2024新型電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)的技術(shù)思考報(bào)告

新型電網(wǎng)和新型電力系統(tǒng)的技術(shù)思考1結(jié)語2能源革命2014年6月習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上提出能源革命的戰(zhàn)略思想。分布式智能電網(wǎng)2022年4月中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第十一次會(huì)議提出“要加強(qiáng)交通、能源、水利等網(wǎng)絡(luò)型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，把聯(lián)網(wǎng)、補(bǔ)網(wǎng)、強(qiáng)鏈作2023年7月11日，習(xí)近平總書記在中3前言--背景雙碳目標(biāo)>加快構(gòu)建4前言--背景技術(shù)挑戰(zhàn)：電網(wǎng)安全挑戰(zhàn)，消納挑戰(zhàn)，,,56構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)。7終端電能消費(fèi)大幅度提升，到2060年，達(dá)到70%左右。8雙碳目標(biāo)下的新型電力系統(tǒng)概念情景新型電力系統(tǒng)的特征傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，集中式，單體規(guī)模大(100MW級(jí)),數(shù)量較少新型電力系統(tǒng)，分布式，單體規(guī)模小(kW/MW級(jí)),數(shù)量龐大CO?與H?合成甲醇、甲烷裝置煙氣電解水制氫煙氣電解水制氫裝置電電爐煉鋼等電電爐煉鋼等燃煤發(fā)電電燃煤發(fā)電電動(dòng)汽車(儲(chǔ)能)電動(dòng)汽車(儲(chǔ)能)電力系統(tǒng)風(fēng)光新能源發(fā)電目錄新型電網(wǎng)是新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的核心新型能源體系的核心是發(fā)展新能源新型能源生產(chǎn)電力化，能源消費(fèi)電力化新能源的利用以電的形式為主要載體電力是每家每戶不可或缺的能源，是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的支柱電力可以全面反映人類社會(huì)生產(chǎn)生活方式和發(fā)展訴求新能源的消納和利用依靠新型電網(wǎng)新型電網(wǎng)作為能源轉(zhuǎn)換利用和輸送配置的樞紐平臺(tái)，是新型能源體系的核心環(huán)節(jié)新型電網(wǎng)是新型能源電力體系的核心置和調(diào)控能力?！?■研究與控制方法1■基礎(chǔ)技術(shù)和理論●人工智能研究與控制方法未來電網(wǎng)技術(shù)亟需變革未來電網(wǎng)技術(shù)亟需變革新型電網(wǎng)是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的內(nèi)在需求新型電網(wǎng)的主要內(nèi)涵：口新型電網(wǎng)呈現(xiàn)交直流泛在柔性混聯(lián)的電網(wǎng)形態(tài)：新型電網(wǎng)的跨省跨區(qū)電力流達(dá)到或接近峰值水平，支撐高比例新能源并網(wǎng)消納；新型電網(wǎng)全面柔性化發(fā)展，常規(guī)直流柔性化改造、柔性交直流輸電等新型輸電技術(shù)廣泛應(yīng)用，支撐“大電網(wǎng)”與“分布式智能口能源電力技術(shù)深度融合：新型電網(wǎng)穩(wěn)步向柔性化、數(shù)字化、智能化方向轉(zhuǎn)型，數(shù)字化智能化技術(shù)廣泛應(yīng)用；基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G、數(shù)字孿生、人工智能等新興技術(shù)，口電力與能源輸送耦合協(xié)同：新型電網(wǎng)是新型能源電力體系的核心，能夠進(jìn)行多形態(tài)、多主體的能源電力協(xié)同互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)大范圍柔性互聯(lián)、新能源廣域時(shí)空互補(bǔ)、多類型電新能源發(fā)電易受自然條件影響，需要加速構(gòu)建適應(yīng)新能源快速發(fā)展的新型電網(wǎng)，深入推動(dòng)能源電力體制機(jī)制創(chuàng)新，使得新能源發(fā)電發(fā)得出、并得上、用得好，有力保障電力安全可靠供應(yīng)。新型電力系統(tǒng)的技術(shù)思考新能源發(fā)電高精度預(yù)測技術(shù)和成果為系統(tǒng)電力電量平衡成為可能。變換器變換器控制控制中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)傳統(tǒng)電力系傳統(tǒng)電力系統(tǒng)新型電力系統(tǒng)3中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)電力運(yùn)行的電力平衡問題的技術(shù)思考電力運(yùn)行的電力平衡問題的技術(shù)思考4電力人工智能系統(tǒng)電力人工智能系統(tǒng)中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)6數(shù)字化智能化是新型電力系統(tǒng)的必須—透明電網(wǎng)(透明電力系統(tǒng))透明電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)78(遠(yuǎn)距離輸電容量適度，例如1000萬千瓦左右，,,)中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的技術(shù)思考中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)中國南方電網(wǎng)目錄電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)中國工程院重大咨詢項(xiàng)目(2015年1月開題)“智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合的技術(shù)發(fā)展方向和體系研究”視角A:中國工程院重大咨詢項(xiàng)目(2015年1月開題)“智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合的技術(shù)發(fā)展方向和體系研究”視角A:電力網(wǎng)互聯(lián)使用，互聯(lián)網(wǎng)采集各種數(shù)據(jù)服務(wù)于智能電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)視角A視角C三種融合模式將成為電力網(wǎng)絡(luò)和能源網(wǎng)絡(luò)不同階段或者不同地區(qū)發(fā)展的主要代表性形態(tài),是互聯(lián)網(wǎng)+智能電網(wǎng)+智慧能源的載體。《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》2016年第11期“智能電視角B:能源網(wǎng)互聯(lián)強(qiáng)調(diào)多種能源互聯(lián)互通并同時(shí)為用戶所選擇使用，互聯(lián)網(wǎng)采集各種數(shù)據(jù)服務(wù)于能源網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行(多個(gè)主體)視角C:互聯(lián)網(wǎng)+智能電網(wǎng)+能源網(wǎng)現(xiàn)能源產(chǎn)消者與其他用戶的能源高效共享，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)作用于能源網(wǎng)中的所有生產(chǎn)者、消費(fèi)者和產(chǎn)消者的效益優(yōu)化(無限主體)38技術(shù)革命的技術(shù)方向和體系戰(zhàn)略研究，其中“智能電網(wǎng)和能源網(wǎng)融合的技術(shù)發(fā)展方向和體系研究”,提出智能電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、能源2017年在武漢大學(xué)櫻花論壇報(bào)告“透明電網(wǎng)20711月20日h,推動(dòng)透明電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和建設(shè)電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)器可以幫助節(jié)省15%-30%的水，作物產(chǎn)量卻能提高20%左右。電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)口聯(lián)想：“現(xiàn)在管理水平?未來電網(wǎng)要體現(xiàn)科學(xué)家來管理”電網(wǎng)的數(shù)字化智能化--透明電網(wǎng)透明電網(wǎng)合，設(shè)備與先進(jìn)傳感、通訊、計(jì)算、人工智能技術(shù)有機(jī)結(jié)合；實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自由(無限、海量)數(shù)據(jù)采集、自由(無限、海量)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自由(無限、海量)數(shù)據(jù)獲取、自由(無限、海量)智能分析。透明電網(wǎng)要素口信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于電力系統(tǒng)?？诨谕该麟娋W(wǎng)，社會(huì)各方能夠廣泛深入?yún)⑴c電力生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)，協(xié)同促進(jìn)能源電力的安全高效、綠色低碳發(fā)展?？谕该麟娋W(wǎng)(電力系統(tǒng))的要素：強(qiáng)大的軟件平臺(tái)一超級(jí)大腦(AIElectricPowerSystem,AlEPS)大數(shù)據(jù)平臺(tái)小微能量獲取的自由化(隨時(shí)隨地獲取)透明化和應(yīng)用：電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)透明、運(yùn)行狀態(tài)透明、市場信息透明、、45透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器小微小微智能傳感器小微智能傳感器透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器□磁電阻各向異性(AMR):鐵磁體，受電流與外加磁場方向影響的磁電阻口巨磁電阻(GMR):三明治結(jié)構(gòu)，鐵磁納米材料薄膜與非磁性金屬納米膜層疊而成，電阻變化率約為10%~20%口隧穿磁電阻(TMR):絕緣層取代了GMR系統(tǒng)中的非磁性金屬層，電子以量子穿隧的方式通過系統(tǒng)，電阻變化率達(dá)到200%電阻變化率比GMR高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的PeterGrünberg分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)；由于GMR傳感器在磁盤存儲(chǔ)領(lǐng)域帶來了革命性成果，2007年，兩人分享了當(dāng)年諾透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器6.0cm*2.7cm*6.8cm和3.0cm*2.5cm*1.5cm,重量分別為72g和11.5g,量測范圍100mA-透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器小微智能傳感器應(yīng)用■50余套500kV電流互感器■30余套220kV電流互感器■10余套35kV電流互感器透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器◆非接觸式測量◆量程大體積小◆無源自取能◆數(shù)字量輸出◆精準(zhǔn)對時(shí)透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器測量系統(tǒng)由自取能電流傳感器與地面數(shù)據(jù)接收裝置組成，其中測量、取能、通信為傳感器的核心模塊。線纜通道線纜通道透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器2.誤差：≤0.5%3.量程(當(dāng)前水平):500V4.自取能5.帶電卡扣式安裝透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器1.電流測量：精度0.5S級(jí)，量程600A2.電壓測量：誤差≤0.5%,量程500V4.相間百納秒級(jí)無線低功耗對時(shí)，可測量序分量透明電網(wǎng)—1、小微智能傳感器非電氣量集成傳感器1.溫度測量范圍：-20℃~125℃3.圖像分辨率：≥1280*720透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化√設(shè)備功能+智能信息(例如：斷路器、變壓器，,,)智能斷路器：故障自診斷、自觸發(fā)啟動(dòng)，智能材料中心柯令n透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化在變壓器內(nèi)部植入微納智能機(jī)器人(傳感器),自動(dòng)巡檢變壓器油和內(nèi)部絕緣狀態(tài)，并將信息發(fā)送到外部決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變壓器內(nèi)部狀態(tài)的數(shù)透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化√電流傳感透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化中國南方電網(wǎng)新透明電網(wǎng)—2、智能設(shè)備與設(shè)備智能化口體積縮小40倍，功耗降到原來的1/6口保護(hù)速動(dòng)段動(dòng)作時(shí)間壓縮了20%實(shí)時(shí)控制類管理通訊類82m跳閘遞輯GOOSE開入控制功能錄波記錄保護(hù)算法GOOSE解析通信接口芯片化保護(hù)風(fēng)V抑制低通濾波透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)的強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)●鏡像/數(shù)字孿生電網(wǎng)統(tǒng)示范示范透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)類比，技術(shù)思想和手透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)鏡像/數(shù)字孿生信息物理電網(wǎng)，基于數(shù)據(jù)建立的物理電網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)字空間的映射。基于物物理電網(wǎng)數(shù)字孿生電網(wǎng)設(shè)備設(shè)備系統(tǒng)設(shè)備設(shè)備系統(tǒng)主網(wǎng)+配電網(wǎng)+微電網(wǎng)—全息鏡像系統(tǒng)透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AIEPS)軟件系統(tǒng)對電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的控制與管理，實(shí)現(xiàn)全面可見、可知、可本質(zhì)電力人工智能系統(tǒng)電力人工智能系統(tǒng)透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AI電力人工智能系統(tǒng)(AIEPS,AIElectricPowerSystem)是一個(gè)根據(jù)電力系統(tǒng)基本物理規(guī)律、遵循電力系統(tǒng)技術(shù)原則、符合電力系統(tǒng)應(yīng)用需求的專門針對中國南方電網(wǎng)透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AIEPS)中國南方電網(wǎng)智能軟件系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的調(diào)控滿足實(shí)時(shí)性要求，實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)反饋、實(shí)時(shí)全域范圍內(nèi)的能量(、反饋必須做到高精度透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AIEPS)透明電網(wǎng)—3、智能軟件系統(tǒng)(電力人工智能系統(tǒng)AIEPS)智能軟件系統(tǒng)規(guī)范書智能軟件系統(tǒng)規(guī)范書中國南方電網(wǎng)關(guān)于電力人工智能系統(tǒng)AIEPS系統(tǒng)規(guī)范書的編制至關(guān)重要，它是跨行業(yè)合作的橋梁，是新型電力系電力人工智能AIEPS要對標(biāo)國際先進(jìn)人工智能范例，突破控制控制信息控制信息電力智能調(diào)度(人工智能+大數(shù)據(jù))負(fù)荷預(yù)測等口智能調(diào)度決策口多道防線協(xié)調(diào)控制多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)控制控制控制控制信息信息口發(fā)電預(yù)測□電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中國南方電網(wǎng)透明電網(wǎng)支持新型電力系統(tǒng)建設(shè)中國南方電網(wǎng)透明電力系統(tǒng)電力能量系統(tǒng)電力能量,也生產(chǎn)電,也生產(chǎn)電能量廣域電氣化車的V2G。。。廣域電氣化