新型电力系统的智能装备关键技术

新型电力系统的智能装备关键技术

 

新型电力系统智能装备关键技术

推广应用一批关键技术与重大装备

支撑新能源快速发展，推动新型电力系统逐步建成。

研发新型电力系统运行关键技术、高比例新能源和高比例电力电子装备接入电网稳定运行控制等技术，提升电力系统安全稳定运行水平。

智能装备关键技术：

智能传感器、数字孪生、人工智能算法、大数据与云计算、网络传输协议、设备智能运维。

新型电力系统

 

新型电力系统新能源并网技术

新能源并网技术是指将可再生能源（如太阳能、风能、水能等）产生的电能与传统能源（如煤、油、气等）产生的电能一起输送到电网中，实现能源的共享和利用。新能源并网技术包括电力调度、电力负荷管理、电力市场化、电力交易等方面的技术，并且需要与智能电网、储能技术等相结合，以保证电力的稳定供应和安全运行。新能源并网技术的发展，可以促进能源的可持续发展，减少对传统能源的依赖，降低能源成本，提高能源利用效率，同时也可以减少对环境的污染和碳排放。

国家能源局

于2023年6月2日，

组织发布《新型电力系统发展蓝皮书》(以下简称《蓝皮书》)，

全面阐述新型电力系统发展理念、内涵特征，描绘新型电力系统的发展阶段及显著特点，提出建设新型电力系统的总体架构和重点任务。

强调了新能源技术的重要作用和技术创新，明确了在未来新型电力系统的建设发展中，应该重点突破的技术领域，从源网荷储各环节挖掘技术发展潜力，大力推广应用一批关键技术与重大装备，支撑新能源快速发展，推动新型电力系统逐步建成。

国家能源局绿色能源建设

推广应用一批关键技术与重大装备

新产品落地方案

1.坚持应用导向、

2.实践检验，

3.提升科技攻关成果转移转化和产业化水平

4.项目技术装备应已完成研制，并具备示范应用条件；

5.具备一年内签订正式供货合同。

6.具备两年内正式开工条件。

7.工程建设周期可控。

8.尚未批量取得市场业绩的能源领域关键技术装备。

9.成套设备、

整机设备及核心部件、

控制系统、

基础材料、

软件系统等。

新能源发展需要解决的突出问题

目前电力新能源技术的应用，促进了新能源的发展，使可再生能源装机和发电量保持着高速增长趋势，但未来风、光新能源的大比例上网，对目前电网运行安全、调节能力、电能质量等带来极大的考验，目前凸显出来亟待需要通过技术发展和创新解决的突出问题。

1、弃风弃光问题：

由于风能和太阳能的不稳定性和间歇性调峰调频能力整体比较差，加上目前储能材料技术跟不上再生能源的快速发展，光电出力的瞬间变化，导致电能无法及时消纳，造成弃风弃光严重。

2. 电网稳定性：

近年来新能源的迅猛发展，导致电网抗扰动能力持续下降，能源机组涉网性能不足，在系统遭受事故后迅速拖网，进一步加剧系统波动性，新能源的大规模并网对电网安全稳定运行带来冲击。

3. 电能质量：

电能质量主要指的是供电质量，具体体现在电流质量、电压质量、用电质量等，衡量电能质量的指标有3项参数：电压、波形、频率。新能源大规模并入电网中，对主电网会产生一定影响，尤其是大功率电力电子开关设备广泛应用在分布式电源中，造成主电网电压波形畸变、频率偏差、三相不平衡、电压终端、瞬态过电压问题，严重影响了配电网的输电质量。

4、新能源并网及主动支撑技术。

新型电力系统构建过程中，对电网的持续供电和安全稳定带来挑战，为此亟须突破新能源发电参与电网频率/电压/惯量调节的主动支撑控制、自同步控制、宽频带振荡抑制等关键技术。

5、加快构建智能电网

研究新型电力系统接入的先进协调控制技术。

研究电力系统安全稳定风险在线预防控制技术、

新型电力系统综合防御体系构建技术、

电力系统非常规安全风险识别及防范等技术，

提高电力系统安全稳定防御和应急处理能力。

配电网作为能源供给体系的核心，电力系统发展应逐渐向跨行业、跨领域协同转变，充分发挥技术创新对电力系统转型升级的支撑作用，通过源网荷储各环节的关键核心技术创新和重大装备攻关，大力推广应用一批关键技术与重大装备，支撑新能源快速发展，推动新型电力系统逐步建成。研发新型电力系统运行关键技术、高比例新能源和高比例电力电子装备接入电网稳定运行控制等技术，提升电力系统安全稳定运行水平。

6、电网数字化智能化技术。

数字化技术和智能化技术为传统电网的赋能升级提供了技术手段，以数字孪生为代表的数字技术可实现在电网物理系统基础上同构虚拟化的数字系统，利用数字系统挖掘数据信息，提升对电网物理系统的诊断、预测、决策和管理水平。智能化技术可应对系统复杂性和不确定性，提升电网智能水平，在电力调度、市场交易、需求侧响应等多个场景具有应用潜力。

数字化电网是新型电力系统的载体

数字化智能化电网支撑新型电力系统建设。推动实体电网数字呈现、仿真和决策，探索人工智能及数字孪生在电网智能辅助决策和调控方面的应用，提升电力系统多能互补联合调度智能化水平，推进基于数据驱动的电网暂态稳定智能评估与预警，提高电网仿真分析能力，支撑电网安全稳定运行。推动变电站和换流站智能运检、输电线路智能巡检、配电智能运维体系建设，发展电网灾害智能感知体系，提高供电可靠性和对偏远地区恶劣环境的适应性。加快新能源微网和高可靠性数字配电系统发展，提升用户侧分布式电源与新型储能资源智能高效配置与运行优化控制水平。提高负荷预测精度和新型电力负荷智能管理水平，推动负荷侧资源分层分级分类聚合及协同优化管理，加快推动负荷侧资源参与系统调节。发展电碳计量与核算监测体系，推动电力市场和碳市场数据交互耦合，支撑能源行业碳足迹监测与分析。

未来新型电力系统电网应与新一代信息技术融合发展，开展电力智能传感、智能机器人、数字孪生、人工智能与区块链、大数据与云计算、智能运维等关键技术研究。

7、智能电网技术创新。

智能电网技术主要用于保障电网运行的稳定性，因为新能源电源接入会引起系统电压和频率的偏差、电压波动和闪变等问题，从而影响到大电网系统的电能质量。开展智能配电网态势感知关键技术的研究，并促进具有高精度、高可靠性的态势感知技术在智能配电网中的应用，在电力系统领域有着广阔的发展空间与极高的应用价值。下图所示是多维度的智能配电网态势感知物理框架，从配电网精益化运维的角度归纳并分析了当前智能配电网态势感知技术在态势觉察、态势理解、态势预测等阶段的关键技术。

8、新能源接入系统

数字化管理技术的基础是电气设备具有数据采集、运算及通信能力。

新型电力系统的特征将推动电力装备制造企业加速突破关键技术，及时灵活地实现产业升级及转型。

数据采集方面，压缩感知技术可以利用对原始信号进行高概率重构，是解决智能电力设备传感器成本与性能矛盾的有效方法。

运算方面，如何实现算法轻量化并应用于边缘计算是值得关注的问题。

通信方面，无线通信、光纤通信及载波通信是现阶段电力设备实现远程通信的主要方式，智能终端信息安全问题也是智能化电力设备研究中需要重点关注的问题。

新型电力系统具备安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合四大重要特征。将智能化技术贯穿于电力系统的各个环节。运用先进技术：通过引入大数据、人工智能等技术，实现对电力系统的智能化管理和调控，提高电力系统的稳定性和可靠性。

其中，

安全高效是基本前提，

清洁低碳是核心目标，

柔性灵活是重要支撑，

智慧融合是基础保障。

新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。新型电力系统的核心是提高新能源，比如风能和太阳能发电的比例。

新型电力系统是指基于可再生能源、使用先进技术、具备高度灵活性和智能化等特点的电力系统。它不仅可以帮助我们解决传统能源带来的环境问题，还可以为人们提供更加可靠和经济的能源解决方案。

审核编辑：黄飞