新型電力系統(tǒng)的智能裝備關(guān)鍵技術(shù)

新型電力系統(tǒng)智能裝備關(guān)鍵技術(shù)

推廣應(yīng)用一批關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備

支撐新能源快速發(fā)展，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)逐步建成。

研發(fā)新型電力系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)、高比例新能源和高比例電力電子裝備接入電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行控制等技術(shù)，提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

智能裝備關(guān)鍵技術(shù)：

智能傳感器、數(shù)字孿生、人工智能算法、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、設(shè)備智能運(yùn)維。

新型電力系統(tǒng)

新型電力系統(tǒng)新能源并網(wǎng)技術(shù)

新能源并網(wǎng)技術(shù)是指將可再生能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等）產(chǎn)生的電能與傳統(tǒng)能源（如煤、油、氣等）產(chǎn)生的電能一起輸送到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)能源的共享和利用。新能源并網(wǎng)技術(shù)包括電力調(diào)度、電力負(fù)荷管理、電力市場(chǎng)化、電力交易等方面的技術(shù)，并且需要與智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能技術(shù)等相結(jié)合，以保證電力的穩(wěn)定供應(yīng)和安全運(yùn)行。新能源并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可以促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源成本，提高能源利用效率，同時(shí)也可以減少對(duì)環(huán)境的污染和碳排放。

國(guó)家能源局

于2023年6月2日，

組織發(fā)布《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》(以下簡(jiǎn)稱《藍(lán)皮書(shū)》)，

全面闡述新型電力系統(tǒng)發(fā)展理念、內(nèi)涵特征，描繪新型電力系統(tǒng)的發(fā)展階段及顯著特點(diǎn)，提出建設(shè)新型電力系統(tǒng)的總體架構(gòu)和重點(diǎn)任務(wù)。

強(qiáng)調(diào)了新能源技術(shù)的重要作用和技術(shù)創(chuàng)新，明確了在未來(lái)新型電力系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展中，應(yīng)該重點(diǎn)突破的技術(shù)領(lǐng)域，從源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)挖掘技術(shù)發(fā)展?jié)摿Γ罅ν茝V應(yīng)用一批關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備，支撐新能源快速發(fā)展，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)逐步建成。

國(guó)家能源局綠色能源建設(shè)

推廣應(yīng)用一批關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備

新產(chǎn)品落地方案

1.堅(jiān)持應(yīng)用導(dǎo)向、

2.實(shí)踐檢驗(yàn)，

3.提升科技攻關(guān)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化水平

4.項(xiàng)目技術(shù)裝備應(yīng)已完成研制，并具備示范應(yīng)用條件；

5.具備一年內(nèi)簽訂正式供貨合同。

6.具備兩年內(nèi)正式開(kāi)工條件。

7.工程建設(shè)周期可控。

8.尚未批量取得市場(chǎng)業(yè)績(jī)的能源領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)裝備。

9.成套設(shè)備、

整機(jī)設(shè)備及核心部件、

控制系統(tǒng)、

基礎(chǔ)材料、

軟件系統(tǒng)等。

新能源發(fā)展需要解決的突出問(wèn)題

目前電力新能源技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了新能源的發(fā)展，使可再生能源裝機(jī)和發(fā)電量保持著高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，但未來(lái)風(fēng)、光新能源的大比例上網(wǎng)，對(duì)目前電網(wǎng)運(yùn)行安全、調(diào)節(jié)能力、電能質(zhì)量等帶來(lái)極大的考驗(yàn)，目前凸顯出來(lái)亟待需要通過(guò)技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新解決的突出問(wèn)題。

1、棄風(fēng)棄光問(wèn)題：

由于風(fēng)能和太陽(yáng)能的不穩(wěn)定性和間歇性調(diào)峰調(diào)頻能力整體比較差，加上目前儲(chǔ)能材料技術(shù)跟不上再生能源的快速發(fā)展，光電出力的瞬間變化，導(dǎo)致電能無(wú)法及時(shí)消納，造成棄風(fēng)棄光嚴(yán)重。

2. 電網(wǎng)穩(wěn)定性：

近年來(lái)新能源的迅猛發(fā)展，導(dǎo)致電網(wǎng)抗擾動(dòng)能力持續(xù)下降，能源機(jī)組涉網(wǎng)性能不足，在系統(tǒng)遭受事故后迅速拖網(wǎng)，進(jìn)一步加劇系統(tǒng)波動(dòng)性，新能源的大規(guī)模并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)沖擊。

3. 電能質(zhì)量：

電能質(zhì)量主要指的是供電質(zhì)量，具體體現(xiàn)在電流質(zhì)量、電壓質(zhì)量、用電質(zhì)量等，衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)有3項(xiàng)參數(shù)：電壓、波形、頻率。新能源大規(guī)模并入電網(wǎng)中，對(duì)主電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生一定影響，尤其是大功率電力電子開(kāi)關(guān)設(shè)備廣泛應(yīng)用在分布式電源中，造成主電網(wǎng)電壓波形畸變、頻率偏差、三相不平衡、電壓終端、瞬態(tài)過(guò)電壓?jiǎn)栴}，嚴(yán)重影響了配電網(wǎng)的輸電質(zhì)量。

4、新能源并網(wǎng)及主動(dòng)支撐技術(shù)。

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)電網(wǎng)的持續(xù)供電和安全穩(wěn)定帶來(lái)挑戰(zhàn)，為此亟須突破新能源發(fā)電參與電網(wǎng)頻率/電壓/慣量調(diào)節(jié)的主動(dòng)支撐控制、自同步控制、寬頻帶振蕩抑制等關(guān)鍵技術(shù)。

5、加快構(gòu)建智能電網(wǎng)

研究新型電力系統(tǒng)接入的先進(jìn)協(xié)調(diào)控制技術(shù)。

研究電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)在線預(yù)防控制技術(shù)、

新型電力系統(tǒng)綜合防御體系構(gòu)建技術(shù)、

電力系統(tǒng)非常規(guī)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及防范等技術(shù)，

提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定防御和應(yīng)急處理能力。

配電網(wǎng)作為能源供給體系的核心，電力系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)逐漸向跨行業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)同轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新對(duì)電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的支撐作用，通過(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新和重大裝備攻關(guān)，大力推廣應(yīng)用一批關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備，支撐新能源快速發(fā)展，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)逐步建成。研發(fā)新型電力系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)、高比例新能源和高比例電力電子裝備接入電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行控制等技術(shù)，提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

6、電網(wǎng)數(shù)字化智能化技術(shù)。

數(shù)字化技術(shù)和智能化技術(shù)為傳統(tǒng)電網(wǎng)的賦能升級(jí)提供了技術(shù)手段，以數(shù)字孿生為代表的數(shù)字技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)物理系統(tǒng)基礎(chǔ)上同構(gòu)虛擬化的數(shù)字系統(tǒng)，利用數(shù)字系統(tǒng)挖掘數(shù)據(jù)信息，提升對(duì)電網(wǎng)物理系統(tǒng)的診斷、預(yù)測(cè)、決策和管理水平。智能化技術(shù)可應(yīng)對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜性和不確定性，提升電網(wǎng)智能水平，在電力調(diào)度、市場(chǎng)交易、需求側(cè)響應(yīng)等多個(gè)場(chǎng)景具有應(yīng)用潛力。

數(shù)字化電網(wǎng)是新型電力系統(tǒng)的載體

數(shù)字化智能化電網(wǎng)支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)。推動(dòng)實(shí)體電網(wǎng)數(shù)字呈現(xiàn)、仿真和決策，探索人工智能及數(shù)字孿生在電網(wǎng)智能輔助決策和調(diào)控方面的應(yīng)用，提升電力系統(tǒng)多能互補(bǔ)聯(lián)合調(diào)度智能化水平，推進(jìn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定智能評(píng)估與預(yù)警，提高電網(wǎng)仿真分析能力，支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。推動(dòng)變電站和換流站智能運(yùn)檢、輸電線路智能巡檢、配電智能運(yùn)維體系建設(shè)，發(fā)展電網(wǎng)災(zāi)害智能感知體系，提高供電可靠性和對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性。加快新能源微網(wǎng)和高可靠性數(shù)字配電系統(tǒng)發(fā)展，提升用戶側(cè)分布式電源與新型儲(chǔ)能資源智能高效配置與運(yùn)行優(yōu)化控制水平。提高負(fù)荷預(yù)測(cè)精度和新型電力負(fù)荷智能管理水平，推動(dòng)負(fù)荷側(cè)資源分層分級(jí)分類聚合及協(xié)同優(yōu)化管理，加快推動(dòng)負(fù)荷側(cè)資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。發(fā)展電碳計(jì)量與核算監(jiān)測(cè)體系，推動(dòng)電力市場(chǎng)和碳市場(chǎng)數(shù)據(jù)交互耦合，支撐能源行業(yè)碳足跡監(jiān)測(cè)與分析。

未來(lái)新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)應(yīng)與新一代信息技術(shù)融合發(fā)展，開(kāi)展電力智能傳感、智能機(jī)器人、數(shù)字孿生、人工智能與區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算、智能運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù)研究。

7、智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新。

智能電網(wǎng)技術(shù)主要用于保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因?yàn)樾履茉措娫唇尤霑?huì)引起系統(tǒng)電壓和頻率的偏差、電壓波動(dòng)和閃變等問(wèn)題，從而影響到大電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量。開(kāi)展智能配電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知關(guān)鍵技術(shù)的研究，并促進(jìn)具有高精度、高可靠性的態(tài)勢(shì)感知技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用，在電力系統(tǒng)領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展空間與極高的應(yīng)用價(jià)值。下圖所示是多維度的智能配電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知物理框架，從配電網(wǎng)精益化運(yùn)維的角度歸納并分析了當(dāng)前智能配電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知技術(shù)在態(tài)勢(shì)覺(jué)察、態(tài)勢(shì)理解、態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)等階段的關(guān)鍵技術(shù)。

8、新能源接入系統(tǒng)

數(shù)字化管理技術(shù)的基礎(chǔ)是電氣設(shè)備具有數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算及通信能力。

新型電力系統(tǒng)的特征將推動(dòng)電力裝備制造企業(yè)加速突破關(guān)鍵技術(shù)，及時(shí)靈活地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)及轉(zhuǎn)型。

數(shù)據(jù)采集方面，壓縮感知技術(shù)可以利用對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行高概率重構(gòu)，是解決智能電力設(shè)備傳感器成本與性能矛盾的有效方法。

運(yùn)算方面，如何實(shí)現(xiàn)算法輕量化并應(yīng)用于邊緣計(jì)算是值得關(guān)注的問(wèn)題。

通信方面，無(wú)線通信、光纖通信及載波通信是現(xiàn)階段電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信的主要方式，智能終端信息安全問(wèn)題也是智能化電力設(shè)備研究中需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征。將智能化技術(shù)貫穿于電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)：通過(guò)引入大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的智能化管理和調(diào)控，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

其中，

安全高效是基本前提，

清潔低碳是核心目標(biāo)，

柔性靈活是重要支撐，

智慧融合是基礎(chǔ)保障。

新型電力系統(tǒng)是新型能源體系的重要組成和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體。新型電力系統(tǒng)的核心是提高新能源，比如風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的比例。

新型電力系統(tǒng)是指基于可再生能源、使用先進(jìn)技術(shù)、具備高度靈活性和智能化等特點(diǎn)的電力系統(tǒng)。它不僅可以幫助我們解決傳統(tǒng)能源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，還可以為人們提供更加可靠和經(jīng)濟(jì)的能源解決方案。