以自主創新成果助力新型電力系統建設。為國家電網、南方電網等客戶提供綠色低碳能源互聯網服務領域數字化解決方案；

一、綜合概述：

數字電網與新型電力系統

（1）新型電力系統將實行“三步走”發展戰略，加速數字化轉型。

構建新型電力系統是非常艱巨復雜的系統性工程，參考《新型電力系統發展藍皮書》，我國新型電力系統將按照“三步”有序推進，其中數字化、電力智能化技術是重點方向。

（2）2023年-2030年，加速轉型期。

此階段我國將加快推進電力系統清潔低碳化轉型，需要逐步建成適應新能源大規模發展的新型調度控制體系，發展“能源互聯網”等數字化技術，以及工業互聯網、數字孿生、邊緣計算等智能化技術在電力系統源網荷儲各側逐步融合應用，大幅提升源網荷儲協調能力，以數字化轉型促進新型電力系統高質量發展。

（3）2030年-2045年，總體形成期。

預計我國用電需求在2045 年前后達到飽和，此階段新型電力系統建設目標為：

1）用戶側向低碳化、電氣化、靈活化、智能化變革，全社會各領域電能替代廣泛普及；

2）電網穩步向柔性化、智能化、數字化方向轉型，大電網、分布式智能電網等多種新型電網技術形態融合發展。

（4）2045年-2060年，鞏固完善期。

此階段具有全新形態的電力系統全面建成，將實現：多種電網形態廣泛并存，電力系統的靈活性、可控性和韌性顯著提升，能源系統運行靈活性與效率大幅提升。

二、聚焦能源數字化+能源互聯網

（1）電力數字化轉型加速，

新型電力系統將呈現“雙高”特性，安全運行亟需數字化技術支持。國家計劃投資超過2.9萬億推進電網轉型升級，其中智能電網將成為重點方向。

能源互聯網在需求側，構建城市級光儲充一體化解決方案，打通分布式光伏、用戶側儲能和聚合充電平臺之間的橋梁，實現智慧能源聯動互補；提高新型電力系統用電效率。

新型電力系統加速了能源數智化轉型。

電網作為公共新能源接入數字化服務商，能夠縱向覆蓋輸電、配電及電力調度智能化業務領域。

（2）能源數字化、能源互聯網業務。

1）能源數字化：主要面向B端客戶，為電網等客戶提供用電服務領域數字化解決方案，

2） 能源互聯網：通過構建能源互聯網服務平臺，業務覆蓋B端與C端用戶。打造聚合充電服務平臺，為分布式光伏電站等提供軟件產品和SaaS服務。

（3）新能源快速發展，數字化手段可拓展消納空間。

2023年上半年我國風電、光伏累計新增并網裝機突破1億千瓦，其中風電新增并網容量2299萬千瓦，光伏新增并網7842萬千瓦，同比增長154%。根據《2030年前碳達峰行動方案》，到2030年，風電、太陽能發電總裝機容量要達到12億千瓦以上，為了避免大規模棄風棄光困境，提升消納能力成為新能源開發的前置條件。

（4）能源互聯網可通過數字電網實現靈活接入

數字化手段可以聚合各類可調節負荷、儲能資源，實現靈活接入、精準控制，大幅提高電網靈活性和系統穩定性，提高新能源并網消納能力，在風光大幅并網的背景下應用非常迫切。

三、數字電網建設的問題及原因

（1）數字電網系統架構

建設數字電網和標準。新型電力系統具有能源網絡及“電力+算力”的新型服務能力，能有效承載以新能源為主體的新型電力系統，已形成廣泛共識，但對于數字電網的具體形態、場景、技術路線、實現方式及條件等還缺乏深入的研究和論證。需要加強頂層設計，并形成統一的規劃和標準。

（2）對數字電網建設還需加大技術創新。

數字電網是傳統電網與現代數字技術的有機結合，現有電力系統理論和成熟技術不足以支撐數字電網建設要求，需要持續進行理論創新和技術創新，全面變革與突破系統基礎理論、分析方法和控制技術。

（3）現有數字基礎設施還不足以支撐數字電網。

電網連接電力生產供應與使用，數字電網的運行需要在電源側、消費側和政府層面銜接數字化、智能化應用，但目前數字基礎設施建設不平衡，需要統籌協調相關規劃建設。

（4）電力系統“雙高”特性凸顯，電網安全運行亟需數字化技術支持。

新型電力系統將呈現“高比例可再生能源”和“高比例電力電子設備”的特征。與傳統電力系統相比，“雙高”的新型電力系統呈現明顯低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等特征；

我國電網具有交直流送受端強耦合、電壓層級復雜的電網形態，送受端電網之間、高低壓層級電網之間協調難度大的特點，電網安全運行面臨較大挑戰。因此，電力系統亟需數字化賦能，運用“云大物移智鏈邊”等先進技術，助力電力系統實現高度數字化和智能化，實現風險精準分析，保障電網安全運行。

四、推進數字電網，助力構建新型電力系統

（1）加強數字電網的頂層設計。

加強“以數字電網承載新型電力系統”的研究論證，將數字電網建設從企業行動上升到國家整體數字化行動。加強頂層設計，促進各級政府、科研機構、產業鏈上下游等利益相關方的交流合作、共建共享，充分發揮電網能源產業核心樞紐作用，以數據要素驅動資源優化配置，加快推動以新能源為主體的新型電力系統建設。同時開展試點示范，打造一批示范區，引導數字電網建設更好地為實現“雙碳”目標作出積極貢獻。

（2）推進規劃和標準先行。

一方面，將數字電網建設納入國家“雙碳”實施規劃及新型電力系統建設規劃，明確目標、路徑和戰略舉措。另一方面，注重數字電網標準化建設，準確把握數字電網的運行特性，研究數字電網運行控制技術，開展廣泛的技術交流合作，抓緊出臺數字電網技術標準并納入新型電力系統技術標準，打造本質安全的現代化電網。

（3）加大數字電網科技投入和創新支持力度。

強化創新戰略，實施持續的科研投入，轉變科技管理模式，以實踐應用為檢測標準先行先試。擴大企業和科研院所自主決策權，賦予科研人才更大資金支配權、技術路線決策權，提高科研人員成果轉化收益分享比例，實施科技成果證券化措施，進一步激發創新活力。促進數字化技術與電力技術深度融合，建設支撐新型電力系統國家級創新平臺，形成具有我國自主知識產權的新型電力系統關鍵技術和標準體系。

（4）加快數字技術基礎設施建設。

加大協調支持力度，推動變電站、充換電站、儲能站、5G基站、北斗基站等“多站合一”規劃建設，為數字電網實施創造良好的基礎設施環境。加大5G基站、物聯網、電動汽車充電樁等新型基礎設施建設配套投入。對接好國家工業互聯網和數字政府，充分利用電網企業在算力、算法和數據資源上的優勢，促進政府、產業上下游和用戶的密切互動，引導能量、數據、服務有序流動，推動能源生態系統利益相關方開放合作、互利共生、協作創新。

五、賦能新型電力系統建設

利用先進數字技術，實現對新能源發電全息感知、精準預測，大力提高系統靈活調節能力，支撐高比例新能源并網、高效利用；同時利用數字化手段提升電力精準服務、便捷服務、智能服務水平，滿足日益多元化、個性化和互動化的客戶用能需求；

（1）電網的數字化、智能化建設

全面推進數字技術在電網各環節、各領域廣泛應用，提升電網智能互動和安全運行水平。南方電網將加大電網數字化的轉型力度，加強智能輸電、配電、用電建設，以電網的數字化、智能化建設，促服務智慧化。根據《南方電網“十四五”電網發展規劃》，到2025年將全面建成數字電網，充分發揮能源電力大數據“生產要素”和“算力+算法”疊加倍增效應，以賦能新型電力系統建設。

（2）構建城市級光儲充一體化解決方案，提高能源調度能力。

在推動公共充電網絡互聯互通的同時，也積極開展光儲充一體化項目，打通分布式光伏、用戶側儲能和聚合充電平臺之間的橋梁，實現智慧能源聯動互補。

光儲充一體化充電場站采用“綠色充電，以光養樁”的運行模式，有效提高能源利用率，降低了碳排放量。光儲充一體化示范項目并通過EMS系統實現光儲充智慧能源聯動，實現綠電從生產到存儲、再到消納的柔性互聯和完整閉環，提高能源的調度能力。

六、新能源并網技術難題

世界性技術·難題

未來幾十年里會有大規模光伏、風電等新能源電站納入電力系統，但新能源功率有效的消納和電網系統安全運行確仍然是世界性的技術難題。

（1）、隨機波動性

新能源發電具有波動性和隨機性，發電設備的低抗擾性和弱支撐性。

隨著光伏發電、風力發電等電站并網電力系統中系統慣量下降，自身頻率、電壓耐受能力比較低，進而使功率擾動引發的頻率波動問題更大，引發連鎖故障，該問題隨著新能源規模的快速增長日益突出。

（2）、消納容量不足

雖然目前新能源大規模并網發電存在一定的隱患，通過管理系統的合理調度，新能源的消納得到緩解。

波動性和間歇性是由自然因素而產生的影響，雖然不能對自然條件進行控制，但是可以對設備進行控制。首先，對于發電并網的新能源設備，可以加入擁有規定的并網技術性能。其次，提升電網對于峰值的調節能力，加大電網對于波動和間歇問題的接納能力。當然，在新能源發電系統中，裝置必須要要具備有功功率調整與無功功率調整的功能。

（3）、局部電網接入能力不足：

風電場大多處于電網末梢，大規模接入后，風電大發期大量上網，電網輸送潮流加大，重載運行線路增多，熱穩定問題逐漸突出。提高輸送能力，但風場棄風問題仍然長期存在。

（4）、增加電網穩定風險：

風電的間歇性，隨機性增加了電網穩定運行的潛在風險。一是風電引發的潮流多變，增加了有穩定限制的送電斷面的運行控制難度；二是風電發電成分增加，導致在相同的負荷水平下，系統的慣量下降，影響電網動態穩定；三是風電機組在系統故障后可能無法重新建立機端電壓，失去穩定，從而引起地區電網的電壓穩定破壞。

（5）、保護問題：

1）潮流的改變，

一、導致本線路保護的靈敏度降低及拒動；二、導致本線路保護誤動；三、導致相鄰線路的瞬時速斷保護誤動并失去選擇性；四、導致重合閘不成功。

2）應對措施：

一是限制分布式電源的并網容量；二是增加分布式電源隔離變壓器阻抗；三是分布式電源出口增設方向功率保護；其中最關鍵一點在于分布式電源并網之前，要在充分調查發電設備阻抗的基礎上，計算分布式電源可能帶來的短路電流的增加，以確定分布式電源的并網容量。

審核編輯：黃飛

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