數(shù)字技術在新型電力系統(tǒng)里怎么用
構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是實現(xiàn)碳達峰、碳中和的重要舉措。2021年4月，南方電網(wǎng)公司發(fā)布《數(shù)字電網(wǎng)推動構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》，闡明數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。數(shù)字電網(wǎng)是以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術為核心驅動力，以數(shù)據(jù)為關鍵生產(chǎn)要素，以現(xiàn)代電力能源網(wǎng)絡與新一代信息網(wǎng)絡為基礎，通過數(shù)字技術與能源企業(yè)業(yè)務、管理深度融合，不斷提高數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化水平，而形成的新型能源生態(tài)系統(tǒng)。
開展數(shù)字電網(wǎng)承載新型電力系統(tǒng)先行示范區(qū)建設，需要重點利用數(shù)字技術實現(xiàn)示范區(qū)的全面可觀、精確可測、高度可控：
在可觀性方面，利用小微傳感、芯片化智能終端等提供靈活、便捷、準確、高效的邊緣感知能力，形成覆蓋新型電力系統(tǒng)的神經(jīng)末梢網(wǎng)絡，快速準確掌握電力系統(tǒng)的物理結構、各組成單元及整體的物理性能、運行方式、實時狀態(tài)、運行效率、健康狀態(tài)和環(huán)保水平，同時掌握各類控制裝置的動態(tài)行為、環(huán)境信息和市場信息、相關人員和企業(yè)運行信息，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)全面可觀。
在可測性方面，海量數(shù)據(jù)和廣泛連接使數(shù)字電網(wǎng)獲取的數(shù)據(jù)資源大幅提升，使其能夠從數(shù)據(jù)層面打破傳統(tǒng)技術的界限，在數(shù)字空間實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的融合與提煉，從而更加準確完善地刻畫電網(wǎng)狀態(tài)。借助人工智能和大數(shù)據(jù)分析方法，開展基于數(shù)據(jù)驅動的長時間尺度、高準確度的新能源發(fā)電預測和負荷預測，有效降低電力系統(tǒng)的隨機性，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)運行趨勢精確可測。
在可控性方面，應用智能終端、邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術，構建廣域分布的邊緣節(jié)點，提升新能源、儲能等大規(guī)模市場主體接入、控制、運營和區(qū)域自治的能力；應用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，構建支撐電網(wǎng)運行的云大腦，提升大范圍資源優(yōu)化處理和調(diào)配的能力，依托強大算力支撐海量終端設備參與電力系統(tǒng)感知與調(diào)控過程，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高度可控。
數(shù)字電網(wǎng)承載新型電力系統(tǒng)先行示范區(qū)宜選擇在新能源滲透率較高、省級或地區(qū)級電網(wǎng)規(guī)模、運行相對獨立的地區(qū)開展，結合當?shù)啬茉唇Y構、網(wǎng)架結構和負荷特性等實際情況，以發(fā)揮數(shù)字賦能與數(shù)據(jù)驅動作用、新能源高滲透率接入與充分消納、降碳減排為目標，重點建設如下場景：
提升先行示范區(qū)源荷預測精度。結合數(shù)值天氣預報，開展先行示范區(qū)電網(wǎng)側與新能源場站側新能源發(fā)電預測，開展先行示范區(qū)分布式電源發(fā)電網(wǎng)格預測；結合用戶畫像和外界氣象條件變化，開展基于人工智能模型和大數(shù)據(jù)的先行示范區(qū)負荷預測。數(shù)字電網(wǎng)通過充分挖掘海量非電氣參數(shù)與電氣參數(shù)的大數(shù)據(jù)關聯(lián)關系、深度學習，提高負荷及新能源發(fā)電預測精度和廣度，為先行示范區(qū)新型電力系統(tǒng)調(diào)度運行及控制應用提供短期和超短期預測數(shù)據(jù)，降低系統(tǒng)隨機性。
構建先行示范區(qū)電網(wǎng)友好型新能源場站。數(shù)字電網(wǎng)運用云邊融合和先進控制技術增強新能源場站主動參與系統(tǒng)一次調(diào)頻能力，為系統(tǒng)運行提供虛擬慣性。在先行示范區(qū)的新能源場站，部署具備新能源主動支撐能力的功率快速控制系統(tǒng)，基于數(shù)據(jù)驅動的快速功率控制技術，實現(xiàn)新能源場站的慣性控制、一次調(diào)頻、有功功率自動控制、無功電壓自動調(diào)節(jié)等功能，提升示范區(qū)新能源場站對新型電力系統(tǒng)功率支撐能力，構建電網(wǎng)友好型新能源場站。
助力先行示范區(qū)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動。在先行示范區(qū)構建基于云大腦和邊緣節(jié)點兩級融合的新型電力系統(tǒng)云邊融合調(diào)控體系，支持千萬臺級新能源發(fā)電設備作為主力電源參與新型電力系統(tǒng)調(diào)控過程，支持海量用戶側可調(diào)節(jié)資源作為虛擬電廠參與新型電力系統(tǒng)調(diào)控過程，支撐特性各異的多類型能源分層級互聯(lián)互通和分區(qū)分類協(xié)同優(yōu)化，支撐先行示范區(qū)源網(wǎng)荷儲雙向互動。
賦能先行示范區(qū)調(diào)度運行自動導航與輔助決策。應用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，構建支撐先行示范區(qū)電網(wǎng)靈活運行的云大腦，增強先行示范區(qū)的智能分析與決策水平，實現(xiàn)智能安全防誤、智能操作代理、智能人機交互，提升其智能化運行水平；構建調(diào)度業(yè)務知識圖譜模型，實現(xiàn)新型電力調(diào)度領域綜合知識問答和調(diào)度業(yè)務決策支持的智能輔助決策，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的智能搜索與智能推送、調(diào)度任務的智能提醒、調(diào)度操作任務的自動打包分揀等智能交互功能，實現(xiàn)先行示范區(qū)調(diào)度操作全過程自動代理。
支撐先行示范區(qū)碳排放指標透明可觀。在先行示范區(qū)建設基于數(shù)字電網(wǎng)架構的碳排放監(jiān)測平臺，開展碳排放監(jiān)測及核算、碳達峰/碳中和態(tài)勢感知、碳排放智能預警、碳減排潛力分析等高級應用。構建碳排放追蹤和監(jiān)測體系，以電力數(shù)據(jù)為核心，融合煤炭、天然氣等能源數(shù)據(jù)和企業(yè)產(chǎn)值等政務數(shù)據(jù)和企業(yè)數(shù)據(jù)，分析電力系統(tǒng)工、商、農(nóng)等不同類型用戶的能源消費、碳排放/吸收相關數(shù)據(jù)。
此外，在開展先行示范區(qū)建設過程中，應特別注意夯實數(shù)字電網(wǎng)承載新型電力系統(tǒng)的基礎能力。一是要加快建設適應新型電力系統(tǒng)的算力。現(xiàn)階段南方電網(wǎng)以通用算力為主，輔以少量專用算力，不能適應未來海量數(shù)據(jù)處理需求。需結合新型電力系統(tǒng)先行示范區(qū)實際場景，研究并建設滿足新型電力系統(tǒng)業(yè)務發(fā)展需求的算力規(guī)模，包括通用算力、專用算力、超級算力。二是要加快建設適應新型電力系統(tǒng)的算法。建設適應新型電力系統(tǒng)的通用算法，包含機器視覺、語音語義、大數(shù)據(jù)處理等；建設專用算法，包含新型電力系統(tǒng)運行機理、認知技術、協(xié)同技術、控制技術等，滿足新型電力系統(tǒng)示范區(qū)新能源預測/監(jiān)控、電網(wǎng)規(guī)劃、電力電量平衡、頻率控制、雙碳目標等各場景下的應用需求。三是要加快建設電網(wǎng)數(shù)字化基礎設施。加快建設完善基于全域傳感的實時測量體系，加快建設云平臺、物聯(lián)網(wǎng)，奠定新型電力系統(tǒng)關鍵數(shù)字基礎設施，全面支撐新型電力系統(tǒng)“可觀、可測、可控”。四是要挖掘數(shù)據(jù)價值，提升業(yè)務效率和人員績效。面向政府、企業(yè)、金融機構、個人等用戶，結合各業(yè)務場景下的實際應用需求和電力大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，開展數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)和服務孵化，助力新型電力系統(tǒng)下各利益相關方高效運作。
數(shù)字電網(wǎng)承載新型電力系統(tǒng)建設是一個長期而持續(xù)的過程，需以先行示范區(qū)為牽引，逐步把典型示范區(qū)建設推廣成電力系統(tǒng)建設常態(tài)化工作，最終全面建成以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
