目前我國正處于經濟快速發展時期,能源安全和氣候變暖問題需要得到改善,推動能源生產和消費方式清潔化、低碳化變革已成大勢所趨。在踐行碳達峰碳中和的過程中,能源是主戰場,電力是主力軍,提升可再生清潔能源占比成為重要舉措。然而,光伏發電、風電等新能源的間歇性和波動性,給電網帶來了巨大的轉型挑戰,亟需構建新能源占比逐步提高、多能互補的新型電網,更清潔、更柔性、更智能的特征將愈加明顯。
在能源轉型的背景下,數字化和智能化加快賦能新型電力系統,也在更大程度上助力鄉村振興持續推進。近年來,農村用電量持續加速增長,鄉村產業持續升級和農民生活品質提升對高品質可靠供電的需求更加強烈,但電網面臨的難題則極為顯著:
農村具備大量屋頂資源,“風光”等新能源不穩定,其大規模接入增加了電力系統的不確定性和復雜度,對電網安全、穩定運行構成威脅;
(資料圖片)
農業生產電氣化不斷推進,因地制宜向電制茶、電烤煙等特色產業發展,用電規模持續擴大,電網復雜性加劇,而鄉村電力基礎設施相對薄弱,電力資源的可靠供給不足,直接影響農村現代化建設工作開展;
很多農村地區的電力數據采集能力有限、可靠性信息統計仍部分依賴人工,數據及時性、完整性、準確性難以保障,影響電力可靠性管理工作;
農村電網損耗及電能質量問題在整張網中往往處于突出位置。未來,農村配電臺區將涉及更多分布式電源、電動汽車充電樁、儲能等不同且多樣的并網設備,依舊沿用傳統的監測管控方式,在電網運維、通信傳輸、主站系統信息處理等方面存在較大壓力,不利于清潔能源消納和農村特色產業升級。
可以預見的是,隨著數字技術與能源技術深度融合,數字化、智能化將加快賦能新型能源系統,加速推進電網逐步向數字化、智能化兼容互補轉變,核心是發揮好電網的“橋梁”和“紐帶”作用,重點是通過數字化技術將“消納負擔”轉變為“支撐資源”。
數字化和智能化支撐源網荷儲協同控制。傳統電力系統的數字化技術主要用于發揮數據的生產要素和運維管控作用,在光伏發電、風電、儲能和多元負荷等并網背景下,新一代數字化技術將加強電網、電源和用戶資源的相互有機耦合,每一個分布式智能電網都是一個獨立的電力系統,具備靈活性、自洽性、適應性、智能性,采用互聯網協議、即插即用和異構兼容等技術形成開放架構,支撐源荷儲充的規模化便捷并網和快速互動,提升電網的靈活性和韌性。
助力構建數字化技術驅動的鄉村電網改造升級,滿足對電網電能質量和可靠性要求,服務國家鄉村振興戰略部署。首先,通過海量數據挖掘分析及高度智能化決策、數字化控制,支持有效聯動、有機融合,可實現電力系統安全穩定運行、資源大范圍優化,構建廣泛互聯、智能互動、安全可控的新型電力系統,提升電力系統的整體利用效果。其次,通過全面深化智能感知、大數據融合技術,逐步提升農網的主動優化控制、靈活高效運行水平,適應多元化負荷發展趨勢,滿足農村用戶多樣化需求,服務國家鄉村振興戰略。
構建以數字為尺的綠色低碳價值體系,實現以數字化技術為重要依托的分布式智能電網。分布式智能電網的構建,亟需一套以數字為尺的綠色低碳價值體系,形成“數字-能量-碳排放”的立體價值標簽,引導清潔能源有序并網,形成能源低碳流,推動低碳節能與收益、效率形成強相關。同時,借助智能傳感、萬物互連和人工智能等技術,滿足分布式資源接入后的“可觀、可測、可控、可調”,同時強化電網對能量流和碳流的感知能力,精準感知源、荷、儲、充的靈活潛力,充分挖掘傳統電網的調節能力。
南方電網貴州電網公司將在盤州羊場打造“數”“智”融合的“新型電力系統示范區”。一方面,面向分布式能源資源在形式和通信方式上的異構趨勢,啟動多能源、多場景和多尺度下的邊云協同技術研究和終端設備研發,形成支撐大量分布式能源資源通信的分層分群結構和主動同步技術;另一方面,構建分布式光伏監控主站,基于大數據和人工智能技術,推動電網資產和分布式能源資源形成深度關聯,支撐對源網荷儲充等分布式資源的“可觀、可測、可控、可調”,充分發揮電網的平臺作用,為能源整體清潔化推進打造數字化底座。
(作者系南方電網貴州電網公司戰略規劃部副總經理 賀紅艷)