電網(wǎng)革命：新一代電力系統(tǒng)的5個(gè)特性

新一代電力系統(tǒng)發(fā)展方向

與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，新一代電力系統(tǒng)的物理特性、設(shè)備基礎(chǔ)、運(yùn)行特征、控制方式都將發(fā)生根本改變，具有廣泛互聯(lián)、智能互動(dòng)、靈活柔性、安全可控、開放共享五個(gè)方面特征。

廣泛互聯(lián)

是指系統(tǒng)規(guī)模大、接入主體多，電網(wǎng)成為資源大范圍優(yōu)化配置平臺(tái)。電力系統(tǒng)接入主體更加多樣化，分布式電源、微電網(wǎng)、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等大量新型用能設(shè)備大量接入；電網(wǎng)、信息網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)深度融合，網(wǎng)絡(luò)跨地域、跨領(lǐng)域互聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的能源互濟(jì)供應(yīng)。

智能互動(dòng)

是指系統(tǒng)具備高度智慧化和交互性，電力生產(chǎn)、消費(fèi)與電力市場緊密融合?！按笤莆镆啤焙?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/150/" target="_blank">人工智能技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)具備智能感知能力、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力、智能決策水平。發(fā)電和用戶的雙向選擇權(quán)放開，發(fā)電側(cè)與售電側(cè)各主體在電力市場中廣泛參與、充分競爭，用戶通過經(jīng)濟(jì)政策或價(jià)格信號(hào)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)負(fù)荷需求響應(yīng)。

靈活柔性

是指系統(tǒng)具有強(qiáng)大的適應(yīng)性和抗干擾能力，新能源消納水平顯著提升。儲(chǔ)能、虛擬同步機(jī)、大功率電力電子器件、柔性輸電等新技術(shù)、新設(shè)備廣泛應(yīng)用，系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性顯著提升。源隨荷動(dòng)、荷隨網(wǎng)動(dòng)，源網(wǎng)荷實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，電網(wǎng)運(yùn)行的彈性顯著增強(qiáng)。

安全可控

是指系統(tǒng)具有高度穩(wěn)定性和可靠性，電網(wǎng)安全可控能控。電網(wǎng)預(yù)防和抵御事故風(fēng)險(xiǎn)的能力顯著提升，降低大面積停電風(fēng)險(xiǎn)。交流與直流、各電壓等級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，主網(wǎng)、配電網(wǎng)效率效益和供電可靠性雙提升。網(wǎng)絡(luò)信息加密技術(shù)普及，電力系統(tǒng)信息安全防護(hù)水平顯著增強(qiáng)。

開放共享

是指系統(tǒng)具有高度開放性和共享度，電網(wǎng)成為綜合能源服務(wù)平臺(tái)。電力、燃?xì)狻崃?、?chǔ)能等資源，通過電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，能源綜合利用效率得到優(yōu)化?；ヂ?lián)網(wǎng)理念貫穿各類用電業(yè)務(wù)，形成透明開放的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。支撐分布式能源、各類用能設(shè)備友好接入。

構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)，技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵，需要在以下五個(gè)方面重點(diǎn)突破。

一是堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這是構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)。從世界范圍看，加強(qiáng)電網(wǎng)互聯(lián)互通、擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)規(guī)模，是很大國家實(shí)現(xiàn)能源資源大范圍優(yōu)化配置、推進(jìn)能源清潔轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略性選擇。目前，歐洲已建成統(tǒng)一同步電網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)新能源在各國互濟(jì)消納，為適應(yīng)風(fēng)電、太陽能大規(guī)模發(fā)展的需要，歐盟計(jì)劃到2030年將各國的跨國輸電容量再增加一倍。中國國家電網(wǎng)到2035年的跨區(qū)輸電規(guī)模將從目前的1.9億千瓦進(jìn)一步提高到3.8億千瓦，10多個(gè)特高壓直流群接入東中部地區(qū)，需要加快發(fā)展特高壓交流輸電，構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的送、受端同步電網(wǎng)，解決大直流帶來的潮流匯集與疏散安全問題。

二是綜合安全防御體系。加快發(fā)展更快、更強(qiáng)、廣域、智能的大系統(tǒng)控制技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)故障的實(shí)時(shí)跟蹤分析將從分鐘級(jí)提升為秒級(jí)、毫秒級(jí)，安全防御體系向電源側(cè)、用戶側(cè)深度延伸，電源側(cè)重點(diǎn)提高集群控制的靈活性，用戶側(cè)重點(diǎn)提高分散控制的精確性。電網(wǎng)環(huán)節(jié)要加快發(fā)展柔性交、直流輸電，增強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力。電網(wǎng)調(diào)度朝著高度智慧化方向發(fā)展，具備全網(wǎng)狀態(tài)感知能力、自適應(yīng)巡航能力，成為新一代電力系統(tǒng)的智能中樞，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

三是快速平衡調(diào)節(jié)能力。新一代電力系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)與無功調(diào)節(jié)將朝著快速、動(dòng)態(tài)、深度、精準(zhǔn)方向發(fā)展。頻率調(diào)節(jié)方面，重點(diǎn)是推動(dòng)傳統(tǒng)火電、核電機(jī)組增強(qiáng)深度調(diào)峰能力，加快發(fā)展新能源機(jī)組調(diào)頻技術(shù)和大規(guī)模電池儲(chǔ)能技術(shù)。無功調(diào)節(jié)方面，重點(diǎn)利用調(diào)相機(jī)、FACTS、柔性直流、儲(chǔ)能等動(dòng)態(tài)無功裝置建立主網(wǎng)虛擬無功電源群。要加快發(fā)展精準(zhǔn)負(fù)荷控制技術(shù)，支持電動(dòng)汽車、分布式電源、微電網(wǎng)以及各類智能用電裝置參與系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)。

四是新能源友好并網(wǎng)。在新一代電力系統(tǒng)中，新能源機(jī)組應(yīng)當(dāng)朝著更高效、更友好、更經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。一方面要加快發(fā)展大容量風(fēng)機(jī)、更高轉(zhuǎn)化效率的光伏發(fā)電。另一方面，大力提升新能源機(jī)組涉網(wǎng)性能，使其逐步接近常規(guī)機(jī)組，重點(diǎn)要提高新能源機(jī)組的頻率、電壓耐受能力，加快發(fā)展虛擬同步機(jī)技術(shù)，主動(dòng)支撐電網(wǎng)頻率、電壓穩(wěn)定。同時(shí)，要大力發(fā)展高精度電力氣象預(yù)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新能源電站集群控制，推進(jìn)電網(wǎng)友好型風(fēng)電場和太陽能電站建設(shè)。

五是基礎(chǔ)理論和新一代仿真。基礎(chǔ)理論方面，重點(diǎn)要研究電力電子化系統(tǒng)、交直流混聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定基礎(chǔ)理論。在新一代仿真方面，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)，系統(tǒng)仿真的領(lǐng)域要從電力領(lǐng)域向能源領(lǐng)域拓展，仿真的方法從電磁暫態(tài)+機(jī)電暫態(tài)仿真向電磁暫態(tài)+小步長仿真轉(zhuǎn)變，建設(shè)更高精度、更快速度、更強(qiáng)功能的仿真平臺(tái)。