在我國推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和的大背景下，“主力軍”電力行業(yè)將如何構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型呢?“數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。”近日，南方電網(wǎng)發(fā)布《數(shù)字電網(wǎng)推動(dòng)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》(下稱“白皮書”)，提出將依托數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，多措并舉構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
我國提出要力爭2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”的“雙碳目標(biāo)”，這是黨中央在充分考慮當(dāng)前國情和未來發(fā)展的前提下作出的重大戰(zhàn)略決策，這將在能源領(lǐng)域掀起一場能源消費(fèi)革命。
而這一場能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)性變革，南方電網(wǎng)發(fā)布的白皮書將其概括為可再生能源替代化石能源，能源供給從集中式向分布式轉(zhuǎn)變，能源消納從遠(yuǎn)距離平衡到就地平衡，負(fù)荷側(cè)能量流從單向供給向雙向流通轉(zhuǎn)變，正是這一系列細(xì)分領(lǐng)域的革命，將推動(dòng)我國實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”。筆者認(rèn)為，要想實(shí)現(xiàn)這一系列的能源變革，創(chuàng)造能源革命從而實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”，必須走數(shù)字化道路，打造數(shù)字電網(wǎng)，用數(shù)字技術(shù)和理念來重塑能源產(chǎn)業(yè)。
首先，從能源供給方面來看，新能源替代傳統(tǒng)能源是必然趨勢，而在這個(gè)新能源替代過程中，很大程度上需要數(shù)字電網(wǎng)來克服有效利用新能源所帶來的問題。新能源的最大特點(diǎn)在于波動(dòng)性和間歇性強(qiáng)，簡單來說就是“不穩(wěn)定”，而數(shù)字電網(wǎng)則能夠從多模態(tài)的傳感器測量數(shù)據(jù)和智能化的系統(tǒng)管理拓展運(yùn)行監(jiān)測的功能與主動(dòng)調(diào)整的及時(shí)性，提升新能源的可控能力和消納能力，通過自動(dòng)功率限制、快速頻率響應(yīng)等方式來實(shí)現(xiàn)新能源的“友好接入”，并且通過大數(shù)據(jù)等技術(shù)對新能源實(shí)行更有效、更科學(xué)、更系統(tǒng)的調(diào)度政策，更好地利用新能源。
同時(shí)，數(shù)字電網(wǎng)所包含的“饋線自動(dòng)化”(指變電站出線到用戶用電設(shè)備之間的饋電線路自動(dòng)化，其內(nèi)容可以歸納為兩大方面：一是正常情況下的用戶檢測、資料測量和運(yùn)行優(yōu)化;二是事故狀態(tài)下的故障檢測、故障隔離、轉(zhuǎn)移和恢復(fù)供電控制)等技術(shù)可以幫助形成完整智能化的輸電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)自檢等，提高輸電可靠性和穩(wěn)定性，智慧化方案解決遠(yuǎn)程特高壓與市區(qū)高壓輸電的斷層問題，顯著提升輸電效率。數(shù)字電網(wǎng)讓輸電網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)智能的系統(tǒng)，通過智能化的協(xié)調(diào)調(diào)度，整個(gè)電網(wǎng)包含的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等五個(gè)過程的運(yùn)行效率和安全性都將得到提升，而且，包括“饋線自動(dòng)化”等系統(tǒng)所賦予的電網(wǎng)自身主動(dòng)智能診斷的能力也讓整個(gè)電網(wǎng)的韌性得到了巨大的提升。
不僅如此，一直以來，電力儲(chǔ)能都是制約我國電力供應(yīng)的一個(gè)重要問題，這也是我國電力資源分布不均所帶來的客觀問題。長期以來，我們都在探索效仿南水北調(diào)的方案，通過長距離輸電來完成電力跨區(qū)域的配置，實(shí)際上，數(shù)字電網(wǎng)為這個(gè)問題提供了一個(gè)新的思路，那就是通過數(shù)字電網(wǎng)所構(gòu)筑的“虛擬電廠”的方式在用電緊張時(shí)發(fā)揮“蓄水池”作用補(bǔ)充輸電，在冗余時(shí)通過參與電力交易市場、輔助服務(wù)市場等方式就地消納電能。
更重要的是，數(shù)字電網(wǎng)所形成的不僅僅是一個(gè)智慧的、高效的輸電網(wǎng)絡(luò)，而是一個(gè)從能源結(jié)構(gòu)、輸電方式等各個(gè)方面都有所變革的電力能源生態(tài)，借助數(shù)字技術(shù)，數(shù)字電網(wǎng)所拓展的電力能源智慧服務(wù)體系可以聯(lián)動(dòng)能源上下游產(chǎn)業(yè)以及數(shù)字技術(shù)服務(wù)商，這種跨行業(yè)、跨產(chǎn)業(yè)鏈的合作有助于數(shù)字電網(wǎng)的不斷革新，從而推動(dòng)能源革命不斷前進(jìn)，最終達(dá)到“雙碳目標(biāo)”。
