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打造数字电网关键载体 深入推进以“两化协同”促“两型建设”

来源: 南方电网报    更新: 2023-08-04    浏览: 258    字体:

编者按:当前,数字化、绿色化成为全球产业竞争的战略制高点,两者相互依存、相互促进,正深刻改变全球产业发展竞争格局。南方电网公司创新提出以数字化绿色化协同促进新型电力系统和新型能源体系建设(以下简称两化协同两型建设’”),为公司未来发展提供了指引。

  如何准确把握以两化协同两型建设的丰富内涵?南方电网公司将如何深入推进两化协同两型建设的南网实践?就这些问题,公司战略规划部进行了分析与解答。

南方电网公司战略总监、战略规划部总经理 郑外生

南方电网公司战略规划部规划管理高级经理 杨雄平

  以习近平同志为核心的党中央从两个大局出发,在新的历史起点作出了加快建设新型电力系统和新型能源体系的战略部署,为能源电力高质量发展指明了前进方向、提供了根本遵循。

  南方电网公司董事长、党组书记孟振平站在落实国家战略的高度,提出以数字化绿色化协同促进新型电力系统和新型能源体系建设,这是对能源革命和数字革命相融并进、协同发展客观规律和逻辑关系的高度凝练、准确把握,为公司未来发展提供了指引。深入推进以两化协同两型建设,需要我们深入领会内涵实质,统一认识和行动。

  准确把握以两化协同两型建设的丰富内涵

  新型能源体系的内涵。

  能源是经济社会发展的重要物质基础和动力源泉。党的二十大报告提出,加快规划建设新型能源体系。进入新时代,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,能源发展内涵也发生了深刻变化,绿色低碳、质效优先成为能源发展主旋律。新型能源体系不应理解为是由风电、光伏、氢能等新型能源构成的体系,而是由多种能源品种共同组成的新型的能源体系。其主要体现在以下四点:一是能源供给结构新。在新能源安全可靠替代的基础上,逐步降低传统能源的比重,主体能源逐步实现从化石能源到非化石能源的更替。化石能源清洁化、低碳化利用水平显著提升。非化石能源以电为中心,同时也呈现多能互补等多种组合形式。二是能源消费形式新。能源消费降碳减排水平持续提升,用能方式从粗放低效型向精细高效型转变。新电气化、氢能等等新的二次能源和化石能源近零排放、零碳利用系统不断发展,电能替代的深度和广度持续拓展。产消一体、供需互动成为普遍形态,终端用能自主性不断提高。三是产业和生态新。能源数字化、智能化水平不断提升,能源技术与数字技术、新材料、先进制造技术深度融合,电碳耦合、综合能源服务、智慧能源、低碳零碳负碳等新产业、新业态、新模式加快发展。四是治理体系新。有效市场和有为政府相互协同,能源体制机制改革持续深入推进,价格疏导和市场引导更为有效,各类要素资源配置更加高效,用户绿色用能主动性和用能合理性不断提高。

  新型电力系统的特征。

  电力是能源转型的中心环节。继20213月习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上提出构建以新能源为主体的新型电力系统之后,20237月,习近平总书记在中央全面深化改革委员会第二次会议上强调,要加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统。清洁低碳是底色、安全充裕是前提、经济高效是关键。三者辩证统一,需要通过电力技术、市场机制和商业模式创新来破解这个不可能三角问题。供需两端协同发力,灵活智能作为支撑。新型电力系统是新型能源体系最为重要的组成部分,是实现电力生产绿色化、能源消费电力化、生产和消费数字化的平台枢纽。

  两化协同的逻辑关系。

  当前,数字化、绿色化相互依存、相互促进,正深刻改变全球产业发展竞争格局。数字化赋能绿色化发展、绿色化带动数字化升级,两化形成协同、推进形成螺旋上升的良性循环。

  绿色化通过数字化赋能,在将生态建设融入构建新型电力系统和新型能源体系各环节、全过程的同时,发挥数据+算力+算法作用,有效解决未来海量主体泛在、多维时空平衡、实时双向互动等带来的巨大难题,显著提升清洁能源消纳能力和整个新型能源体系的效能和效率。

  数字化通过绿色化牵引,在绿色化带来的巨大应用需求驱动和资金支持下,加速数字技术迭代升级进程,更好适应新型电力系统和新型能源体系对数字化采集、网络化传输、智能化应用等方面的新要求,同时也实现了数字化产业发展升级。

  数字电网是以两化协同两型建设的关键载体。

  数字电网是综合运用云大物移智链等新一代数字技术,以能源和数据为关键要素,以电力算力深度融合为技术路径,贯通源网荷储全环节,具备广泛连接、全息感知、数智驱动、开放共享四大基本特征的电网。

  ——数字电网是两化协同的集中体现。电力是应用最为广泛和高效的二次能源,是实现能量转换、能源绿色发展转型的中心。电网作为承载和配置电力的基础设施,是实现能源绿色发展的关键载体。同时,电网设施自身也需要节能环保、体现绿色属性。数字电网基于发输变配用等各环节全面数字化,实现以能源和数据为关键要素、以电力算力深度融合为技术路径,支撑系统更加安全可靠、绿色高效运行。因此,数字电网是两化协同的集中体现,而且将推动数字化与绿色化深度融合、相互促进、良性发展。

  ——数字电网是两型建设的关键载体。数字电网作为新型电力系统和新型能源体系建设的关键载体,其支撑作用体现在各种丰富的应用场景,如新能源发电高精度预测和快速控制、电网运维广泛智能化、需求侧自动响应、碳排放监测控制等方面。最典型的是支撑构建新型电力系统的三大形态,应对好将面临的三大挑战。

  支撑构建三大形态方面,一是多能协同互补。数字电网可通过对多种能源系统的实时感知、综合分析和在线优化决策,发挥不同能源品种的互补优势,实现风光水火储互补、冷热气电联供,保障全天候的有效供给,促进可再生能源消纳,提高能源系统综合效率。二是源网荷储互动。数字电网可通过强大信息连接和处理能力,在大系统层面改变过去单纯源随荷动,实现源网荷储多种互动方式,提高系统动态平衡能力。在微网层面,实现与分布式新能源、用户侧储能和负荷形成自我平衡的小型能源生态单元的灵活互动和协同。三是多网融合互联。数字电网可深度应用各类通信、组网技术和边缘感知、智能控制设备,实现大电网与微电网、电网与车联网、冷热气等其它能源网络、工业互联网的柔性互联、融合发展。

  支撑应对三大挑战方面,一是电力平稳可靠供应。新能源随机性、间歇性、波动性显著,难以稳定可靠供电,极端天气可能停摆。数字电网可通过其强大的人工智能和大数据分析技术,对包括新能源在内的各类能源发电和用电负荷精准预测,配合对海量调节资源精准调度,实现多时空的实时供需平衡。二是系统安全稳定运行。新能源大规模接入电网后,电力系统转动惯量和无功电压支撑能力显著降低,加之控制对象海量激增,给电网安全运行带来巨大挑战。数字电网可通过其超大规模信息连接和数据处理能力,实现大规模电力电子设备与传统电气设备联合控制,确保系统安全稳定运行。三是电能经济高效供应。新能源能量密度小、发电年利用小时数低。配置大规模储能、灵活调节和支撑保障电源,系统整体冗余、成本上升、效率下降。数字电网可通过数字化技术,实现对海量设备运行的协同优化、多方主体自主联合调节,从而提升整体效率,降低系统运行成本和管理成本。

  深入推进以两化协同两型建设的南网实践

  近年来,南方电网公司加快推进数字电网建设,全面推动发、输、变、配、用各环节数字化、智能化,建成南网云平台、全域物联网平台、电网管理平台等数字技术平台,以数字化绿色化协同推进能源生产消费转型取得明显成效。2022年底,全网非化石能源装机达2.54亿千瓦,占全部装机比重的58.5%,比全国水平高出9个百分点。可再生能源发电利用率超过99%,基本实现全额消纳。风光等新能源装机规模突破1亿千瓦,十四五以来实现翻一番。基本建成现代供电服务体系,打造国际一流用电营商环境,推动终端能源清洁低碳高效利用,广东、广西、云南、贵州、海南等南方五省区电能占终端能源消费比重达32%,比全国水平高出约5个百分点,南方区域充电基础设施年内将实现乡镇全覆盖。

  两化协同既是两型建设的应有之义,也是提升两型建设效能的关键所在。数字电网是两化协同的集中体现、是两型建设的关键载体。下一步,南方电网公司将加快打造数字电网关键载体,以数字电网建设为结合点、着力点,促进两化深度融合协同、有力支撑新型电力系统和新型能源体系构建,全面服务南方五省区和港澳地区碳达峰、碳中和目标实现。到2025年,全面建成广泛连接、数智驱动、开放共享的数字电网,具备新型电力系统清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能基本特征。聚焦提升新型电力系统十大表征指标,服务支撑新增1亿千瓦以上新能源的接入和消纳,推动南方五省区非化石能源装机占比达到60%、发电量占比达到57%,新能源消纳率不低于95%,需求响应能力达到5%,电能占终端能源消费比重达到35%

  打造绿色低碳数字发电。服务绿色低碳能源加快发展,大力支持新能源集中式与分布式并举发展,保障新能源应开尽开、应并尽并、能并快并。推动水电加快开发,沿海核电安全发展,抽水蓄能有序发展,调峰气电合理发展,推动调节性、保障性清洁煤电建设。推动电厂智能终端开发应用,打造并网友好型新能源场站。

  建设安全可靠数字输电。稳定西电东送存量,拓展西电东送增量,提升能源资源大范围优化配置能力。加强与周边电网互联互通,加大清洁能源供港澳力度。构建适应新能源发展的坚强主网架,持续提升新能源消纳能力。全面推广智能巡检,推进输电线路三维数字化建设,提升输电线路灾害智能感知能力。持续推进输电数字生产运维。

  建设智能高效数字变电。新建变电站应用智能变电V3.0标准,实现主要设备智能化、一次系统模块化、二次系统集成化。存量变电站按照试点先行、逐步推广原则,有序推进智能化改造。基于南网全域物联网平台,建设云边协同变电运行支持专业应用。

  建设灵活可靠数字配电。采用智能配电V3.0建设标准,优化升级城乡配电网,推动城市配电网基础设施提档升级。强化配电自动化建设。开展东、西部数字配电示范区规划建设。构建低压透明一张网,支撑配电网智能规划、智能运维、智能巡视。建设配电域生产运行支持系统。

  建设开放互动数字用电。稳妥有序推广新型智能电表应用,统筹建设网省新一代计量自动化系统。建成网、省两级新型电力负荷管理系统,持续提升负荷管理精益化能力。深化营销移动作业系统建设,提升数字营业效率。提升线损管理数字化水平。

  建设统一协同智能调控。打造两地三中心调度云平台,构建云大脑+边缘节点两级协同的云边融合新业态。持续推进调控一体化建设,完善三道防线为基础的安全稳定控制体系。持续提升新能源可测、可观、可控能力,推进集中式、分布式及区域级新能源高精度预测,建设新能源自动控制系统。

  建设数字化支撑基础设施。优化升级南网云平台。推进数据中心和全域电网统一模型建设。建成全域物联网,实现感知终端设备的统一接入、管理和安全监控。优化升级应急指挥平台,实现应急队伍、应急物资、客户损失等信息一张图。推进安全监督系统建设,完善防灾减灾监测预警系统,构建安全监督统一数据架构和核心数据库。

  加强顶层设计和体制机制建设。发布公司统一的数字电网建设标准体系,制定南方电网公司数字电网规划设计原则。加快新型电力系统及数字电网核心技术攻关。推动完善绿电绿证标准体系,健全绿电消费激励约束机制。加强碳资产管理。加快构建南方区域电力中长期市场,主动融入全国统一电力市场体系。

  打造新型电力系统示范标杆。强化创新课题研究和示范区建设的统筹结合,高质量建设35个新型电力系统示范区,强化示范区内数字电网建设,以点带面形成可复制、可推广的系统性解决方案。

  高质量推动近零碳示范区建设。通过两化协同集成应用能源、建筑、交通、碳汇等多领域减源、增汇低碳技术,打造一批具有典型引领作用的近零碳示范区,鼓励有条件的试点项目探索建设零碳示范区,多领域多层次推动近零碳”“零碳发展,形成可复制可推广的南网模式。

  总之,两化协同既是两型建设的应有之义,也是提升两型建设效能的关键所在。数字电网是两化协同的集中体现、是两型建设的关键载体。我们要深刻把握内涵、凝聚共识、统筹谋划,在数字电网建设过程中贯彻以两化协同两型建设,打造具有南网特色的实践标杆,让数字化绿色化成为南方电网公司的鲜明底色。


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