新型電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)的技術(shù)思考2024.08.17南京一、新型電力系統(tǒng)的核心要義三、電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)結(jié)語2前言--背景6以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)>新型電力系統(tǒng)支撐實現(xiàn)雙碳目標。實現(xiàn)雙碳目標能源是關(guān)鍵，發(fā)展可再生能源是根本。清潔能源逐漸成為主力能源，化石能源逐步減少。光伏、風電將成為新增能源主力軍。7中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)新型電力系統(tǒng)概念情景對應于2060年碳中和。>終端電能消費大幅度提升，到2060年，達到70%左右。電成為主力電成為主力電能多元化轉(zhuǎn)換(Electricpower-to-X)(PowerFuel,PF)電動汽車普及，電爐煉鋼等等。>電能除了直接使用，還間接制造能源，稱為廣域電氣化，廣域電氣化背景下電能將在能源中占90%左右。源、網(wǎng)、荷、儲、電能多元化轉(zhuǎn)換協(xié)調(diào)互動，新型電力系統(tǒng)柔性化發(fā)展。8新型電力系統(tǒng)的核心要義雙碳目標下的新型電力系統(tǒng)概念情景>配電網(wǎng)與分布式電源協(xié)同發(fā)展，形成分布式配電網(wǎng)>高滲透率接入新能源將深刻改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)、特性和機理>建立基于數(shù)字化智能化的透明新型電力系統(tǒng)>電力系統(tǒng)從剛性轉(zhuǎn)變成柔性可控，智能靈活>可以“無條件”接受新能源>系統(tǒng)有“無限大”的功率、“無限多”的能量>系統(tǒng)的安全穩(wěn)定依靠功率的動態(tài)平衡、能量的動態(tài)平衡：動態(tài)平衡理論建立新型故障防御體系和故障分析理論>猶如現(xiàn)在的配電網(wǎng)系統(tǒng)9新型電力系統(tǒng)的核心要義新型電力系統(tǒng)，電力電子弱慣性特點，動作時間常數(shù)小(微秒級),頻域分布廣(DC-數(shù)百Hz),波動性和隨機性強傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，集中式，單體規(guī)模大(100MW級),數(shù)量較少新型電力系統(tǒng)，分布式，單體規(guī)模小(kW/MW級),數(shù)量龐大新型電力系統(tǒng)的核心要義電電電(儲能)電目錄新型電網(wǎng)是新型能源電力體系的核心新型電網(wǎng)作為能源轉(zhuǎn)換利用和輸送配置的樞紐平臺，是新型能新型電網(wǎng)是新型能源電力體系的核心新型電網(wǎng)是新型能源電力體系的核心■研究與控制方法【一一■研究與控制方法新型電網(wǎng)是新型能源電力體系的核心未來電網(wǎng)技術(shù)亟需變革未來電網(wǎng)技術(shù)亟需變革新型電網(wǎng)是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的內(nèi)在需求新型電網(wǎng)的主要內(nèi)涵：口新型電網(wǎng)呈現(xiàn)交直流泛在柔性混聯(lián)的電網(wǎng)形態(tài)：新型電網(wǎng)的跨省跨區(qū)電力流達到或接新能源發(fā)電易受自然條件影響，需要加速構(gòu)建適應新能源快速發(fā)展的新型電網(wǎng)，深入推動能源電力體制機制創(chuàng)新，使得新能源發(fā)電發(fā)得出、并得上、用得好，有力保障電力安全可靠供應。新型電力系統(tǒng)的技術(shù)思考>1、從技術(shù)上看新能源(風、光)的波動性、間歇性、隨機性>6、數(shù)字化智能化是新型電力系統(tǒng)的必須一透明電網(wǎng)(透明電力系統(tǒng))>8、新型電力系統(tǒng)的規(guī)劃：智能化、透明化、電力電子化，用電系統(tǒng)密集化，簡單化(遠距離輸電容量適度，如1000萬千瓦左右)、不人為復雜化9、設(shè)備智能化11、電力市場新型電力系統(tǒng)將會遵循電學的基本理論和物理規(guī)律，這是不會變的。但是基于機電轉(zhuǎn)動慣量的穩(wěn)>新型電力系統(tǒng)是基于電力電量的實時平衡的系統(tǒng)平衡理論，是“無限大”的功率、“無限多”的能量的動態(tài)平衡。傳統(tǒng)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)新型電力系統(tǒng)新型電力系統(tǒng)的技術(shù)思考7設(shè)備智能設(shè)備智能化10新型電力系統(tǒng)的故障10新型電力系統(tǒng)的故障13新型電力系統(tǒng)的技術(shù)革命目錄三、電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)視角c:互聯(lián)網(wǎng)+智能電網(wǎng)+能源網(wǎng)2015年中國工程院重大咨詢項目：我國能源技術(shù)革命的技術(shù)方向和體系戰(zhàn)略研究，其中“智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合的技術(shù)發(fā)展方向和體系研究”,提出智能電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、能源電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)高20%左右?？趩⑹荆骸耙陨惺强茖W家在種田，而中國是農(nóng)民在種田”口聯(lián)想：“現(xiàn)在管理水平?未來電網(wǎng)要體現(xiàn)科學家來管理”透明電網(wǎng)(無限、海量)數(shù)據(jù)采集、自由(無限、海量)數(shù)據(jù)存儲、自由(無限、海量)透明電網(wǎng)要素口信息技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動控制理論、運籌學、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等有效地綜合運用于電力系統(tǒng)?？诨谕该麟娋W(wǎng)，社會各方能夠廣泛深入?yún)⑴c電力生產(chǎn)、傳輸、消費等各個環(huán)節(jié)，協(xié)同促進能源電力的安全高效、綠色低碳發(fā)展?？谕该麟娋W(wǎng)(電力系統(tǒng))的要素：>小微智能傳感器小微智能傳感器小微智能傳感器智能十部6.0cm*2.7cm*6.8cm和3.0cm*2.5cm*1.5cm,重量分別為72g和11.5g,量測范圍100mA-小微智能傳感器應用◆精準對時測量系統(tǒng)由自取能電流傳感器與地面數(shù)據(jù)接收裝置組成，其中測量、取能、通信為傳感器的核心模塊。子2.誤差：≤0.5%3.量程(當前水平):500V4.自取能2.電壓測量：誤差≤0.5%,量程500V√設(shè)備功能+智能信息(例如：斷路器、變壓器，,,)智能斷路器：故障自診斷、自觸發(fā)啟動，>狀態(tài)感知、預測>智能材料智能電力設(shè)備示意圖>嵌入智能元件>行為智能化透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化智能變壓器在變壓器內(nèi)部植入微納智能機器人(傳感器),自動巡檢變壓器油和內(nèi)透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化■√溫度傳感(山火等)透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化6月10日14:42天新增新冠肺炎確診病例低于2000例.GW日本首相9日表示，東京中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)基于數(shù)據(jù)的強大的軟件系統(tǒng)透明電網(wǎng)一3、智能軟件系統(tǒng)●鏡像/數(shù)字孿生電網(wǎng)●電網(wǎng)數(shù)字孿生研究備站站透明電網(wǎng)-3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AIEPS)電力人工智能系統(tǒng)透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AIEPS)中國南方電網(wǎng)智能軟件系統(tǒng)的內(nèi)涵智能軟件系統(tǒng)的內(nèi)涵中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)智能軟件系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的調(diào)控滿足實時性要求，實時監(jiān)控、實時反饋、實時響應。實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲精確性精確性透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AIEPS)中國南方電網(wǎng)透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智智能軟件系統(tǒng)的開發(fā)需要電力企業(yè)與人工智能、IT企業(yè)的合作，各自發(fā)揮自身實現(xiàn)高效合作的關(guān)鍵是系統(tǒng)規(guī)范書，由電力企業(yè)基于物理規(guī)律和原則，以及系統(tǒng)需求進行主導編制，重點闡明新型電力系統(tǒng)所需要的智能軟件系統(tǒng)是什么樣的，有怎樣具體的要求。人工智能、IT領(lǐng)域企業(yè)依據(jù)規(guī)范書能夠開展高效、有針對性的系統(tǒng)規(guī)范書還將作為新型電力系統(tǒng)控制運行標準化的重要技術(shù)里程碑，為國家透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AI關(guān)于電力人工智能系統(tǒng)AIEPS控制信息□智能調(diào)度決策□電網(wǎng)安全域辨識與控制、直流故障辨識與決策□多道防線協(xié)調(diào)控制多能互補協(xié)調(diào)控制