新型電力系統(tǒng)建設(shè)，數(shù)字技術(shù)是關(guān)鍵

2020年9月22日，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論的講話指出：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！痹凇半p碳”目標(biāo)要求下，綠色低碳與高質(zhì)高效發(fā)展將成為我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要原則。

不久前，國家能源局也首次對新型電力系統(tǒng)進(jìn)行了解讀。國家能源局電力司司長黃學(xué)農(nóng)表示，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心是新能源成為電力供應(yīng)的主體，要通過裝備技術(shù)和體制機(jī)制創(chuàng)新，推動多種能源方式互聯(lián)互濟(jì)、源網(wǎng)荷儲深度融合，來實現(xiàn)清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經(jīng)濟(jì)高效等目標(biāo)。

清潔化是核心要求

“雙碳”目標(biāo)下，我國可再生能源機(jī)組容量與非化石能源消費(fèi)占比需保持10%和5%以上的年均增速。無論從生產(chǎn)與消費(fèi)量級、需求增長趨勢還是能源結(jié)構(gòu)看，能源電力的清潔化轉(zhuǎn)型都是推動我國經(jīng)濟(jì)社會綠色高質(zhì)量發(fā)展、落實“雙碳”目標(biāo)的核心要求。

從供給側(cè)清潔化轉(zhuǎn)型角度看，要求推動各級能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)互聯(lián)互通，優(yōu)化能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)格局，支撐可再生能源大規(guī)模、跨省跨區(qū)傳輸消納以及分布式可再生能源的規(guī)模化經(jīng)濟(jì)利用，改善能源生產(chǎn)和供應(yīng)模式，提升可再生能源在生產(chǎn)端的結(jié)構(gòu)占比，加速供給側(cè)清潔化轉(zhuǎn)型。

從需求側(cè)清潔化轉(zhuǎn)型角度看，要求在滿足用戶能源消費(fèi)需求的基礎(chǔ)上，推動傳統(tǒng)的能源消費(fèi)理念向“能源+服務(wù)”的綜合消費(fèi)理念過渡，發(fā)掘需求側(cè)消納綠色電力、節(jié)能增效管理以及購買綠色證書等多樣化需求，充分發(fā)揮和調(diào)動需求側(cè)消納可再生能源的潛力與積極性，提升可再生能源在消費(fèi)端的結(jié)構(gòu)占比，加速需求側(cè)清潔化轉(zhuǎn)型。

隨著供需雙側(cè)清潔化進(jìn)程推進(jìn)，電力系統(tǒng)中風(fēng)、光接入比例將顯著增加，系統(tǒng)將呈現(xiàn)“雙高”與“雙隨機(jī)”特點。

雙高，即高比例可再生能源接入與高比例電力電子設(shè)備應(yīng)用?！半p碳”目標(biāo)要求下，未來10年我國年均新增風(fēng)、光發(fā)電裝機(jī)容量需不少于7500萬千瓦。相應(yīng)的，伴隨可再生能源的發(fā)展，大量風(fēng)電、光伏電力電子變換器將接入電網(wǎng)，例如直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組變流器、光伏電站和分布式光伏逆變器等。

雙隨機(jī)，即供給側(cè)隨機(jī)性和需求側(cè)隨機(jī)性。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)可通過調(diào)整發(fā)電機(jī)組出力滿足需求側(cè)隨機(jī)波動的負(fù)荷需求，呈現(xiàn)供應(yīng)側(cè)可控、需求側(cè)隨機(jī)的特征。隨著波動性和間歇性的風(fēng)能和光伏發(fā)電為主的可再生能源在電源結(jié)構(gòu)中占的比持續(xù)增長，供應(yīng)側(cè)也將出現(xiàn)隨機(jī)波動的特性，能源電力系統(tǒng)將由傳統(tǒng)的需求側(cè)單側(cè)隨機(jī)系統(tǒng)向雙側(cè)隨機(jī)系統(tǒng)演進(jìn)。

雙高、雙隨機(jī)特點使得電力系統(tǒng)的隨機(jī)擾動性、對網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的依賴性明顯增強(qiáng)，系統(tǒng)可控性降低，安全風(fēng)險進(jìn)一步增加。鑒于此，必須加速構(gòu)建適應(yīng)“雙碳”目標(biāo)要求的新型電力系統(tǒng)，而數(shù)字技術(shù)將成為助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵。

數(shù)字技術(shù)推動多能互補(bǔ)

未來，新興數(shù)字技術(shù)將深入滲透、影響新型電力系統(tǒng)建設(shè)，其中，推動橫向的多能互補(bǔ)應(yīng)用是重要體現(xiàn)。

數(shù)字技術(shù)“賦能”新型電力系統(tǒng)精準(zhǔn)規(guī)劃。新型電力系統(tǒng)作為連接供需兩側(cè)的核心樞紐，可依托數(shù)字技術(shù)開放、包容等特點，一方面，通過對能源電力系統(tǒng)中各類能源生產(chǎn)設(shè)備、轉(zhuǎn)換設(shè)備、管網(wǎng)系統(tǒng)等全工況感知，構(gòu)建多設(shè)備全工況運(yùn)行模型；另一方面，依托集成的海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，對多元用戶開展精準(zhǔn)畫像，掌握多元用戶用能特征。以設(shè)備全工況模型為約束、供需特征為依據(jù)、供需平衡為前提，挖掘多能互補(bǔ)協(xié)同與需求側(cè)資源優(yōu)化調(diào)控潛力，實現(xiàn)穩(wěn)健投資與精準(zhǔn)規(guī)劃。

數(shù)字技術(shù)“賦能”新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)營。在廣泛采集與集成用戶用能數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、多能源市場交易數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，通過對海量數(shù)據(jù)的分析與發(fā)掘，準(zhǔn)確掌握包括用能種類、用能傾向、用能彈性等多元用戶用能特性，揭示多元用能負(fù)荷轉(zhuǎn)移、負(fù)荷削減以及異質(zhì)能負(fù)荷轉(zhuǎn)換潛力，圍繞“兩高三低”目標(biāo)（用能效率提高、供能可靠性提高，用戶用能成本降低、碳排放降低和其他污染物排放降低），發(fā)揮電、熱、水、氣多種異質(zhì)能之間的協(xié)調(diào)聯(lián)動特性，從系統(tǒng)層面推動新型電力系統(tǒng)綜合化能效提升，實現(xiàn)綠色低碳、高質(zhì)高效運(yùn)營。

數(shù)字技術(shù)“賦能”新型電力系統(tǒng)體制創(chuàng)新。借鑒平臺經(jīng)濟(jì)與共享經(jīng)濟(jì)思維，以區(qū)塊鏈等信息技術(shù)為支撐，創(chuàng)新去中心化的新機(jī)制、新模式與新業(yè)態(tài)，破除傳統(tǒng)能源系統(tǒng)單一中心化運(yùn)營管理模式，打通系統(tǒng)中各節(jié)點、各主體間的服務(wù)流、信息流、資金流，推動實現(xiàn)能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行分散決策、大網(wǎng)與分布式微能網(wǎng)雙向互動、分布式節(jié)點協(xié)同自治及實時自主交易，同時鼓勵創(chuàng)新綠色能源認(rèn)證、綠色貨幣、綠色證書等清潔能源新型商業(yè)模式，為新型電力系統(tǒng)中新能源的規(guī)模化和有序發(fā)展提供重要保障。

數(shù)字技術(shù)協(xié)調(diào)源網(wǎng)荷儲

在數(shù)字技術(shù)對新型電力系統(tǒng)的作用中，推動縱向的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展同樣重要。

數(shù)字技術(shù)助力生產(chǎn)環(huán)節(jié)變革。

一方面，數(shù)字技術(shù)將推動能源領(lǐng)域的技術(shù)框架和信息通信領(lǐng)域的技術(shù)體系融合，創(chuàng)新清潔能源出力波動性平抑與追蹤、需求側(cè)消費(fèi)不確定性改善與平抑的技術(shù)方案，有效支撐集中式清潔能源大規(guī)模、遠(yuǎn)距離傳輸以及分布式清潔能源的規(guī)?；⒔?jīng)濟(jì)化利用；另一方面，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字服務(wù)等新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的發(fā)展將不斷催生全新市場主體，這些主體帶來的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、產(chǎn)品類別、供應(yīng)方式變革將推動能源生產(chǎn)和供應(yīng)模式發(fā)生根本性改變，全方位提升以風(fēng)電、光伏為代表的新能源在生產(chǎn)端的占比。

數(shù)字技術(shù)助力輸配環(huán)節(jié)變革。

推廣“云大物移智鏈”等數(shù)字技術(shù)在能源電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，建設(shè)以能源物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的新型電力系統(tǒng)，在實現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)全面感知與實時監(jiān)測的基礎(chǔ)上，促進(jìn)能源信息的流動與共享，充分發(fā)掘能源大數(shù)據(jù)作為新時期重要生產(chǎn)要素的潛在價值，開展綜合能效分析和多環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)管控優(yōu)化，通過智能化的能源服務(wù)管理系統(tǒng)從供需兩端切入，動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行策略，改善系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為新型電力系統(tǒng)運(yùn)行效率提升提供重要支撐。

數(shù)字技術(shù)助力消費(fèi)環(huán)節(jié)變革。

數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用將賦予用戶更廣泛的消費(fèi)選擇權(quán)，隨著“云大物移智鏈”等信息技術(shù)在新型電力系統(tǒng)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)信息的即時化接收和處理，一方面，各類市場主體將為用戶提供豐富多樣的綜合服務(wù)，新業(yè)態(tài)、新模式不斷涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的“物理能源”消費(fèi)理念將逐步過渡到“能源、信息、服務(wù)”綜合消費(fèi)理念，催生出更加豐富多元的能源消費(fèi)類型；另一方面，用戶依托智能表計等智能化終端設(shè)備可實現(xiàn)對自身能效水平的即時感知，輔助用戶進(jìn)行用能決策，為消費(fèi)行為優(yōu)化及系統(tǒng)整體效率提升提供支撐。

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