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应对“双高”挑战协同源网荷储拥抱数字变革

2025-11-04 14:41来源:南方电网报作者:薛子怡关键词:分布式智能电网新型电力系统人工智能收藏点赞

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建设新型电力系统,是推动能源转型的关键支撑。2025年10月30日,第六届新型电力系统国际论坛暨第二十一届中国南方电网国际技术论坛在海南博鳌隆重召开。

如何让绿电穿山越海,点亮万家灯火?新型电力系统的未来发展蓝图如何绘制?来自国内外能源电力主管部门和产业链上下游企业、行业协会、科研院校的专家齐聚一堂,围绕“共建新型电力系统,加快能源低碳转型”主题,深入探讨新型能源体系构建背景下,新型电力系统建设的路径与实践,为全球能源绿色低碳转型贡献中国智慧与方案。

电网如何接得住?

——筑牢绿电输送生命线,破解“双高”挑战

新型电力系统的核心支撑在于电网。如何打造适配高比例新能源的电网架构,成为论坛热议焦点。

分布式智能电网是实现2035年36亿千瓦风光装机目标的必然选择和核心基础设施。”针对今年我国宣布的新一轮国家自主贡献的目标,中国工程院院士、南方电网公司专家委名誉主任委员李立浧提出方案。他认为,未来十年风电和太阳能发电装机需要新增19亿千瓦,传统的“大机组、大电网、集中式”的电力系统模式难以完全适应高比例新能源的挑战。而基于数字化、信息化、智能化技术的分布式智能电网,可与西电东送大电网协同互补——既能实现能源的就地消纳和局部平衡,又能聚合储能、电动汽车等分散资源,为电力系统提供灵活调节能力,为风光装机目标落地提供核心支撑。

当前,新型电力系统呈现出“高比例可再生能源、高比例电力电子设备”的“双高”特征,保证电力系统的安全稳定成为关键。南方总调副总经理谢一工提出,要深入开展高渗透率安全稳定机理研究,推动防控体系从事后被动应对转为事前主动防御,把新能源从被动接纳转化为主动赋能的稳控资源。南网科学研究院董事长郑外生则以西班牙大停电事故为鉴,强调需持续探索新型电力系统的稳定机理及演变规律,避免理论滞后于实践。

“构网控制是有效应对‘双高’电力系统稳定问题的先进控制技术。”南方总调方式处高级技术专家谢惠藩从构网控制技术角度提出见解,其中构网储能具备频率惯量支撑、被动孤网稳定运行等核心能力。南方电网公司在云南文山丘北完成的南网区域首个构网储能带100%新能源孤网的运行试验,已验证该技术在老挝北部、中国贵州松桃等易发生被动孤网场景区域的应用价值,为高比例新能源区域的安全运行提供了技术范本。

随着新能源规模激增,精准预测与高效调节成为保障电力平衡的关键。数据显示,近三年来南方区域新能源装机以年均5000万千瓦的速度增长,预计“十五五”末将达到4.6亿千瓦规模,集中式新能源场站或超3000座,分布式户数将突破180万户。

对此,南方总调水电及新能源处主管邓韦斯以构建新能源功率预测价值生态圈破题。她认为,生态圈的构建将集众家之所长,聚焦国内预测领域的先进技术,实现数据多维共享,有力破解新能源的间歇性、波动性和间接性带来的电力电量平衡难题,有效应对新型电力系统保供应保消纳挑战。

电力系统的高效调节需要新型储能技术予以支撑。加拿大工程院院士钟志勇聚焦全钒液流电池的应用价值,指出其安全性优势适合长时储能场景,可有效缓解西部省区弃风弃光问题。通过全钒液流电池储能系统,不仅能降低新建输电线路投资,还可减少弃风弃光与运营成本,实现有效性、经济性与安全性的平衡。中国电力企业联合会专家委副主任委员、国家气候变化专家委员会委员王志轩认为,围绕长时储能、构网型储能、固态电池等技术,促进大规模的可再生能源的消纳,将成为新型储能发展的未来方向。

新型电力系统对区域电网建设提出更高要求,海南是其中一个典型案例。“电力需求刚性增长和电力结构低碳化转型加快,对海南新型电力系统建设提出系列要求。”针对海南自贸港封关后的能源需求,中国电建集团海南电力设计研究院总工程师张兴华认为应该构建坚强柔性的智慧电网体系,并给出“海岛方案”:加快推动跨海联网第二通道的建设,积极谋划跨海联网后续通道,打造坚强柔性主网架,确保新能源“发得出、送得走”。

在经济性优化方面,帝国理工学院教授戈兰·斯奇贝克分享了欧洲电网互联的实践成果,以北欧、南欧资源禀赋差异为例,提出依据区域资源特点精准部署、通过跨国跨区域电网协同运营将更加经济有效。“在海上风电领域,中国电网展现出了国际领先实力。”戈兰·斯奇贝克特别指出。

终端如何用得好?

——源网荷储协同互动,重构用能生态

始于能源,但不止于能源。终端消费侧的绿色转型与灵活互动,是新型电力系统高效运行的关键环节。如何推动电能替代、培育柔性负荷、完善市场机制,实现“源荷互动”,成为论坛聚焦的另一核心议题。

虚拟电厂、车网互动等新业态的发展,正在重塑终端用能格局。南方电网公司市场部副总经理王坚介绍,目前南方电力市场已实现虚拟电厂聚合容量超1500万千瓦,车网互动响应电量超1000万千瓦时。

“新型电力系统建设需要由传统的源随荷动的方式向源荷互动的主动型转变。”以深圳这一超大城市为例,南网科学研究院领军技术专家赵文猛提出,虚拟电厂不应局限于需求响应安全保供的角色,更应成为可持续市场化运营的信息经营主体,实现资源的跨越聚合,并参与电力系统的运行和电力市场的运营。这就要求虚拟电厂研发成套的技术装备,实现虚拟电厂参与电网调度全业务贯通,持续构建完善虚拟电厂的体制机制和产业生态。

工业领域作为用能大户,其绿色转型成为终端赋能的重要抓手。清华大学新型电力系统运行与控制全国重点实验室副主任程林指出:“我国工业负荷与碳排占比都已达70%以上,工业绿色微网是破解减碳与消纳双重难题的有效路径。”通过绿电直连、源网荷储协同等模式,可推动钢铁、化工等行业深度脱碳。例如,在钢铁行业采用绿电制氢、绿氢炼铁,既能大幅消纳新能源,又可根据新能源的出力灵活调整产能,进而实现以氢代碳、以绿电代煤的转型目标。

市场机制是激发终端消费活力的核心保障,当前我国已初步建成全国统一电力市场体系,但仍面临诸多挑战。华南理工大学电力学院教授荆朝霞提出,调度与市场的协调关系、市场环境下的电力安全保障、最优资源配置的市场体系构建、应对市场失灵的政府作用发挥是电力市场亟需解决的四大关键问题。荆朝霞认为,政府先明确能源战略与目标,通过扩展混合电力市场,将中长期市场分为政府驱动与市场驱动两类,利用可持续发展结算机制等工具,推动政府与市场协同,或是平衡“绿色、安全、经济”这一能源“不可能三角”的有效途径。

跨经营区常态化交易作为全国统一电力市场版图中的“最后一块拼图”,获得各界广泛关注。广州电力交易中心发展研究部主任陈晓东提出,今年10月开展的跨经营区现货试点交易成功验证了国网用户参与南方区域市场的可行性。针对跨经营区交易存在的市场管理交互流程复杂、现货结算模式有待优化等问题,全国首个输电权试点机制——闽粤联网的输电权的试点正稳步推进,为全国统一电力市场打通关键节点。

变革如何智能升级?

——AI与数字技术重塑电力系统范式

“新型电力系统呈现强随机波动、高度电力电子化等特征,传统分析方法难以应对,人工智能为解决这些问题提供了新路径。”华北电力大学校长毕天姝表示,人工智能在电力系统中的应用正从辅助决策向自主控制演进。

本次论坛中,“人工智能”“大数据”成为与电力系统深度绑定的关键词。各方专家围绕技术创新与应用实践,分享了系列突破性成果与探索方向,引领行业变革趋势。

近年来极端天气频发,在新能源功率预测领域,广东省气象台副台长李霞分享了技术突破:通过大模型评估+极端天气小模型集群,将台风路径预报提前量达9天,雷暴大风识别率达90%。目前该技术已融合进风电、水电、核电等新能源预报系统平台,为新能源功率预测提供气象支撑。

国能日新科技股份有限公司数据中心部经理李丹丹则展示了数字化技术如何赋能气象预测与电力交易。该中心自主研发的“旷冥”大模型3.0版本依托覆盖中国区域近6000家新能源场站的实测数据并构建数据池,在极端天气下的现货交易策略场景中,可以将台风过程可以定位到每一个服务新能源的场站上,指导极端天气下电力交易的策略及风险控制,确保客户在交易市场中的收益。

数字孪生技术为电力系统全生命周期管理提供了新工具。南方电网构建的数字电网孪生平台,通过“孪生+AI”融合,打造电网“智慧中枢大脑”,实现电力系统状态实时感知、设备全域映射、数据全面分析、决策智能执行。该平台可支持分钟级数据回溯与未来工况预估,能在电网灾害应对中预判每一步行动,大幅提升资产安全与运维效率。值得关注的是,这一技术还可类推应用于铁路、公路等网络状的国家关键基础设施中,为其智能安全高效运维提供解决方案。

电力现货市场出清的效率与精准度,直接影响市场运行质量——作为电力现货市场出清最复杂的计算引擎,求解器的重要性不言而喻。南方总调自动化处一级拔尖技术专家彭超逸分享了“天权”电力市场出清求解器的突破:通过建立首个同时考虑梯级水电、多端直流、储能等复杂运行约束的出清模型,“天权”解决了超大规模出清困难,如今半小时就可完成一次出清计算,将年度仿真效率较传统软件提升20倍,日前市场仿真效率提升4倍。

“AI的尽头是能源,能源的未来是AI。”华为电力数字化军团副总裁夏文波道出了算力与电力协同发展的必然趋势。华为通过构建确定性通信网络、优化算力任务调度,实现电力与算力在时空上的协同匹配。“我们将与电网合作构建新型电力系统通信目标网架构。面对新型电力系统的发展,做到‘主网智强、中压融合、低压透明、高速安全和天地一体’,才能确保行业未来走得更远。”

随着“十五五”规划的谋划实施,新型电力系统建设迎来关键发展期。正如世界能源理事会秘书长兼首席执行官安吉拉·威尔金森所言,能源转型是一场“系统中的系统”革命,需要跨越国界的知识共享、市场协作与信任建立。未来,各方将以本次论坛为契机,深化交流合作,持续推动技术创新、机制完善与生态共建,为构建新型能源体系、实现全球能源绿色低碳转型作出更大贡献。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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