以數字電網推動構建新型電力系統的思考與展望

新型電力系統最典型的特征之一是新能源將在電源結構中占據主導地位。隨著新能源的廣泛接入，其自身的隨機性、間歇性與波動性將會對電網的柔性可控提出更高要求。基于此，數字賦能作為新型電力系統的另一典型特征具備了充分的必要性及必然性，數字電網也將成為承載新型電力系統的最佳形態。數字賦能的新型電力系統將以數據作為核心生產要素，打通“源—網—荷—儲”各個環節信息，利用海量數據分析與高性能計算技術，透過數據關系發現電網運行規律及潛在風險，使電網具備超強感知能力、智慧決策能力和快速執行能力，進一步保障電力系統的安全穩定運行，助力實現大范圍的資源優化配置。

一、數字電網以數據為核心的技術體系架構賦能新型電力系統構建

從數據接入的角度來看，新型電力系統將實現多模態的傳感量測數據接入，有效支撐新能源發電多維度的實時狀態監測，提升電網透明化水平，并為發電側的精準功率預測提供更全面、更準確的數據基礎；小微傳感及芯片智能終端將賦予電網更為強大的邊緣感知與控制能力，依托邊緣計算進一步滿足自動發電控制、快速頻率響應等功能需求，實現新能源發電側的“全面可觀、精確可測、高度可控”；同時，物聯網平臺的構建將支撐海量終端數據的統一化接入與管理，并在云端數據中心實現秒級匯聚，為后續的云上“大腦”提供標準化格式的數據來源。

從數據分析的角度來看，基礎的機電模型與狀態方程等傳統電力分析方法，將不再適用于大量新能源接入后瞬息萬變的復雜網絡與更為難以把握的電磁暫態過程。依托云計算和邊緣計算中面向大數據的先進計算技術，將助力未來千萬級維數的模型解析，實現快速、高效的新型電力系統分析；此外，數字電網將基于全面、準確、透明的海量采集數據，透過數據關系逐步探索電網運行規律，并及時發現、預警電網風險，形成“云邊協同”的調控體系，支持千萬臺級新能源設備作為主力電源參與電力系統調控過程，奠定電力系統充分消納新能源、保障能源供應和安全的關鍵基礎。

從數據決策的角度來看，依托知識圖譜、強化學習等前沿AI技術，提供高精度區域負荷預測及新型電力系統認知服務，支撐在新的能源結構下的智能停電計劃編排、調度智能防誤等輔助決策功能。目前，廣西廣西電網公司電力調度控制中心已開展基于調度AI認知服務的自動化值班智能語音助手技術的相關研究。基于電力系統的多種信息進行模型訓練，支撐常規問題的搜索推薦功能和系統的分析計算功能，豐富系統的交互手段，提供分析決策依據，提高電網運行系統的操作性。同時，新一代數字化技術將助力打造覆蓋電網全過程、全環節的數字孿生電網，實現電網故障的快速預演、驗證及智能決策，在充分消納新能源的同時，進一步保障電網安全和抗沖擊能力，支撐供需的動態平衡。

二、數字電網承載新型電力系統構建的下一步重點工作方向

一是不斷完善新能源發電側的智能終端接入，進一步深化數字電網基礎設施升級。相對于傳統物理電網而言，智能終端廣泛部署所帶來的先進傳感量測是數字電網建設的基本條件，以5G為核心技術的先進通信傳輸通道是推進“云邊融合”智能調控體系的必要保障。因此，加快小微傳感、芯片等技術攻關，推進電網一二次設備的高度數字化，構建新型電力系統的邊緣計算集群，是數字電網承載新型電力系統的根基，以滿足2025年前具備支撐新能源新增裝機1億千瓦以上的接入消納能力的總體目標。

二是持續推動“云大物移智”等前沿技術研究，打造適應以新能源為主體的新型電力系統的高性能軟件。隨著信息化、數字化技術的不斷發展，通過云數據存儲、大數據處理、人工智能算法等前沿技術實現電網核心功能已成為數字電網建設的共識。然而，在新能源大規模并網、新型電力系統市場化、多系統協同需求提升、用戶差異化行為等背景下，依托先進技術開發適應新型電力系統、支撐電網調度運行及管理的高性能軟件，充分滿足電力系統高度不確定性的分析需求，將成為下一步研究的重要方向。

三是推進數字能源產業的多方位融合發展，加速建設能源節約型社會。踐行“雙碳”國家戰略，電力行業同各學科的融合發展是不可或缺的重要環節，在接入各行業領域數據的基礎上，構建全方位特征向量，探索精準、高效的計算方式；積極融合其他領域的前沿科技成果、創新成果，在新能源發展、用能服務等領域尋求全新的解決方案及最優模式，進一步提升電網安全、可靠、綠色、智能水平。

三、結語

總而言之，數字電網作為我國能源革命中的“主力軍”，是承載以新能源為主體的新型電力系統的最佳形態，對促進能源產業轉型升級，打造清潔低碳安全高效的新型能源體系，最終實現碳達峰、碳中和目標具有重要意義。

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