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让电网像交通路网一样实时展现“路况”信息
发布日期:2021-11-22 08:04   来源:未知   阅读:

  目前,能源行业存在技术、体制与市场壁垒,能源供应侧、传输侧和消费侧都存在大量信息不透明、不共享等问题,是能源转型面临的重要挑战。因此,亟需以“透明电网”为核心,推动能源低碳转型,构建安全高效的现代能源体系。

  “要实现碳达峰、碳中和目标,意味着未来中国的能源结构要以可再生能源为主。到2060年,能源供给侧脱碳,实现以新能源为主体,消费侧以泛电气化为特征,电成为主力,同时电力系统与电力电子技术、数字技术深度融合。”中国工程院院士李立浧近日在“第五届IEEE能源互联网与能源系统集成国际会议”上表示。

  基于能源结构调整大势和碳达峰、碳中和目标,李立浧提出了“透明电网”的构想。“打破能源行业存在的技术、体制与市场壁垒,实现电力系统的可见、可知、可控,状态透明。未来,能源和电力从生产侧到输送侧、用户侧全流程融合发展,实现信息透明,用户能参与到能源电力的发展过程中。”

  李立浧表示:“预计到2060年,供给侧清洁电源将成为主力电源,可再生能源占比或达90%,光伏、风电成为新增能源的主力军,形成综合能源系统。消费侧方面,电能成为能源消费的主流,电能消耗占比从2020年的20%提升至2060年的70%甚至90%(泛电气化)。用户体验成为新能源车发展的关键驱动力,新能源车实现全覆盖。”

  “与常规能源系统以化石能源为主、各类能源独立运行相比,综合能源系统中气、电、冷、热、蓄、新能源等协调互济,梯级应用,其复杂性远高于常规能源系统。”李立浧指出,“届时,全国发电装机容量近百亿千瓦,而风光新能源单机容量仅兆瓦级别,数量庞大的机组只靠人工调度不可想象。”

  如何解决这一问题?李立浧认为,要源网荷储协同发展,要有数字化、信息化、智能化作支撑。“人工智能等信息化、数字化、智能化技术具有巨大的爆发力,有望成为应对能源电力变革的突破口。目前电力系统特别是电网系统,信息化、数字化、智能化的步伐还需进一步提速,建设‘透明电网’正是朝着这一目标前进。”

  顺应数字化时代发展趋势,积极推动能源转型已成为行业共识。李立浧表示,目前能源行业存在技术、体制与市场壁垒,能源供应侧、传输侧和消费侧都存在大量信息不透明、不共享等问题,是能源转型面临的重要挑战。“当前亟需以‘透明电网’为核心,推动能源低碳转型,构建安全高效的现代能源体系。”

  李立浧表示,简而言之,即以数字和数据为核心,实现电力系统的可见、可知、可控,状态透明。“‘透明电网’是智能电网发展到极致的表现。未来,电力系统不仅仅是发电、输电和用电的关系,整个透明化系统让各方充分融合互动。社会各方能够广泛深入参与电力生产、消费等各个环节,协同促进能源电力的安全高效、绿色低碳发展。”

  李立浧以交通、农业为例,阐述了“透明电网”理念的由来。“交通导航系统将路况、车况可以清晰透明地展现在网络上,有助于及时判断交通拥堵状态、车辆健康状况、规划行车路线等完成自动驾驶。现代农业系统中,植物的茎干及叶子上布满了传感器,通过数据传输处理,系统能自动判断浇水施肥的量与时间,可以节省15%—30%的水,作物产量能提高20%左右。电力网络和交通路网有诸多相似之处,纵横交织的道路和输电线路、道路车流与电力潮流均可以类比。那么,电力系统的状态为何不能实时展现呢?”

  在李立浧看来,依托“透明电网”正可以实现电力系统状态的实时展现。“受制于现实条件,长期以来,电力系统的潮流不能直接测量而是需要计算。而随着小微智能传感器的突破和海量应用,提供精确的数字数据将成为可能,电网可以变得透明。”

  李立浧认为,“透明电网”的核心是获取真实、即时的数字数据。一方面,需要体积小、能耗小,且能自取能的小微智能传感器;另一方面,需要智能设备,实现设备智能化,这些设备不仅能维持原有功能,还能提供电压、电流、温度等实时信息。

  更关键的是,大量的数字和数据信息如何形成系统、发挥作用?这就需要类似于交通导航系统的强大软件平台,实现导航运行。届时,电网管理就能真正体现出数字化、信息化、智能化。

  具体而言,构建何种软件平台?李立浧认为,构建智慧能源600869股吧)生态系统是我国能源行业的发展趋势,数字孪生技术将成为解决当前智慧能源发展面临问题的关键抓手。

  李立浧进一步指出,电力系统可以基于程序构建数字孪生的软件平台,对设备、潮流等进行全自动实时监测和管理,实现系统透明化。“以软件定义电力系统,研发数字孪生技术,还有许多工作要做,需要电力系统内外的专家共同努力。”

  李立浧表示:“我国的数字孪生标准制定尚处于起步阶段,亟需启动数字孪生相关标准的制定。同时,教育和科研机构尽快制定相关人才培养方案,鼓励相关资源向智慧能源行业的数字孪生技术方向倾斜,增强技术推广过程中的人才培育;以全球视野和格局进行人才培养和技术交流,为实现我国能源系统的数字化转型,建设透明电力系统,提供坚强支撑。”

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