新一輪信息技術革命蓬勃興起,推動能源電力行業(yè)數(shù)字化智能化轉型升級。海量分布式能源、電動汽車充電樁等接入配電網(wǎng),增加了配電網(wǎng)的復雜性和管控難度。通過數(shù)字化智能化賦能賦效,創(chuàng)新驅動配電網(wǎng)綜合承載能力提升,成為配電網(wǎng)發(fā)展的關鍵著力點。近日,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《關于新形勢下配電網(wǎng)高質量發(fā)展的指導意見》(以下簡稱《意見》),提出打造安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電系統(tǒng),推進數(shù)字化智能化轉型升級,提升配電網(wǎng)承載大規(guī)模分布式能源的運行管控能力。
提升配電網(wǎng)綜合承載能力需求迫切
“雙碳”目標下,我國分布式發(fā)電和新能源汽車爆發(fā)式增長。據(jù)統(tǒng)計,截至2023年底,全國分布式新能源裝機規(guī)模已超過2.5億千瓦,新能源汽車保有量達到2041萬輛、充電基礎設施累計達到859萬臺。《意見》提出,到2025年,配電網(wǎng)具備5億千瓦左右分布式新能源、1200萬臺左右充電樁接入能力。高比例分布式新能源和規(guī)模化充電設施接入已成為配電系統(tǒng)發(fā)展變化的鮮明標志。
然而,分布式能源規(guī)模化開發(fā),在部分地區(qū)已超出現(xiàn)有負荷消納水平,電動汽車負荷具有單體功率較大、時空疊加特性顯著等特點。實現(xiàn)配電網(wǎng)對海量分布式資源的安全高效承載,需求迫切。
為此,《意見》提出要評估配電網(wǎng)承載能力,引導分布式能源健康可持續(xù)發(fā)展;要銜接充電設施點位布局和配電網(wǎng)建設改造工程,支撐電動汽車發(fā)展;要結合源網(wǎng)荷協(xié)同運行需要,合理科學配建新型儲能。在此基礎上,《意見》強調要推動配電網(wǎng)智能化、數(shù)字化轉型,引領賦能主配微網(wǎng)多級協(xié)同、海量資源聚合互動、多元用戶即插即用。
數(shù)智化賦能賦效潛力巨大
當前,新一輪信息技術蓬勃發(fā)展,數(shù)智化賦能賦效配電網(wǎng),將推動配電系統(tǒng)在理論技術、運行機理和整體功能形態(tài)等方面產(chǎn)生新的深刻變化。《意見》強調,創(chuàng)新應用數(shù)字化技術,加強配電網(wǎng)層面源網(wǎng)荷儲協(xié)同調控;挖掘電力數(shù)據(jù)價值,促進電網(wǎng)數(shù)字技術與實體經(jīng)濟深度融合。
為更好落實《意見》要求,需要適應分布式能源發(fā)展趨勢,加快推進數(shù)智化技術創(chuàng)新與數(shù)據(jù)生產(chǎn)力價值挖掘,推動分布式新能源發(fā)展從“量變”到“質變”。在技術創(chuàng)新層面,通過“云大物移智鏈邊”等數(shù)字化智能化技術在電網(wǎng)智慧互聯(lián)、智能計算、智能調控等環(huán)節(jié)應用,將為配電網(wǎng)帶來深刻變革。例如,利用先進的數(shù)字傳感、物聯(lián)技術,可支撐配電網(wǎng)各類測控對象的隨需接入;基于數(shù)字技術,構建全局算力服務,可支撐海量分布式新能源設備和用能設施的在線監(jiān)測、分層分級控制;通過人工智能等技術與電網(wǎng)業(yè)務深度融合,可實現(xiàn)對配電網(wǎng)全環(huán)節(jié)海量可調節(jié)分散資源的協(xié)調控制。在價值挖掘層面,通過數(shù)智化引領賦能配電網(wǎng)承載能力提升,推動配電系統(tǒng)更好地適應參與主體多元化、電網(wǎng)形態(tài)復雜化、運行方式多樣化等發(fā)展趨勢,將為配電系統(tǒng)安全高效運行帶來更有力的保障。例如,通過數(shù)智化算法優(yōu)化系統(tǒng)運行,整合分布式能源、充電樁、儲能等調節(jié)資源,增強源網(wǎng)荷儲聯(lián)動與靈活調節(jié)能力;通過數(shù)智化基礎設施搭建電網(wǎng)—用戶協(xié)同互動體系,為社會化分散的清潔能源發(fā)電單元尋找參與電力生產(chǎn)的最優(yōu)方式,從而適應產(chǎn)消關系深刻變化要求,實現(xiàn)各類分布式能源參與電力系統(tǒng)調節(jié)。
數(shù)智化賦能賦效探索實踐
《意見》提出,加強改革創(chuàng)新,破解發(fā)展難題,支持有條件的地區(qū)在配電網(wǎng)技術和模式創(chuàng)新方面開展先行先試。學術界和產(chǎn)業(yè)界圍繞數(shù)智化賦能賦效、提升配電網(wǎng)綜合承載能力,開展了大量的、有益的探索。
在科研創(chuàng)新方面,開展了多元主體數(shù)據(jù)共享與供需互動、高比例可再生能源主動支撐等技術研究。以中國電力科學研究院牽頭的國家重點研發(fā)計劃項目“配電網(wǎng)業(yè)務資源協(xié)同及互操作關鍵技術”為例,項目團隊建立了跨域跨應用的配電網(wǎng)信息互操作理論體系,構建了面向電網(wǎng)關鍵環(huán)節(jié)的“設備—數(shù)據(jù)—業(yè)務”信息物理融合模型,開發(fā)了系列化軟件定義智能終端與動態(tài)可伸縮的分布式物聯(lián)管理平臺,滿足電網(wǎng)對海量分布式能源接入數(shù)據(jù)共享與靈活管控需求,大幅提升新型配電系統(tǒng)安全可靠承載能力、運行效率與服務質量。
在工程實踐方面,開展了配電網(wǎng)數(shù)據(jù)基礎、透明感知、運行調控、智能運維等方面的應用探索。例如,探索配電網(wǎng)與用戶數(shù)據(jù)共享融通服務,實現(xiàn)供需信息貫通、能源價值增值;深化先進信息技術應用,實現(xiàn)配電網(wǎng)“可觀可測、可調可控”;優(yōu)化資源梯度響應、分布式能源集群調控等機制,助力各類可控可調節(jié)資源靈活接入;推動配電專業(yè)管理模式向圖上管理轉型升級,提高配電網(wǎng)設備管控能力和資源配置水平。
數(shù)智化賦能賦效的思考與展望
配電網(wǎng)既要面對日益多元化、個性化和互動化的客戶需求,也要應對支撐主配微網(wǎng)多級協(xié)同、推動能源轉型的挑戰(zhàn)。《意見》提出,協(xié)同推進配電網(wǎng)建設改造,系統(tǒng)推進配電網(wǎng)與源荷儲科學融合發(fā)展,全面提升城鄉(xiāng)配電網(wǎng)供電保障能力和綜合承載能力。為了扎實推動《意見》落實,支撐分布式能源、儲能、電動汽車等交互式、移動式設施廣泛接入,需要推動現(xiàn)代信息技術和能源技術深度融合。例如,科學提升有源配電網(wǎng)“可觀可測、可調可控”能力,推動采集控制向配用電側延伸和下沉;構建配用電統(tǒng)一信息模型,實現(xiàn)海量分布式電源、充電樁等用戶側設備接入電網(wǎng)的信息共享;提升源荷預測精度,基于大數(shù)據(jù)、人工智能等技術對分布式能源與新型負荷進行精準預測,增強系統(tǒng)供需平衡能力;強化源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動,通過引入先進的調節(jié)技術和策略,實現(xiàn)靈活、可靠、經(jīng)濟的監(jiān)測控制,使配電網(wǎng)能夠迅速適應負荷變化和新能源波動。
《意見》強調,要全面推進配電網(wǎng)數(shù)字化轉型,逐步形成開放共享系統(tǒng),支撐多元創(chuàng)新發(fā)展。在《意見》的指引下,數(shù)智化技術將扮演更重要的角色,需要進一步在數(shù)智體系建設、數(shù)智功能延拓、數(shù)智價值創(chuàng)造等方面發(fā)力。例如,持續(xù)推動數(shù)智化技術、設施和機制融合發(fā)展,助力電力和算力協(xié)同供給調配;以數(shù)智化轉型推動構建開放包容的運營體系,激發(fā)配電網(wǎng)發(fā)展新模式新業(yè)態(tài)的涌現(xiàn);以數(shù)智化賦能帶動各方共享共贏,形成互利互惠的新型配電系統(tǒng)生態(tài)體系。
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