国家电网:加快推动电网向能源互联网升级
近日,在第五届数字中国建设峰会智慧能源分论坛上,国家电网有限公司(以下简称“国家电网”)发布了《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》(以下简称《白皮书》),从新型电力系统对电网数字化提出的新要求、新型电力系统数字体系框架等方面,展示了国家电网以数字技术支撑新型电力系统建设的路径方案。
新型电力系统对电网数字化提出新要求
“当前,能源电力发展面临着保障安全可靠供应、加快清洁低碳转型、助力实现‘双碳’目标的重大战略任务。”国家电网数字化部主任魏晓菁表示,国家电网全力构建新型电力系统,并于2021年发布了新型电力系统建设行动方案,今年完成了新型电力系统数字技术支撑体系的设计工作,目前已经投入到了建设实践之中。
新型电力系统承载着能源转型的历史使命,是清洁低碳、安全高效能源体系的重要组成部分,具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好和开放互动等特征。同时,随着能源格局的深刻调整,给电源结构、负荷特性、电网形态、技术基础和运行特征带来了深刻的变化。魏晓菁指出,新型电力系统的新特征、新变化对电网数字化提出了一系列的新要求,主要体现在5个方面。
一是范围更广。新型电力系统的采集控制对象范围更广、规模更大,而且逐步向配用电侧延伸和下沉。大量的对象单元容量低、位置分散,需要统筹采集侧控的管理,同时提升采集侧控的有效性。
二是环节更多。新型电力系统源网荷储各环节紧密衔接、协同互动,打破了原来传统电网依赖于分环节、分条块数据应用的边界,需要统筹汇聚应用全网的采集侧控数据,来应对新能源出力不确定性等一系列的问题。
三是时效性更强。新型电力系统业务开展需要全环节海量数据的实时汇聚和高效处理,对数据的采、传、存、用提出了更高的时效性要求。需要统筹提升采集感知的频度,以及计算的算力、网络的通道和安全防护的能力,来共同提供支撑。
四是随机性更高。新型电力系统的电源侧和负荷侧均呈现出强随机性,对电网的安全稳定运行提出了更高的要求,需要统筹优化现有的控制方式,应用多种控制策略,建立灵活、可靠、经济的控制手段。
五是服务更多元。新型电力系统在支撑电力系统安全稳定运行的同时,还要服务国家“双碳”目标的落地,需要统筹电、碳相关数据的采集和相关应用的要求,来支撑像碳监测、碳核查、碳交易等一系列的应用。
新型电力系统对数字化提出新要求的同时,数字技术也为新型电力系统的构建带来了可能。
“数字技术在连接方面带来了广泛的互联互通的新可能,在算力方面带来了全局协同计算的新可能,在数据方面带来了全局在线透明的新可能,在智能方面带来了智能友好互动的新可能。”魏晓菁指出,新型电力系统建设必然要求数字技术与能源技术深度融合、广泛应用,实现电网数字化转型。
高质量推进新型电力系统建设
《白皮书》指出,构建新型电力系统数字技术,要以数字技术为驱动力,以企业级统筹为抓手,以数据为核心要素,坚持架构中台化、数据价值化、业务智能化,打造精准反映、状态及时、全域计算、协同联动的新型电力系统数字技术支撑体系,来提升电网可观、可测、可调、可控的能力,构建形成数字智能电网,高质量地推进新型电力系统建设。
魏晓菁表示,新型电力系统数字技术支撑体系的整体框架分为三区四层,即生产控制大区、管理信息大区和互联网大区三区,以及“采、传、存、用”4个层次,构建以企业中台为核心的架构体系,同时打造企业级的实时量测中心。通过企业级实时量测中心,在线汇聚全环节的采集数据,融合数字系统的计算分析,来提升电网的可观、可测、可调和可控的能力。
新型电力系统数字技术的体系则以数据为核心,重点围绕主网和配网两个层次,聚焦电、非电和碳三大类数据,对各层次的关系和数据流转进行设计。
一是电类数据。在主网侧实现主网电力数据的实时感知,并接入生产控制大区,通过企业级实时量测中心,来实现数据的实时转发和统一的计算服务。在配网侧重点是通过配网的最小化采集和终端用户的用电信息采集等数据采集,来结合静态电网的网架拓扑,通过计算推演,来实现配网侧的可观、可测、可调和可控。
二是非电力数据。主要是指电网的设备本体,以及运行环境的相关感知信息。通过传感器、摄像头等装置,来实现主配网非电类数据的采集。通过物联管理平台,实现非电类的智慧感知管理和数据接入,通过企业级实时量测中心汇聚各类非电的感知数据,为应用提供实时数据的共享和服务。
三是碳类数据。碳类数据主要包括火电厂的碳计量数据、外部能源数据和用户用电数据,通过能源大数据中心来实现外部能源数据的汇聚,并且传送至数据中台,通过两级数据中台实现对碳相关数据的统一汇聚,来支撑相关碳数据的分析和业务的开展。
“未来,国家电网将围绕构建新型电力系统、服务‘双碳’目标,始终发挥责任央企的表率作用,以建设新型电力系统数字技术支撑体系为起点,以数字技术推进电网更智能,以平台赋能推动运营更高效,以业务创新推动服务更卓越,以‘双碳’布局促进能源更绿色,加快推动电网向能源互联网升级,为促进能源清洁低碳转型,保障国家能源安全提供国网方案,贡献国网力量。”魏晓菁说。(林 楚)
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