在構建新型電力系統(tǒng)的背景下，電網(wǎng)運行機制正發(fā)生著革命性改變。
黨的二十大報告提出，加快規(guī)劃建設新型能源體系，這為能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指明了方向、提供了根本遵循。新型電力系統(tǒng)作為新型能源體系的重要組成部分，是保障能源安全、推動能源轉型、實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵載體。
電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和電力可靠供應事關國家能源安全和經(jīng)濟社會發(fā)展全局。那么，在建設新型電力系統(tǒng)背景下，電網(wǎng)安全穩(wěn)定面臨哪些挑戰(zhàn)？作為我國能源電力行業(yè)的領軍者，南瑞集團如何開展技術攻關，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行？近日，中國能源報記者帶著上述問題采訪了南瑞集團有限公司三級顧問、智能電網(wǎng)保護和運行控制國家重點實驗室主任鄭玉平。
電力系統(tǒng)將發(fā)展
為不確定性的復雜巨系統(tǒng)
中國能源報：相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)將帶來哪些革命性改變？
鄭玉平：2022年，我國風電、光伏發(fā)電新增裝機達1.25億千瓦，再創(chuàng)歷史新高，其中分布式光伏發(fā)電新增5111萬千瓦，同比增長74.6%，大規(guī)模集中式新能源和量多面廣的分布式新能源迎來爆發(fā)式增長，大電網(wǎng)和配電網(wǎng)均面臨新能源消納的挑戰(zhàn)。
因此，在構建新型電力系統(tǒng)的背景下，電網(wǎng)運行機制正發(fā)生革命性改變，以風電、光伏發(fā)電為主的新能源易受天氣、地理等自然條件影響，電力供應的隨機性、間歇性更加凸顯；隨著分布式電源和新型負荷快速增長，負荷側呈現(xiàn)更為復雜的有源、隨機特征；新能源和新型負荷多采用電力電子技術并網(wǎng)，電網(wǎng)的直流和靈活交流輸電規(guī)模不斷擴大、網(wǎng)架結構更加復雜。
整體上，電力系統(tǒng)逐漸發(fā)展為電力電子化、高維強不確定性的復雜巨系統(tǒng)，對電網(wǎng)運行控制、風險防御等方面均提出了全新要求。
中國能源報：作為電氣領域的領頭羊，南瑞集團在構建新型電力系統(tǒng)中開展了哪些技術創(chuàng)新？
鄭玉平：南瑞集團以最大化消納新能源、服務能源低碳轉型為目標，重點關注新能源功率預測、新能源發(fā)電集群協(xié)同控制、構網(wǎng)型新能源并網(wǎng)、“沙戈荒”（沙漠戈壁荒漠）新能源基地匯集送出、分布式光伏并網(wǎng)消納等技術。為推進相關研究工作，南瑞集團已成功申報多項國家重點研發(fā)計劃項目、省級基礎科研項目和國家電網(wǎng)公司新型電力系統(tǒng)科技攻關行動計劃項目。此外，我們還制定了南瑞集團新型電力系統(tǒng)技術研究框架，布局了一批新能源研究項目和產(chǎn)品研發(fā)計劃。
在新型電力系統(tǒng)構建過程中，南瑞集團堅持以保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行為核心，不斷加大技術研究和創(chuàng)新力度，為電力系統(tǒng)主動適應“雙高”“雙峰”特性打下堅實的基礎。
其中，在電源側，針對我國大量風、光資源富集地區(qū)就地常規(guī)水火電源支撐不足的問題，南瑞集團開展了無常規(guī)電源支撐的大規(guī)模新能源發(fā)電基地穩(wěn)定運行及直流送出關鍵技術研究；在電網(wǎng)側，攻克了提升新能源消納水平的特大電網(wǎng)協(xié)同調(diào)度控制技術，解決了風光與常規(guī)能源協(xié)調(diào)優(yōu)化求解難題，同時攻關不確定環(huán)境下電力系統(tǒng)自適應穩(wěn)定控制、電力電子設備主動支撐保護需求等技術，支撐相關產(chǎn)品研發(fā)；在負荷側，構建了多時間尺度的負荷靈活調(diào)節(jié)機制，實現(xiàn)調(diào)頻、虛擬調(diào)峰、有序用電等功能，提升了電網(wǎng)與新型負荷的友好互動能力。
故障沖擊擴散的
快速性和全局性凸顯
中國能源報：隨著可再生能源電力占比越來越高，將對電網(wǎng)造成什么影響？電網(wǎng)如何嚴守安全運行防線？
鄭玉平：目前我國已構建了以“三道防線”為基礎、適應我國國情的電網(wǎng)風險防御技術及裝備體系，有效保障我國電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。隨著可再生能源占比提升，以及單個新能源基地裝機容量、單回特高壓直流輸電容量達千萬千瓦級，因故障擾動而直接導致或因故障切除不及時而間接引發(fā)的沖擊均可達千萬千瓦級。在電力電子化、高維強不確定性條件下，傳統(tǒng)保護裝備性能下降，故障沖擊擴散的快速性和全局性凸顯。
為守牢電網(wǎng)安全防線，南瑞集團將重點攻關兩方面的技術難題：研究新型電力系統(tǒng)故障特征實時辨識方法、適應“雙高”特性的繼電保護新原理，構建設備級防御技術體系；建立電網(wǎng)運行風險量化評估理論，研究故障前預防控制、故障后廣域協(xié)調(diào)控制的在線決策方法，構建系統(tǒng)級防御技術體系。
中國能源報：在助力電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行方面，南瑞集團做了哪些工作？未來又有哪些規(guī)劃？
鄭玉平：電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行是電力可靠供應的基石，事關經(jīng)濟社會發(fā)展全局。南瑞集團以能源的信息物理社會系統(tǒng)框架為基礎，從物理、社會和能源轉型的宏觀視角深化認知、擴展思路，不斷夯實安全穩(wěn)定分析的理論基礎。通過在繼電保護、運行控制、調(diào)度自動化等傳統(tǒng)優(yōu)勢專業(yè)的持續(xù)發(fā)力，突破了低頻輸電交流保護、特高壓交直流大電網(wǎng)穩(wěn)定控制、風光水火多能源聯(lián)合調(diào)度等技術，顯著增強了電網(wǎng)韌性和安全性。我們推動“數(shù)字+能源”科技攻關戰(zhàn)略，在電網(wǎng)運行指標評估、調(diào)度策略優(yōu)化、海量資源友好互動、輸變電設備健康診斷等領域開展數(shù)能融合創(chuàng)新并取得一系列成果。
未來，南瑞將繼續(xù)深化電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行理論研究，基于整體還原論建立電網(wǎng)風險防御技術體系，攻克強不確定性電網(wǎng)運行風險量化評估難題，構建自主可控、國際領先的技術和裝備體系，打造世界一流的電網(wǎng)安全穩(wěn)定攻關團隊。
將開展聯(lián)合攻關
實現(xiàn)多方共贏
中國能源報：南瑞集團與新型電力系統(tǒng)技術創(chuàng)新聯(lián)盟成員單位之間開展了哪些合作，如何發(fā)揮更大作用？
鄭玉平：南瑞集團積極融入新型電力系統(tǒng)技術創(chuàng)新聯(lián)盟，主動探索與成員單位的交流合作渠道。目前我們與華能集團合作研究柔性低頻輸電關鍵技術，與西安交通大學開展電力現(xiàn)貨市場機制、配電網(wǎng)形態(tài)演化等基礎前瞻研究，與華中科技大學開展無常規(guī)電源支撐的新能源基地運行特性及穩(wěn)定機理分析。
下一步，南瑞將繼續(xù)發(fā)揮自身優(yōu)勢，為聯(lián)盟發(fā)展作出更大貢獻：推動科研基礎資源共享，促進仿真平臺和實驗數(shù)據(jù)進一步開放，助力科研工作提質(zhì)增效；加強科研成果轉化應用，積極在工程實踐中應用聯(lián)盟優(yōu)秀創(chuàng)新成果，推動科研成果落地和產(chǎn)業(yè)化；打造科技領軍人才的交流平臺，促進各專業(yè)高質(zhì)量融合，在交叉領域探索合作機遇、培育優(yōu)質(zhì)成果。
原標題:需構建電力設備級系統(tǒng)級防御技術體系
