在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的背景下，電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)制正發(fā)生著革命性改變。
黨的二十大報(bào)告提出，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，這為能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指明了方向、提供了根本遵循。新型電力系統(tǒng)作為新型能源體系的重要組成部分，是保障能源安全、推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體。
電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電力可靠供應(yīng)事關(guān)國家能源安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局。那么，在建設(shè)新型電力系統(tǒng)背景下，電網(wǎng)安全穩(wěn)定面臨哪些挑戰(zhàn)？作為我國能源電力行業(yè)的領(lǐng)軍者，南瑞集團(tuán)如何開展技術(shù)攻關(guān)，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行？近日，中國能源報(bào)記者帶著上述問題采訪了南瑞集團(tuán)有限公司三級(jí)顧問、智能電網(wǎng)保護(hù)和運(yùn)行控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任鄭玉平。
電力系統(tǒng)將發(fā)展
為不確定性的復(fù)雜巨系統(tǒng)
中國能源報(bào)：相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)將帶來哪些革命性改變？
鄭玉平：2022年，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機(jī)達(dá)1.25億千瓦，再創(chuàng)歷史新高，其中分布式光伏發(fā)電新增5111萬千瓦，同比增長(zhǎng)74.6%，大規(guī)模集中式新能源和量多面廣的分布式新能源迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)，大電網(wǎng)和配電網(wǎng)均面臨新能源消納的挑戰(zhàn)。
因此，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的背景下，電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)制正發(fā)生革命性改變，以風(fēng)電、光伏發(fā)電為主的新能源易受天氣、地理等自然條件影響，電力供應(yīng)的隨機(jī)性、間歇性更加凸顯；隨著分布式電源和新型負(fù)荷快速增長(zhǎng)，負(fù)荷側(cè)呈現(xiàn)更為復(fù)雜的有源、隨機(jī)特征；新能源和新型負(fù)荷多采用電力電子技術(shù)并網(wǎng)，電網(wǎng)的直流和靈活交流輸電規(guī)模不斷擴(kuò)大、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。
整體上，電力系統(tǒng)逐漸發(fā)展為電力電子化、高維強(qiáng)不確定性的復(fù)雜巨系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行控制、風(fēng)險(xiǎn)防御等方面均提出了全新要求。
中國能源報(bào)：作為電氣領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，南瑞集團(tuán)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中開展了哪些技術(shù)創(chuàng)新？
鄭玉平：南瑞集團(tuán)以最大化消納新能源、服務(wù)能源低碳轉(zhuǎn)型為目標(biāo)，重點(diǎn)關(guān)注新能源功率預(yù)測(cè)、新能源發(fā)電集群協(xié)同控制、構(gòu)網(wǎng)型新能源并網(wǎng)、“沙戈荒”（沙漠戈壁荒漠）新能源基地匯集送出、分布式光伏并網(wǎng)消納等技術(shù)。為推進(jìn)相關(guān)研究工作，南瑞集團(tuán)已成功申報(bào)多項(xiàng)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、省級(jí)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目和國家電網(wǎng)公司新型電力系統(tǒng)科技攻關(guān)行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目。此外，我們還制定了南瑞集團(tuán)新型電力系統(tǒng)技術(shù)研究框架，布局了一批新能源研究項(xiàng)目和產(chǎn)品研發(fā)計(jì)劃。
在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過程中，南瑞集團(tuán)堅(jiān)持以保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行為核心，不斷加大技術(shù)研究和創(chuàng)新力度，為電力系統(tǒng)主動(dòng)適應(yīng)“雙高”“雙峰”特性打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
其中，在電源側(cè)，針對(duì)我國大量風(fēng)、光資源富集地區(qū)就地常規(guī)水火電源支撐不足的問題，南瑞集團(tuán)開展了無常規(guī)電源支撐的大規(guī)模新能源發(fā)電基地穩(wěn)定運(yùn)行及直流送出關(guān)鍵技術(shù)研究；在電網(wǎng)側(cè)，攻克了提升新能源消納水平的特大電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度控制技術(shù)，解決了風(fēng)光與常規(guī)能源協(xié)調(diào)優(yōu)化求解難題，同時(shí)攻關(guān)不確定環(huán)境下電力系統(tǒng)自適應(yīng)穩(wěn)定控制、電力電子設(shè)備主動(dòng)支撐保護(hù)需求等技術(shù)，支撐相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)；在負(fù)荷側(cè)，構(gòu)建了多時(shí)間尺度的負(fù)荷靈活調(diào)節(jié)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、虛擬調(diào)峰、有序用電等功能，提升了電網(wǎng)與新型負(fù)荷的友好互動(dòng)能力。
故障沖擊擴(kuò)散的
快速性和全局性凸顯
中國能源報(bào)：隨著可再生能源電力占比越來越高，將對(duì)電網(wǎng)造成什么影響？電網(wǎng)如何嚴(yán)守安全運(yùn)行防線？
鄭玉平：目前我國已構(gòu)建了以“三道防線”為基礎(chǔ)、適應(yīng)我國國情的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)防御技術(shù)及裝備體系，有效保障我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著可再生能源占比提升，以及單個(gè)新能源基地裝機(jī)容量、單回特高壓直流輸電容量達(dá)千萬千瓦級(jí)，因故障擾動(dòng)而直接導(dǎo)致或因故障切除不及時(shí)而間接引發(fā)的沖擊均可達(dá)千萬千瓦級(jí)。在電力電子化、高維強(qiáng)不確定性條件下，傳統(tǒng)保護(hù)裝備性能下降，故障沖擊擴(kuò)散的快速性和全局性凸顯。
為守牢電網(wǎng)安全防線，南瑞集團(tuán)將重點(diǎn)攻關(guān)兩方面的技術(shù)難題：研究新型電力系統(tǒng)故障特征實(shí)時(shí)辨識(shí)方法、適應(yīng)“雙高”特性的繼電保護(hù)新原理，構(gòu)建設(shè)備級(jí)防御技術(shù)體系；建立電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估理論，研究故障前預(yù)防控制、故障后廣域協(xié)調(diào)控制的在線決策方法，構(gòu)建系統(tǒng)級(jí)防御技術(shù)體系。
中國能源報(bào)：在助力電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行方面，南瑞集團(tuán)做了哪些工作？未來又有哪些規(guī)劃？
鄭玉平：電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行是電力可靠供應(yīng)的基石，事關(guān)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局。南瑞集團(tuán)以能源的信息物理社會(huì)系統(tǒng)框架為基礎(chǔ)，從物理、社會(huì)和能源轉(zhuǎn)型的宏觀視角深化認(rèn)知、擴(kuò)展思路，不斷夯實(shí)安全穩(wěn)定分析的理論基礎(chǔ)。通過在繼電保護(hù)、運(yùn)行控制、調(diào)度自動(dòng)化等傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專業(yè)的持續(xù)發(fā)力，突破了低頻輸電交流保護(hù)、特高壓交直流大電網(wǎng)穩(wěn)定控制、風(fēng)光水火多能源聯(lián)合調(diào)度等技術(shù)，顯著增強(qiáng)了電網(wǎng)韌性和安全性。我們推動(dòng)“數(shù)字+能源”科技攻關(guān)戰(zhàn)略，在電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)評(píng)估、調(diào)度策略優(yōu)化、海量資源友好互動(dòng)、輸變電設(shè)備健康診斷等領(lǐng)域開展數(shù)能融合創(chuàng)新并取得一系列成果。
未來，南瑞將繼續(xù)深化電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行理論研究，基于整體還原論建立電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)防御技術(shù)體系，攻克強(qiáng)不確定性電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)估難題，構(gòu)建自主可控、國際領(lǐng)先的技術(shù)和裝備體系，打造世界一流的電網(wǎng)安全穩(wěn)定攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。
將開展聯(lián)合攻關(guān)
實(shí)現(xiàn)多方共贏
中國能源報(bào)：南瑞集團(tuán)與新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成員單位之間開展了哪些合作，如何發(fā)揮更大作用？
鄭玉平：南瑞集團(tuán)積極融入新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，主動(dòng)探索與成員單位的交流合作渠道。目前我們與華能集團(tuán)合作研究柔性低頻輸電關(guān)鍵技術(shù)，與西安交通大學(xué)開展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)制、配電網(wǎng)形態(tài)演化等基礎(chǔ)前瞻研究，與華中科技大學(xué)開展無常規(guī)電源支撐的新能源基地運(yùn)行特性及穩(wěn)定機(jī)理分析。
下一步，南瑞將繼續(xù)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，為聯(lián)盟發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)：推動(dòng)科研基礎(chǔ)資源共享，促進(jìn)仿真平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步開放，助力科研工作提質(zhì)增效；加強(qiáng)科研成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，積極在工程實(shí)踐中應(yīng)用聯(lián)盟優(yōu)秀創(chuàng)新成果，推動(dòng)科研成果落地和產(chǎn)業(yè)化；打造科技領(lǐng)軍人才的交流平臺(tái)，促進(jìn)各專業(yè)高質(zhì)量融合，在交叉領(lǐng)域探索合作機(jī)遇、培育優(yōu)質(zhì)成果。
原標(biāo)題:需構(gòu)建電力設(shè)備級(jí)系統(tǒng)級(jí)防御技術(shù)體系
