以数字化技术支撑构建多能源友好接入的分布式智能电网
发表时间：2022-09-16
【赛普瑞电气】2021年3月，中央财经委第九次会议再次对碳达峰碳中和作出重要部署，强调要构建以新能源为主体的新型电力系统，明确了“双碳”背景下我国能源电力转型发展的方向。
新型电力系统较传统电力系统将发生重大变化。由于风电、光伏、储能及充电桩等分布式能源在配电侧快速发展，传统电力系统的源随荷动将向源荷互动转变，电网的形态结构也将从智能主网为主向智能主网和分布式智能电网并重转变。在光伏发电领域，2021年我国新增光伏发电并网装机中，分布式光伏新增约2900万千瓦，约占全部新增光伏发电装机的55%，在历史上首次突破50%，光伏发电集中式与分布式并举的发展趋势明显。但是，由于新能源的波动性、随机性和间歇性，以及新能源发电设备的低抗扰性和弱支撑性，将给电力系统带来不同时间尺度的功率平衡能力和电网安全及抗冲击能力两大挑战，传统电力系统自上而下的垂直一体化管控模式，也逐渐向新型电力系统的分层集群聚合模式转变，电网安全稳定控制难度明显增加，用户侧供需互动需求显著加大。面对能源开发向分布式方式转变，发展分布式智能电网成为必然趋势，数字化技术将支撑和推动构建以新能源为主体的分布式智能电网建设。
2022年1月，国务院印发的《国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见(国发〔2022〕2号)》明确指出，开展源网荷储一体化、能源数字化试点、研究建设能源数据中心。为此，南方电网公司印发了《南方电网公司融入和服务贵州在新时代西部大开发上闯新路的重点举措》，提出全面构建数字电网，通过数字电网突破原有技术，形成电网新形态，打造能源生态系统的核心枢纽，赋能智慧能源生态的形成和发展，推动分布式智能电网建设，服务清洁低碳、安全高效的能源体系，助力“双碳”目标实现。
数据中心在数字电网构建中处于关键枢纽地位，南方电网公司积极融入“东数西算”战略布局，以能源行业需求为导向，做好南方能源数据中心整体设计并有序推进建设，深度参与全国一体化算力网络国家枢纽节点建设，形成面向南方区域乃至全国的“电力+算力”示范。南方电网贵州电网公司通过数字电网加快构建数字能源生态，促进能源行业和经济社会创新发展，建设新型能源算力基础设施，加快推进南方能源数据中心建设，充分发挥电网作为能源电力枢纽平台的作用。打造绿色、云化的能源“算力”中心，面向全社会提供能源数字服务，因地制宜融合数据中心、充电站、5G基站、北斗基站等功能，推动电网与数字基础设施融合发展。
依托数据中心，实现对海量分布式新能源的“可观、可测、可控、可调”。随着分布式新能源在电网中的比重增加，其对电网安全稳定运行的影响越来越大，分布式新能源的“自由”并网、“分散”运行、“无序”控制状态将不能长期存在。为此，南方电网贵州电网公司将构建“源网荷储”便捷接入的能源异构数字化监测平台，以实现新能源设备“可观、可测、可控、可调”。首先，构建一套可兼容多种新能源设备的通信网络，将新能源设备接入至南方电网全域物联网平台，实现“全面可观”;然后，建成一个针对海量多源异构数据的融合处理平台，实现区域内新能源设备运行状态的精准感知和智能预测，实现“精确可测”。此外，依托能源异构数据融合监控平台，设计全局和区域控制体系，实现对区域内新能源设备的“协同调控”，确保电网安全稳定运行。
分布式智能电网是实现能源数据中心绿色、安全、高可靠的必要依托，而数字化技术是实现分布式智能电网的重要支撑。基于人工智能、大数据等技术，推动电力网、信息网与海量数据的深度融合，实现分散资源主动聚合和主动同步，同时，通过数字化技术推动智能主网与分布式智能电网协同发展。此外，还需发挥好电网的数字平台优势，为整县光伏开发商、综合能源服务商等提供技术服务。
为此，南方电网贵州电网公司认真贯彻落实国家“双碳”战略及发展分布式智能电网的总体部署，兼顾科学论证和工程实践，坚持科技创新服务生产实际。南方电网贵州电力科学研究院通过系列南方电网重点科技项目和贵州省科技支撑计划项目，以数字化技术助力“分布式智能电网”在贵州省盘州市羊场乡落地示范，该示范区同步被确定为南方电网柔性配网示范区和贵州电网新型电力系统示范区，示范区主要面向农村能源绿色低碳发展转型和高品质可靠供电需求，新型网架结构、多种控制模式和系列数字化等技术将成为重要支撑。
目前，南方电网贵州电力科学研究院已研发了适应多种新能源的协议转换器、智能光伏断路器、构网型PCS、构网型能量路由器以及交直流互联装置等设备，预计到2022年底，部分关键性技术及装备将在示范区落地，未来2-3年，以分布式智能电网为平台的绿色低碳生态链将在示范区将初显成效，形成系列装备和支撑分布式智能电网的数字化监控平台，实现分布式智能电网“可观、可测、可控、可调”，提升新能源的消纳能力及电网的安全稳定运行能力。
(本文作者：肖小兵系贵州电网有限责任公司电力科学研究院配网技术研究中心副总经理，李跃系贵州电网有限责任公司电力科学研究院配网技术研究中心专责)，由开关柜除湿器厂家赛普瑞电气分享！