35000伏公里级超导输电示范工程。
该项目于2021年12月投产,是目前全球输电容量最大、距离最远、接头数量最多的超导输电项目全商业运行,也是唯一采用全排管道铺设的公里级超导输电项目,该项目开创了千米级超导电缆在大城市核心区运行的先河, 加速了超导全产业链的国产化,大大提升了我国在超导传输领域的国际影响力。截至2023年8月,该项目已累计4个为9万户家庭提供了近3亿千瓦时的电力。
国网四川电力打造清洁能源大规模优化配置、高质量现场消纳模式
全球最大变电站容量最大的特高压换流站——四川布拓换流站。
作为国家级清洁能源示范省份,四川水电装机容量为1全国每100千瓦时有1亿千瓦、28千瓦时的水电来自四川。 截至2023年8月,国家电网已建成并投运四川省6个特高压直流输电项目,包括湘家坝-上海、浙江西西西锦屏、江苏亚中、江苏白鹤滩、浙白鹤滩等6个特高压直流输电项目,四川输电容量超过5000万千瓦,形成了中国“西电东送”的主力军。 近年来,国网四川电力持续升级电网,秉承“保内供、外稳定送”原则,打造清洁能源大规模优化配置、就地消纳模式,四川省累计出电量已超过1个5万亿千瓦时,帮助民族地区将资源优势转化为经济优势,为我国东部和中部地区的经济社会发展做出巨大贡献。 全球最大变电站容量最大的特高压换流站——四川布拖换流站由两座800kV换流站和一座500kV换流站“三站合一”打造,占地062平方公里,相当于90个标准足球场的大小。