“十五五”規(guī)劃綱要提出,“著力構建新型電力系統(tǒng),全面提升電力系統(tǒng)互補互濟和安全韌性水平,優(yōu)化全國電力流向和跨區(qū)域通道布局,加快智能電網建設”。
電力系統(tǒng),對于當代經濟社會發(fā)展的重要性不言自明。它是萬家燈火的能源基座,也是支撐生產活動的“動力心臟”。每個經濟“細胞”的活動,都離不開電力的持續(xù)供給。
當前,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)正面臨兩道難題。
第一道難題來自電力系統(tǒng)內部。不同于其他能源傳輸與分配系統(tǒng),電力的生產與消費需要實時平衡。然而,一邊是高比例間歇性新能源并網、電源出力的不確定性大幅增加,另一邊是全社會用電需求持續(xù)增長、電力負荷峰谷差進一步拉大,這讓電力供需平衡難度顯著增加。
另一道難題來自系統(tǒng)外部。隨著全球氣候變化不斷加劇,極端天氣和自然災害正呈現“頻發(fā)、廣發(fā)、強發(fā)、并發(fā)”態(tài)勢,電力應急保供面臨嚴峻挑戰(zhàn)。
面對內外兩重現實考驗,加快建設更加堅強智能的“大網”、更加靈活自治的“小網”,正成為破解能源供需平衡難題、提升安全保供水平的重要支撐。
先看“大網”——智能電網,就是給傳統(tǒng)電網的“軀干”裝上大腦和神經。
通過先進的傳感、通信和控制技術,將發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)緊密連接起來,使電力系統(tǒng)實現能量流和信息流的高度融合。通過采集分析多源運行數據,智能電網像中樞神經系統(tǒng)一樣感知風險態(tài)勢,并利用輔助決策能力指導資源調度與應急處置,從而更加高效地防控風險。
這是如何做到的?以主動防御與快速恢復為例。
通過智能決策在線生成主動防御與快速恢復優(yōu)化方案,指導實施預防控制、緊急控制和恢復控制。在事前,根據運行方式、網絡拓撲、災害預測場景等信息,制定運行方式微調策略,實現系統(tǒng)穩(wěn)定邊界擴張;在事中,快速切斷故障傳播路徑,降低連鎖故障風險,盡可能縮小影響范圍;在事后,構建穩(wěn)控協同與滾動優(yōu)化的恢復方法,綜合提升電力系統(tǒng)的恢復速度與效果。通過事前、事中、事后的協同應急,處置電力系統(tǒng)極端事件實現從“被動應對”到“主動迎戰(zhàn)”的突破。
再看“小網”——微電網是由分布式電源、儲能裝置、負荷和控制設備組成的小型發(fā)配用電系統(tǒng)。微電網平時可以并入大電網協同運行,必要時也能夠切換至離網模式,自給自足供應區(qū)域內的用電負荷。
這種特性使微電網成為提高末端供電靈活性和可靠性的重要方案,在城市園區(qū)、山區(qū)海島、邊防哨所、極地科考等各類場景均可應用。
一些工業(yè)園區(qū)積極探索綠色微電網,將光伏、儲能、余熱利用、氫能等綜合應用于園區(qū)能源供應,不僅滿足生產用能,緩解主網調峰壓力,還可憑借綠電優(yōu)勢實現節(jié)能降碳和競爭力提升。
微電網的另一重價值在于提升“自愈力”。在偏遠海島、山區(qū)村落等地區(qū),傳統(tǒng)電網雖能覆蓋,但存在網架建設薄弱、運維難度大、故障修復時間長等問題。
通過多類型分布式電源的互補協同等,微電網突破了傳統(tǒng)復電方法單一依賴主網的局限,恢復資源由主網主導轉向分布式資源協調。
我國正在推進探索“末端保供型微電網”,平時并網運行提高供電質量,一旦外部線路中斷就自動孤島運行,保障重要負荷不斷電。例如,在浙江溫州,鹿西島的鎮(zhèn)級微電網可在故障5秒內復電,大瞿島的微電網能夠在外部斷供情況下獨立供電3天。可以預見,隨著技術進步和政策支持增加,微電網將扮演更加重要的角色,成為“平急兩用”的新型應急保障單元。
說到底,智能電網增強“免疫力”,是為了在風險到來前更早識別、更好預防;微電網提升“自愈力”,則是為了在沖擊發(fā)生后及時止損、更快恢復。而數智化技術的蓬勃發(fā)展,將為新型電力系統(tǒng)的迭代升級提供更大想象空間。
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