南方電網：數字電網推動構建新型電力系統

　　南方電網公司做好新能源配套電網規劃建設和發電電源上網接入。日前，廣西白云嶺風電場又一座風力發電機即將建成，公司黨員服務隊上門與風電場工作人員協調并網接入工作。 李志杰 攝

　　南方電網公司做好新能源配套電網規劃建設和發電電源上網接入，為廣東陽江能源產業發展特別是大型光伏、海上風電項目提供“一站式”服務。圖為廣東省陽江市陽西縣儒洞鎮長角水庫光伏發電站。賴增鵬 攝

　　南方電網公司試運行全國首套自動化虛擬電廠系統。該系統占地不到1平方米，卻連接深圳眾多新能源發電者和用電消費者的智能終端。他們的供需通過這個“數字大腦”高效匹配。黃志偉 攝

　　4月24日，南方電網公司在廣州發布《數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書》(以下簡稱白皮書)。

　　“數字電網將成為承載新型電力系統的最佳形態。”在白皮書中，南方電網公司系統闡述了以新能源為主體的新型電力系統的背景和意義、新形勢新要求以及“數字賦能、柔性開放、綠色高效”的三大顯著特征，南方電網公司將依托數字電網建設，多措并舉構建以新能源為主體的新型電力系統，服務碳達峰、碳中和戰略目標實現。

　　數字賦能：為高效消納新能源提供“核心算法”

　　白皮書認為，新型電力系統將呈現數字與物理系統深度融合，以數據流引領和優化能量流、業務流。以數據作為核心生產要素，打通電源、電網、負荷、儲能各環節信息，發電側(發電廠等)實現“全面可觀、精確可測、高度可控”，電網側(電網企業)形成云端與邊緣融合的調控體系，用電側(用電用戶)有效聚合海量可調節資源支撐實時動態響應。

　　白皮書介紹，2019年南方電網公司研究提出數字電網建設的戰略部署。數字電網是以云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等新一代數字技術為核心驅動力，以數據為關鍵生產要素，以現代電力能源網絡與新一代信息網絡為基礎，通過數字技術與能源企業業務、管理深度融合，不斷提高數字化、網絡化、智能化水平，而形成的新型能源生態系統，具有靈活性、開放性、交互性、經濟性、共享性等特性，使電網更加安全、可靠、綠色、高效、智能。

　　數字電網將成為承載新型電力系統的最佳形態。南方電網依托強大的“電力+算力”，通過海量信息數據分析和高性能計算技術，透過數據關系發現電網運行規律和潛在風險，實現電力系統安全穩定運行和資源大范圍優化配置，使電網具備超強感知能力、智慧決策能力和快速執行能力。這給廣東、廣西、云南、貴州、海南五省區的清潔能源消納和消費按下了“快進鍵”。

　　2020年底，五省區非化石能源裝機和電量占比分別達到56%和53%，居世界前列，風電、光伏發電利用率均達99.7%，區域能源結構轉型成效顯著。

　　白皮書提出，南方電網公司將加快建設數字電網，持續打造和完善一系列數字業務技術平臺，使之具有強大的數據管理能力、超強的計算能力和以數據驅動業務的能力；加速電網管理數字化轉型，推動電網規劃、建設、運維、物資、調度、營銷等多專業高效協同，提升企業運轉效率，確保面向眾多新能源客戶的高效服務水平；加大5G基站、物聯網、電動汽車充電樁等新型基礎設施建設配套投入；對接好國家工業互聯網和數字政府，充分利用電網企業在算力、算法和數據資源上的優勢，促進政府、產業上下游和用戶的密切互動，引導能量、數據、服務有序流動，推動能源生態系統利益相關方開放合作、互利共生、協作創新。

　　柔性開放：支持新能源成為主力電源

　　白皮書認為，在新型電力系統中，電網作為消納高比例新能源的核心樞紐作用更加顯著。“跨省區主干電網+中小型區域電網+配網及微網”的柔性互聯形態和數字化調控技術將使電網更加靈活可控，實現新能源按資源稟賦因地制宜廣泛接入。大電網柔性互聯促進資源互濟共享能力進一步提升，配電網呈現交直流混合柔性電網與微電網等多種形式協同發展態勢，而智能微電網作為提高供電可靠性和高滲透率分布式電源并網重要解決方案，將逐步在城市中心、工業園區、偏遠地區等推廣應用。此外，新能源+儲能、新能源+負荷+儲能等多元協調開發新模式也將不斷涌現。

　　目前，南方電網西電東送已形成“八交十一直”輸電大通道，送電規模超5800萬千瓦，年送電量超2300億千瓦時，已擁有自主化的大容量特高壓多端柔性直流輸電技術，在大型交直流電網規劃、建設和運行技術與實踐方面處于領先地位。同時，推進輸配電線路無人機巡、數字變電站、智能配電房、智能微電網、智慧園區等數字化場景建設，人工智能廣泛用于電網設備巡檢、智能客服、負荷預測等業務。

　　南方電網公司將依托數字技術增強對新能源的“可觀、可測、可控”水平，推進電力系統擁有更加有敏銳的“五官”和更加聰明的“大腦”，支持新能源發電設備作為主力電源參與電力系統調控過程。

　　白皮書提出，南方電網公司還將持續利用數字技術構建堅強主網架和柔性配網；統籌利用風電、光伏、生物質等區域分布式能源資源，因地制宜建設交直流混合配電網和智能微電網，持續加強配電網數字化和柔性化水平，提升對分布式電源的承載力。

　　“十四五”和“十五五”期間，南方電網公司將推動南方五省區區域分別新增1億千瓦風光新能源裝機，新能源裝機將從目前0.5億千瓦增加到2030年2.5億千瓦，支撐提前實現碳達峰。

　　白皮書還提出，南方電網公司大力實施創新驅動戰略，增強構建新型電力系統的科技支撐力和產業帶動力。南方電網公司將積極開展新型電力系統運行機理與發展形態、基于數據驅動的新型電力系統分析與控制基礎理論和方法等基礎研究，在新能源發電大規模并網消納、數字電網、電力專用芯片、電網柔性互聯、先進儲能技術、虛擬電廠等方面實現突破，促進數字化技術與電力技術深度融合，建設支撐新型電力系統國家級創新平臺，形成具有我國自主知識產權的新型電力系統關鍵技術和標準體系。加快實現關鍵領域核心技術獨立自主和升級換代，促進形成完整且具備國際一流水平的電力產業鏈。

　　綠色高效：大數據技術助用戶挖掘節能潛力

　　據預測，到2030年和2060年，我國新能源發電量占比將分別超過25%和60%，電力供給將朝著逐步實現零碳化邁進。白皮書認為，新能源將成為新增電源的主體，并在電源結構中占主導地位。

　　終端能源消費“新電氣化”進程也將加快。工業、建筑、交通三大領域終端用能電氣化水平將從目前的30%、30%和5%提升至2060年約50%、75%和50%，數字經濟的快速發展也將推動終端用能電氣化水平進一步提高。

　　而隨著新能源和傳統電源角色發生轉變，需要有效完善的電力市場支撐，以更高效地協調不同市場主體的利益訴求，實現全要素資源的充分投入和優化配置。

　　白皮書提出，南方電網公司以數字技術助推能源消費革命，推動綠色生產生活方式廣泛形成。“十三五”期間，南方電網持續推進電能替代，在電鍋爐、電蓄冷、港口岸電等重點領域取得積極進展，“十三五”累計實現替代電量約1000億千瓦時，2020年五省區電能占終端能源消費比重達32%，比2015年提升4個百分點。同時南方區域(以廣東起步)電力現貨市場和區域調頻輔助服務市場在全國率先開展結算試運行，電力市場建設走在全國前列。

　　南方電網公司將利用數字技術構建適應新型電力系統的現代供電服務體系，提高服務效率和客戶體驗，支撐業務創新，幫助用戶不斷釋放需求潛能；通過物聯網和區塊鏈技術聚合海量用戶側可調節資源，大力建設虛擬電廠，引導用戶合理用電，促進發電側與負荷側雙向互動。

　　南方電網公司還將通過大數據技術輔助用戶挖掘節能潛力，促進能源消費從單一、被動、通用化的利用模式向融合多種需求、主動參與、定制化的高效利用模式轉變，推動電動汽車、電能替代、節能減排、綜合能源服務的發展；加快建設南方區域統一電力市場，豐富電力市場交易品種，探索靈活多樣的市場化需求響應交易模式。

　　(張偉雄)