碳中和背景下我国新型电力系统构建过程中的问题与建议

碳中和背景下我国新型电力系统构建过程中的问题与建议

Summary：我国电力行业和我国科技水平的快速发展，工业水平有了显著进步，而这也加剧了能源的消耗。长期以来，我国一直以化石能源为主要消耗品，碳排放量大幅提升，致使气候问题越来越严峻。而在我国电力系统动态发展的过程中，先进的技术与设备使我国新能源技术的使用越来越深入，实现了电力系统的进一步优化，既满足了人们生活、生产的需要，也契合了电气化时代的发展趋势。通过对光伏发电、风电、水电等新能源的开发，能够进一步拓展我国的能源渠道。但先进技术的发展也对设备的应用提出了更高的要求，构建新能源为主体的新型电力系统也成了当前关键的挑战，但却是一条可持续发展的道路，所以应该开展深入的研究。Keys：电力系统；新能源；双碳；稳定性；智能化引言国内各项活动量的增加，对供电质量、供电平稳性提出了更高要求。加强电力行业发展，构建智能电力体系，成为电力行业技术升级的关键话题。应对新时期电力使用的各项挑战，电力行业需积极引入自动科技，研发全新的供电方法，创建用电安全方案，积极消除供电风险，精细运维各项供电程序，发挥电力行业的经济助推功能。1优化电力系统的必然性通过电力生产和存储实现碳达峰与碳中和不能一蹴而就，其是多个环节共同作用的结果。火力发电是电力生产碳排放的重要来源，故由新能源发电代替传统火力发电是降低碳排放问题的有力手段。目前中国各大电网公司也纷纷响应国家“碳达峰、碳中和”发展规划，正在逐步关闭碳排放问题突出的火电厂，加快以新能源为主体的新型电力系统的建设。由于智能电网的需求，电力系统在运行安全、稳定的前提下，需提高开关开断速度与电源切换速度，提高电力系统电能输送率，减小电能损耗。这就需要在输、配电网络中，加入大量电力电子设备。在用电侧，加快设备电气化改造，提高各个设备的用电率，降低传统电力系统终端用能的碳排放问题，在电力系统发电侧、供配电侧与用电侧的共同作用下，实现国家减碳需求。2电力系统发展现状新能源电力系统利用的能源形式主要包括太阳能、地热能、海洋能和风能等一系列能源，这些能源具有储量大、可再生、分布范围广等特征。我国新能源的研究起步较晚，相关技术、配套管理、规划设计和市场机制还有待进一步的研究。能源电力系统现在仍处于资金投入的阶段，随着相关技术和研究的发展，其相对于传统电力的价格优势、环境综合盈利优势将逐步体现出来。现阶段我国新能源电力系统的发展与世界先进水平还有一定差距。技术上面临国际上的技术垄断和封锁，我国将大量资金投入与新能源相关技术研究和设备开发上，导致新能源发电成本高，收益率较低。但随着近年来的发展，我国相关的技术和设备已经逐渐摆脱对西方国家的依赖，自主水平化水平不断提高。在制度设计方面，我国新能源的政策制度还不够完善，缺乏顶层设计和相关制度规划，市场化水平和市场参与度不高，新能源发电价格机制还不够完善。同时，行业内也缺少统一的行业标准与设计规划，导致各类型能源系统不能很好融合和协调工作，这种情况阻碍了新能源电力系统的发展。3新型电力系统实现路径3.1电力应急数字化技术与标准同步研究电力应急数字化领域具有广阔的应用前景，应从电力应急实际业务出发，系统性分析人工智能、大数据、数字孪生、5G等先进数字化技术在电力突发事件全流程应对中的应用场景，同步开展基于电力大数据、人工智能的灾害预警监测与风险分析技术研发与标准研制；同步部署基于人工智能、数字孪生的应急指挥与智能决策技术研发与标准研制；结合5G等先进通信技术，在电力应急通信装备研究中同步开展标准研制；探索电力数字化技术与标准融合发展路线，引领数字化技术为电力应急赋能。3.2数字技术在电力系统和综合能源系统中的应用将改变能源传统利用模式，推动能源电力各环节加速向数字化、智能化发展，促进能源电力市场化改革和绿色低碳发展，满足用户高质量用能用电需求。基于数字化的信息与物理系统融合将成为新型电力系统的显著特征，新一代数字技术将成为推动新型电力系统发展的核心动力。在新型电力系统中；云计算、物联网提供超大规模信息连接和处理能力，奠定新型电力系统关键的数字基础设施；区块链提供高强度的数据管理和保护能力，构筑新型电力系统生态发展的安全核心。3.3电网智能调度智能调度可保障电力系统各项资料的采集有效性，显著强化电网调度程序的安全性，有效预测电力程序的运行效果。各地区电网调度方式表现出差异性，县级区域电网调度系统容量较小，服务器选择多数为商用终端。市级区域电网调度容量相比较大，对供电管辖范围内的各类型变电站进行高效监管，保证配电效率。自动化科技研发时确定智能调度项目，此功能可全面获取电力系统的运行资料，切实提升电网调度的有效性。智能调度平台的建立以消化大量无用数据、加强电力资源均衡分配为目标，有效缓解电力系统的运行负载问题，切实增强电网各项资源的调度能效。初期电网调度工作主要由人工完成，进行人工电网调度，此种调度方法较为简单，新时期，人工智能科技的融合，可引入深度学习科技加强电网用电预测，适用于多种用电场景，高效调度电网资源，增强电网调度的风控能力，切实发挥智能调度功能。在智能调度体系中融合知识图谱展示方法，可给出多种调度决策建议，提升调度有效性。深度学习与知识图谱联合构建智能调度平台，具有较强的电网调度能力，能够有效挖掘电力数据信息，提升电力资料的处理质量，完整展示调度区域的电力使用特点，确保电网调度决策的有效性。3.4信息技术与智能化技术在我国“双碳”目标的需求下，电力系统也要朝着智能化、自动化的趋势发展，因此，大数据技术、云计算技术、物联网技术、互联网技术、区块链技术等先进技术的应用势在必行。先进智能技术的应用能够大幅提升新型电力系统的稳定性、可靠性，优化电网的能量流与信息流。通过在新型电力系统中接入智能仪表、传感器等装备，即可实现在发电、输电、配电、用电等环节的数字化控制，但由于大部分的技术与芯片来源于国外，这就需要合理应用区块链加密技术、入侵检测技术等，进而优化电力设备的信息安全防护措施，保障信息安全性。除此之外，以新能源为主体的新型电力系统正在朝着智能化、自动化的趋势发展，所带来的数据计算量和规模也随之扩大，单独的计算设备已经难以满足运算需求，所以，应合理应用云计算技术，通过加强电力系统的信息化建设，实现大规模、多维度数据的精准化处理，进而推动数字电网的建设。结束语为了实现国家“双碳”目标，保护人类共同的家园，电力产业需要重新构建以新能源为主体的新型电力系统，为了满足智能化与快速化的要求，新型电力系统还加入了大量的电力电子元件。新能源与电力电子的存在，使传统电力系统的稳定性分析方法不再适用，这就需要电力系统在运营管控方面、能源生态方面和资源技术方面进行转型，开发、推进新理念与新技术。Reference：[1]赵海峰.能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术