隨著2025年全國(guó)兩會(huì)閉幕,一系列在《政府工作報(bào)告》中的熱詞成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。其中“加快建設(shè)‘沙戈荒’新能源基地,發(fā)展海上風(fēng)電,統(tǒng)籌就地消納和外送通道建設(shè)”等引發(fā)了電力新能源行業(yè)熱議。此前,在國(guó)家能源局印發(fā)的《電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力優(yōu)化專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案(2025—2027年)》中,也提出要大力提升電網(wǎng)資源配置調(diào)節(jié)能力,明確以虛擬電廠、智能微電網(wǎng)等方式規(guī)范化、規(guī)模化、常態(tài)化、市場(chǎng)化參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
2030年“碳達(dá)峰”目標(biāo)日益臨近,新能源發(fā)電占社會(huì)總發(fā)電量的比例也正穩(wěn)步提高。但風(fēng)電、光伏等新能源自帶的發(fā)電效率波動(dòng)等問題對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)構(gòu)成較大干擾,難以并網(wǎng)出售、消納的電力也影響了企業(yè)建設(shè)新能源電站的積極性。建設(shè)一張數(shù)智水平更高的“新電網(wǎng)”成為各方共識(shí)。
能源轉(zhuǎn)型電力系統(tǒng)迎來(lái)“數(shù)智時(shí)刻”
走進(jìn)一家企業(yè)園區(qū),大屏幕上能清晰顯示建筑發(fā)電與用能情況;工程師們點(diǎn)點(diǎn)手機(jī)屏幕,園區(qū)智能微電網(wǎng)運(yùn)維平臺(tái)已根據(jù)光照強(qiáng)度、溫度、風(fēng)力等因素自動(dòng)分配園區(qū)用電供給,并對(duì)用能結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化……當(dāng)前,在能源轉(zhuǎn)型過程中,數(shù)智技術(shù)與電網(wǎng)的深度融合已成為大勢(shì)所趨。
智能電網(wǎng)被業(yè)界認(rèn)為是清潔低碳、靈活高效,對(duì)新能源電力具有高消納能力的解決方案之一。電力行業(yè)專家表示,隨著電力電子技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、人工智能技術(shù)的進(jìn)步,我國(guó)電力裝備將迎來(lái)加快升級(jí)、交叉融合和全面提高的新時(shí)代,智能電網(wǎng)技術(shù)將高度融入新型電力系統(tǒng)發(fā)展過程中。
在國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局印發(fā)的《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2024—2027年)》中,也對(duì)提升電網(wǎng)對(duì)清潔能源的接納、配置、調(diào)控能力,對(duì)提升新型主體涉網(wǎng)性能、配電網(wǎng)全過程管理、創(chuàng)新新型有源配電網(wǎng)調(diào)度模式等方面作出了詳盡規(guī)劃。隨著新型電力系統(tǒng)的加快構(gòu)建,電力系統(tǒng)正迎來(lái)數(shù)智化升級(jí)“時(shí)刻”。
電從身邊取智能微電網(wǎng)打開新思路
什么是新型電力系統(tǒng)?中國(guó)工程院院士、中國(guó)南方電網(wǎng)首席科學(xué)家饒宏形象地表示,新型電力系統(tǒng)就是“電從遠(yuǎn)方來(lái)”與“電從身邊取”相結(jié)合,通過“大電網(wǎng)+數(shù)以萬(wàn)計(jì)的分布式配電網(wǎng)(+微網(wǎng))”的結(jié)構(gòu),打造數(shù)字化和智能化水平更高、更新能源友好的電力系統(tǒng)。
“電從身邊取”改變了傳統(tǒng)能源時(shí)代大電站+遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪J剑且环N更符合新能源發(fā)電特點(diǎn)的應(yīng)用模式。在國(guó)家出臺(tái)的一些政策方案中提出,在電網(wǎng)末端和大電網(wǎng)未覆蓋地區(qū),建設(shè)一批風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)的智能微電網(wǎng)項(xiàng)目,還要建設(shè)一批源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的智能微電網(wǎng)項(xiàng)目。一些企業(yè)也據(jù)此創(chuàng)新提出“智能微電網(wǎng)”的解決方案。方案集成了分布式發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、負(fù)荷管理、能量管理和通信技術(shù),協(xié)調(diào)分布式能源運(yùn)行,滿足智能電網(wǎng)所需的高技術(shù)要求,在工商業(yè)園區(qū)、鄉(xiāng)村、海島等區(qū)域建立獨(dú)立電力系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域內(nèi)的電力自給自足和優(yōu)化調(diào)度。
放眼全國(guó),探索采用智能微電網(wǎng)架構(gòu)的項(xiàng)目為數(shù)不少。如國(guó)家電網(wǎng)投資建設(shè)的中新天津生態(tài)城智能電網(wǎng)綜合示范工程,包含分布式電源接入、微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)、智能電網(wǎng)設(shè)備綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)系等12項(xiàng)內(nèi)容,提升了區(qū)域內(nèi)可再生能源的利用比例,提高了供電可靠性;南方電網(wǎng)在福建寧德霞浦縣西洋島也打造了微電網(wǎng)示范項(xiàng)目,項(xiàng)目涵蓋風(fēng)電和光伏發(fā)電、液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)、DMS系統(tǒng)等部分,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源電量100%消納,保障海島用能清潔可靠。
除了“國(guó)家隊(duì)”,民營(yíng)企業(yè)也在這一方向上有所探索。正泰面向家庭、鄉(xiāng)村、工商業(yè)園區(qū)、交通等領(lǐng)域開辟了集中匯流+儲(chǔ)能業(yè)務(wù)模式,助力形成“綠電生產(chǎn)-靈活消納-電力交易”的零碳價(jià)值鏈。俯瞰重慶渝泰新能源科技有限公司辦公樓,屋頂?shù)墓夥仃囀中涯浚@里是正泰全國(guó)首個(gè)建成的“光儲(chǔ)充放+智慧能效管理”智能微電網(wǎng)項(xiàng)目,項(xiàng)目融合分布式光伏發(fā)電、新型儲(chǔ)能利用技術(shù)、V2G車網(wǎng)互動(dòng)等功能元素,通過智慧能效管理系統(tǒng)對(duì)光伏發(fā)電、儲(chǔ)能蓄電、負(fù)荷用電進(jìn)行智能運(yùn)營(yíng)管理。該一體化新型能源系統(tǒng)25年總發(fā)電量可達(dá)237萬(wàn)度,碳減排可達(dá)2366噸。
此外,正泰還在山東濰坊成功落地3.5MW戶用光伏整村開發(fā)一站式智能微電網(wǎng)解決方案,在當(dāng)?shù)貎蓚€(gè)村44戶居民屋頂上安裝光伏電站,配置箱變升壓至10KV開關(guān)站,通過系統(tǒng)化規(guī)模化運(yùn)作,不僅讓村民用上清潔能源,更在一定程度上通過這一創(chuàng)新模式探索了分布式光伏電網(wǎng)消納新路徑。
電力電子化智能電網(wǎng)仍需突破幾重關(guān)
智能電網(wǎng)在電力系統(tǒng)脫碳進(jìn)程中扮演極為重要的角色,通過集成先進(jìn)的傳感器、通信、計(jì)算和自動(dòng)化技術(shù),它顯著提高了電力系統(tǒng)的靈活性和響應(yīng)速度,解決了可再生能源的接入、供電穩(wěn)定性和可靠性、電力負(fù)荷的預(yù)測(cè)和調(diào)控問題、電力交易智能化等系列問題。就如上海交通大學(xué)教授、國(guó)家能源智能電網(wǎng)研究中心主任江秀臣所說(shuō),學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為,整個(gè)電力系統(tǒng)未來(lái)的方向就是電子電力化。
轟轟烈烈的發(fā)展大趨勢(shì)下,智能電網(wǎng)發(fā)展卻也暗藏隱憂。清華大學(xué)電機(jī)系長(zhǎng)聘副教授、黨委副書記、直流研究中心主任余占清提到,作為支撐新能源接入及高效用能重要支撐手段的直流系統(tǒng)就面臨考驗(yàn),如斷路器、換流器、直流變壓器等設(shè)備均存在短板。此外極端天氣事件頻發(fā)和氣候變化也對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的能源供應(yīng)構(gòu)成了前所未有的挑戰(zhàn)。攻關(guān)與應(yīng)對(duì)智能電網(wǎng)發(fā)展路上的重重難關(guān)成為電力行業(yè)研究探索的重要方向。
作為電力新能源領(lǐng)軍企業(yè)的正泰,自主研發(fā)了750千伏系列植物油變壓器、全系列直流智能開關(guān)等構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,并在新材料端推出了石墨烯“超導(dǎo)銅”材料,以108%IACS的導(dǎo)電率(對(duì)標(biāo)銀的導(dǎo)電率)超越傳統(tǒng)導(dǎo)體材料,應(yīng)用在了低壓斷路器等產(chǎn)品中,目前正在使用該材料推進(jìn)十千伏節(jié)能變壓器的研究,為智能電網(wǎng)建設(shè)向縱深推進(jìn)提供設(shè)備和材料上的支持。
此外,國(guó)央企也發(fā)布了一系列融合AI技術(shù)的電力系統(tǒng)新進(jìn)展。2024年12月19日,國(guó)家電網(wǎng)發(fā)布千億級(jí)多模態(tài)行業(yè)大模型——光明電力大模型,通過人工智能技術(shù),為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、促進(jìn)新能源消納、做好供電服務(wù)提供支撐,目前已在電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)維、電網(wǎng)運(yùn)行、客戶服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用;12月27日,國(guó)網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)發(fā)布新型電力系統(tǒng)國(guó)家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái),并啟動(dòng)位于成都天府新區(qū)的數(shù)智電網(wǎng)科創(chuàng)園,提升電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力。
清潔能源發(fā)展不斷加速,各種突破性的技術(shù)快速涌現(xiàn),AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等前沿科技與智能電網(wǎng)的深度融合將會(huì)為電力行業(yè)帶來(lái)多大的想象空間,值得我們進(jìn)一步期待。
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