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加快推进新型电力系统综合防御体系和继电保护体系架构研究—国电南瑞集团董事长/冷俊

发表时间: 2022-09-16 00:00:00

来源: 中国能源报

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        国家电网公司以电网数字化促进能源结构优化、满足多元用能需求、赋能电网生产运营等,有效支撑服务新能源并网消纳、源网荷储协调互动、绿电市场化交易,助力满足电动汽车服务业务需求、客户便捷互动服务需求、智慧能效服务需求,同时全面推进数字技术在电网各环节、各领域广泛应用,提升电网智能互动和安全运行水平。南方电网公司加快数字化转型步伐,深入推进数字化转型和数字电网建设,以数字化赋能高质量发展,着力打造数字电网新生态。

        国电南瑞是以能源电力智能化为核心的能源互联网整体解决方案提供商,是我国能源电力及工业控制领域卓越的IT企业和电力智能化领军企业。 历经数十年自主创新和产业发展,国电南瑞已形成电网自动化及工业控制、继电保护及柔性输电、电力自动化信息通信、发电及水利环保四大业务板块。同时,国家提出“双碳”目标和构建以新能源为主体的新型电力系统,国电南瑞加大新型电力系统重大科技攻关投入,重点发展新能源为主体的电力系统安全稳定控制、终端消费电气化、数字化转型、新型储能等领域业务,全力支撑我国新型电力系统建设。

        数字化助推电网发展为企业电网自动化及电力信息通信业务带来新的发展机遇。 相比传统电力系统,新型电力系统在运行特性、安全控制、生产模式等方面都将发生深刻变化,但在一定时期内以交流电为基础的技术原则不会改变,交流电网仍是电力系统的网架基础。  新型电力系统建设是一项复杂的系统工程,涉及源网荷储全链条,对电网运行控制、继电保护、负荷调控等提出了新要求。同时,数字技术在驱动能源流、电力流、信息流深度融合的过程中,扮演着越来越重要的角色。

        那么,作为我国能源电力行业及工业控制领域的领军者,南瑞集团如何看待新型电力系统建设带来的新要求、新契机,未来将在哪些方面发力?近日,中国能源报采访了南瑞集团有限公司董事长、党委书记冷俊在,全文如下。

准确把握新型电力系统下“变与不变”的关系

 

中国能源报:与传统电力系统相比,新型电力系统运行控制有哪些变化?


冷俊:相比传统电力系统,新型电力系统在运行特性、安全控制、生产模式等方面都将发生深刻变化,但在一定时期内以交流电为基础的技术原则不会改变,交流电网仍是电力系统的网架基础,各类电源直接或间接以交流电技术并入电网,需准确把握“变与不变”的关系,作为思考新型电力系统建设的基本点。

从电源侧来看,新能源将在更大范围高比例优化配置,包括煤、气、氢等在内的多种能源将互济协同,全面助力供给侧电力降碳。从电网侧来看,将呈现“大电源、大电网”与分布式系统兼容互补,以及交直流混联电网、柔直电网、主动配电网、微电网多种形态并存的局面,电网将更多承担电能互济、备用共享职能。从负荷侧来看,终端能源消费电气化将进一步提速,同时电力产消者出现,电动汽车等负荷主体作为灵活性资源,将成为电网调节供需平衡的重要手段,服务社会用能整体降碳。同时,构建多元、融合、开放、共享的储能体系,成为提升新型电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力的重要举措。

此外,新型电力系统还将呈现高度智慧化特征,数字与物理系统和社会形态深度融合,数据成为核心生产要素,助力打通源网荷储各环节,提高整个系统的运行效率。

 

运行控制等领域面临新挑战


中国能源报:新型电力系统安全运行将面临哪些新挑战?如何提升新型电力系统的柔性?


冷俊:新型电力系统运行的随机性、波动性、复杂性、脆弱性特征显著,高比例新能源并网带来的源荷不确定性、调频能力不足、系统惯量降低等问题将影响系统安全稳定运行,可从继电保护、安全稳定、智能调度、变电站自动化等方面分析、应对。

其中,在继电保护方面,反应同步机电源特性的保护原理已难以适应新型电力系统安全运行要求,需要构建不受电源特性影响的继电保护技术体系。在安全稳定方面,电网运行方式和故障不确定性更强,控制资源更加多元、更加分散,以及能源转型过程中还面临低碳化、市场化等更多制约,需要探索自适应的紧急控制理论方法,构建适应新型电力系统的故障防御体系。

同时,在智能调度方向,源荷双侧的强不确定性特征导致传统源随荷动的调控模式难以满足电力电量平衡要求,需推动“大云物移智链”等先进信息通信技术与能源电力技术融合应用,实现源网荷储协同互动调度,构建多时空资源协同互补的新型电力系统电力电量弹性平衡体系。在变电站自动化方向,新型电力系统非线性时变特征导致传统测量技术无法真实反映电网运行态势,亟需在电气量特征辨识新原理研究方面取得突破,构建基础数据高精度广域同步测量与分析技术体系。

此外,随着新能源占比逐渐提高,传统负荷将逐步向柔性化资源转变,资源柔性化技术水平将直接影响电力系统平衡安全,并决定新能源消纳和利用水平。因此,为应对源网荷与外部输入等强不确定性带来的风险挑战,需提升源网荷装备柔性化技术能力,系统化开展电源主动支撑、负荷柔性可控特性塑造理论方法和电网柔性控制装备技术研究,实现新能源从“被动适应”向“主动支撑和自主运行”转变,破解新能源交直流远距离送不出、难落下的电网装备技术难题。

 

加快数字技术与能源技术的融合创新


中国能源报:随着新型电力系统加快建设,哪些关键技术和重大装备需要重点突破?

 

冷俊:要以保障电力供应和电网安全稳定运行为核心,加大技术攻关和装备研制,提升电源侧主动支撑能力、电网侧坚强弹性能力、负荷侧灵活调节能力、储能侧优化配置能力和电力市场资源调度能力,有效应对电力系统“双高”(高比例可再生能源、高比例电力电子装备)特性,保障电网安全稳定运行。

南瑞凭借在大电网运行控制、信息通信技术方面的传统技术优势,将基于能源的信息物理社会系统(CPSSE)框架,探索解决高比例新能源大电网同步稳定认知、量化、控制科学难题,加快推进新型电力系统综合防御体系和继电保护体系架构研究。同时,在广域资源配置上发力,聚焦新能源并网和直流控制装备研发,攻关大规模新能源发电基地稳定运行及直流送出关键技术。


中国能源报:数字技术发展对新型电力系统建设的支撑作用越来越明显,那么,在实现数字赋能的过程中还需开展哪些工作?

冷俊:目前数字技术服务于能源技术已获得一定的行业共识,在未来高比例新能源接入的场景下,数字技术将对电力电量平衡、系统运行安全稳定、提高运行效率等场景提供重要支撑。

具体而言,要以系统性思维把握新型电力系统建设的重大难题和攻关方向,突破数字技术与能源技术的专业壁垒,提出“数字+能源”科技攻关思路和方向。同时,加快实现核心产品数字化升级和产业链培育,强化数据感知和连接、聚合和共享、挖掘和赋智、驱动和孪生,重点在大电网智能调控与安全运行、输变电智慧监测和巡视运维、海量资源聚合和柔性互动、新型电力系统精准预测等方向,布局攻关任务和开展装备研制,为提升新型电力系统可观、可测、可控水平赋能。

 

通过构建新型联合体加快成果突破

中国能源报:作为我国能源电力行业及工业控制领域的主力军,南瑞将在新型电力系统技术创新联盟中扮演什么角色?


冷俊:联盟成立四个多月以来,成员单位和整体实力持续壮大,南瑞必须更主动地融入这个交流合作的平台,强化联合攻关、开放合作,贡献价值。目前南瑞与联盟成员西安交通大学、华北电力大学等单位建立了良好的互动合作,成立了南瑞-西安交大新型电力系统联合研发中心。随着联盟发布《新型电力系统重大技术联合创新框架》,南瑞将围绕该框架中的十大技术突破方向,进一步扩大联合创新的合作范围,探索构建新型联合体,加快实现引领性原创成果重大突破。

同时,随着大量充满活力的新型市场主体进入电力系统,传统能源企业加快转型升级,催生出综合能源服务、能源大数据、平台业务、能源聚合商等一批新业务、新业态、新模式,产业链格局和生态正发生深刻变化,将形成全新的能源产业生态圈。南瑞将发挥电网在能源转型链条中的枢纽作用,在前期与中国华能集团、国家能源集团等单位良好合作的基础上,积极拓展与联盟各单位协同协作的深度和广度,以联盟为平台打造合作、发展和技术共同体,带动新型电力系统创新成果工程化和落地应用。

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