中國儲能網(wǎng)訊：上海交通大學(xué)教授 劉東
在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，電網(wǎng)是電力能源的發(fā)、輸、變、配、用供應(yīng)鏈中承上啟下的核心環(huán)節(jié)。電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以更好地利用各種類型的可再生能源，在降低碳排放的同時，滿足電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運行的要求，提供更智能高效的能源服務(wù)和解決方案，對于發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、實現(xiàn)“雙碳”目標、推動電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展等有著十分關(guān)鍵的作用。電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心技術(shù)主要包括三個方面。
打造云邊端協(xié)同電力能源數(shù)字化平臺與共享生態(tài)體系
針對電力能源數(shù)據(jù)的采集、處理、分析、優(yōu)化與決策等相關(guān)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)處理需要與系統(tǒng)集成，構(gòu)建電力能源的數(shù)字化平臺。該平臺需要連接電力生產(chǎn)、輸送、使用各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)全鏈條的數(shù)字化。在數(shù)字化平臺的基礎(chǔ)上，建立起共享生態(tài)體系，通過云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，把電力行業(yè)的各個環(huán)節(jié)緊密連接，實現(xiàn)資源的共享，提高整體運行效率。
對自主知識產(chǎn)權(quán)的云邊端協(xié)同電力能源數(shù)字化平臺與共享生態(tài)體系，需要進行相關(guān)法規(guī)保護和成體系的標準化建設(shè)，確保運營的生態(tài)系統(tǒng)中各方的合法權(quán)益與公平收益。隨著技術(shù)的發(fā)展和市場的變化，要定期對數(shù)字化平臺與共享生態(tài)體系進行升級，保持其技術(shù)領(lǐng)先性，從而為激活電力能源全鏈條的創(chuàng)新奠定平臺與生態(tài)基礎(chǔ)。
突破電網(wǎng)信息物理深度融合技術(shù)，建立電碳市場優(yōu)化運行機制
新能源的廣泛應(yīng)用給電力系統(tǒng)運行與控制帶來比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更加復(fù)雜與不確定的運行場景。如何充分利用數(shù)字技術(shù)應(yīng)對新型電力系統(tǒng)復(fù)雜工況，需要建立電網(wǎng)信息與物理耦合的分析與控制方法，從全局視角將異構(gòu)的信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)納入融合的建模框架進行描述，實現(xiàn)電力能源系統(tǒng)的信息物理融合建模。
進一步將信息物理系統(tǒng)理論與方法向電碳市場交易領(lǐng)域拓展，通過引入價值流要素開展信息—物理—價值三流融合分析，支撐電力市場和碳市場環(huán)境下復(fù)雜動態(tài)系統(tǒng)的分析與決策。
在應(yīng)對大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)的挑戰(zhàn)方面，不僅要充分應(yīng)用電力能源優(yōu)化運行的物理規(guī)律所支撐的模型驅(qū)動以及先進的信息技術(shù)所支撐的數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)，還要積極探索建立電碳市場優(yōu)化運行機制與市場規(guī)則，平衡市場中各參與主體的收益，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化運行。
建立數(shù)字孿生電網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)性能提升
數(shù)字孿生電網(wǎng)通過構(gòu)建真實電網(wǎng)虛實映射的電網(wǎng)孿生體，實時同步真實電網(wǎng)的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)，具有復(fù)雜工況與場景的快速模擬與推演能力，從而可以實現(xiàn)電網(wǎng)全息狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)測與早期預(yù)警、風險動態(tài)演化分析與優(yōu)化運行決策，大大提升電網(wǎng)系統(tǒng)的智能運維水平。
數(shù)字孿生電網(wǎng)需要構(gòu)建電網(wǎng)物理實體—孿生體的閉環(huán)同步演進平臺，幫助運行人員全面了解電網(wǎng)狀態(tài)，提高電網(wǎng)安全性、低碳和經(jīng)濟運行水平。通過物理系統(tǒng)與數(shù)字孿生體的閉環(huán)交互，不僅可同步、完整、可靠地監(jiān)測電網(wǎng)實時運行狀態(tài)，支撐系統(tǒng)特性量化評估，還可通過孿生推演準確評估極端災(zāi)害下系統(tǒng)安全風險發(fā)展態(tài)勢和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，生成有效的防災(zāi)和恢復(fù)策略，提升系統(tǒng)安全性。通過孿生互動，可靈活組織分散、可控資源，實施自律協(xié)同優(yōu)化調(diào)控，提升低碳能源消納、系統(tǒng)整體優(yōu)化與高質(zhì)量運行水平。
下一步，要抓住電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型這個牛鼻子，積極推進電力能源新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，推動電力服務(wù)提升，推動電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、高品質(zhì)運行。
