“三型兩網”創新發展研討會在京召開
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來源: 中國電力新聞網 作者: 日期: 19.11.19

推進能源互聯網規劃引領 促進“兩網”融合高質量發展

  編者按 互聯網形態下的能源革命,為能源電力發展提供了無限想象空間。11月15日,國網經濟技術研究院有限公司(以下簡稱“國網經研院”)在北京組織召開經研論電·2019年“三型兩網”創新發展研討會,通過分享觀點和實踐,打造共享共贏交流互動生態,支撐國家電網“三型兩網”世界一流能源互聯網企業建設。中國電力報對現場院士、專家觀點進行歸納、梳理,以饗讀者。

  經研論電·2019年“三型兩網”創新發展研討會召開

  謝先哲 高天天 王旭陽 薛曄 薛振宇

  11月15日,經研論電·2019年“三型兩網”創新發展研討會在北京國際會議中心成功舉辦。本次會議以“推進能源互聯網規劃引領促進‘兩網’融合高質量發展”為主題,由國網經研院、清華大學電機系、清華四川能源互聯網研究院共同主辦。來自各省級電力公司、經研院(所)、設計單位、高等院校、研究機構、學會組織以及華為、ABB等國內外領軍企業、設備制造企業的700多名代表參加會議。國網經研院總經理郭銘群代表主辦單位致歡迎辭。國家電網有限公司副總經理劉澤洪、國家能源局電力司副巡視員郭偉出席會議開幕式并致辭。大會上,中國科學院院士陳維江、中國工程院院士郭劍波、國網經研院董事長潘爾生、清華大學教授沈沉、華為公司數據與存儲領域副總裁董斐和國網雄安供電公司副總經理丁斌分別進行了主旨演講。與會各方就新能源和綜合能源規劃、設計技術發展與創新、泛在電力物聯網建設3項重要議題在分會場開展廣泛深入的研討交流,分享了對“三型兩網”建設和能源互聯網發展的認知和思考。

經研論電·2019年“三型兩網”創新發展研討會主會場。高天天 攝

  會議期間,與會專家、學者、代表聚力打造共建共治共贏的能源互聯網生態圈,謀求 “三型兩網”建設合作最大公約數,共同為推動電網跨越升級、實現能源互聯網建設美好愿景注入新的動力。與會代表普遍認為建設“三型兩網”是國家電網基于能源革命、數字革命融合發展的大勢,用泛在電力物聯網先進技術為傳統電網賦能,把電網打造成為連接電力供需、促進多能轉換、構建智慧能源體系的樞紐平臺,有效破解能源安全、清潔發展、效率提升、優質服務等一系列難題的關鍵舉措。國家電網有限公司發展策劃部、科技部、基建部、特高壓建設部、互聯網部,全球能源互聯網研究院有限公司,中國能建下屬電力規劃設計總院、華北電力設計院,國核電力規劃設計研究院等相關負責人出席會議。大咖報告

  新一代超/特高壓金屬封閉組合電器

中國科學院院士、國家電網有限公司顧問 陳維江

  21世紀初,我國超/特高壓氣體絕緣金屬封閉開關電器(GIS)研發一直采取“國內外聯合研發,國內生產,產權共享”的技術路線,使我國迅速具備了超/特高壓設備的制造能力。近年來,國家電網有限公司結合我國電網特點,組織研發出擁有完全自主知識產權的新一代超/特高壓GIS產品,為加快實現“三型兩網”世界一流能源互聯網企業的戰略目標奠定堅實基礎,為建設和運營好堅強智能電網提供優質、經濟、可靠的設備保障。

  技術研發得到國家自然基金重點項目、國家973研發計劃和國家電網公司系列重點科技項目支持,由中國電科院、西安交通大學、清華大學、華北電力大學、河南平高電氣股份有限公司、中國西電集團公司等單位協同攻關10余年,攻克了4項關鍵技術:小型化斷路器、小型化隔離開關、新型母線及緊湊型大容量沖擊試驗裝置。

  在斷路器及隔離開關的小型化研究方面,通過研究操作過電壓柔性抑制技術及隔離開關特快速瞬態過電壓(VFTO)特性,取消斷路器及隔離開關電阻配置,實現結構小型化,大幅降低設備重量、體積和成本;在新型母線研究方面,分別開展了GIS母線固體絕緣優化設計和SF6/N2混合氣體研究,解決了GIS固體絕緣故障率高、氣體絕緣環保性差的問題;在緊湊型大容量沖擊試驗裝置研究方面,提出了六氟化硫氣體絕緣緊湊型標準雷電沖擊試驗裝置方案,有效減小裝置尺寸和輸出電壓波前時間。上述成果已應用于8個1000千伏工程和4個750千伏工程。與現有GIS設備相比,占地面積節省29%,絕緣件使用量減少28%,六氟化硫氣體使用量減少48%。設備可靠性、經濟性和環保性顯著提高。新一代超/特高壓GIS的研制成功標志著我國電力裝備自主研發實力和國際競爭力的進一步提升,也為“特高壓”這張“中國名片”再添新標識。面對新一輪能源革命、科技革命和產業革命的新態勢,國家電網有限公司將一如既往牢牢把握科技創新這個根本動力,不斷提升自主創新能力,加快“三型兩網”世界一流能源互聯網企業建設,為推動能源電力高質量發展貢獻更大的力量。

  能源轉型下電力系統轉型及其規劃設計

中國工程院院士、國家電網有限公司副總工程師 郭劍波

  黨的十九大報告提出要推進能源生產和消費革命,構建清潔低碳、安全高效的能源體系。在能源轉型中,電能將占據更加重要的位置。隨著新能源技術的成熟,新能源發電占比也逐步提升。2018年底,新能源已成為我國第二大電源。預計到2050年,新能源裝機占比將達54%。

  新能源發電具有波動性和隨機性、低能量密度、低利用小時以及設備低抗擾性和弱支撐性等特點。高效消納是新能源面臨的挑戰之一。我國新能源出力短期波動幅度比歐美國家更大,風光資源季節性差異明顯,且存在一定的年際差異。隨著新能源發電占比增加,系統調峰資源面臨短缺,棄風、棄光率提高。安全運行是電力系統面臨的另一挑戰。考慮安全約束,目前歐美等國新能源發電比例不超過33%~55%。進一步提升新能源發電比例是電力系統發展亟待解決之問題。

  電力系統規劃要適應能源轉型需求,考慮系統容量高冗余、輔助服務增加、安全性約束以及市場化改革等因素,同時考慮源荷強時空不確定性引起設備利用率的不確定等。要以綜合能源系統為對象開展規劃,強調系統概念,使系統具有一定的柔韌性和協調性,不宜一味加強系統。要研究適應能源轉型的法律法規、技術規范。要強化國家層面的規劃及其強制性作用,采用市場化手段決策,確定性規劃要向概率性規劃轉型,并加入市場規則。運行控制方面,按預案運行和防御向基于狀態感知、趨勢分析的自適應和分區層次化主動防御轉型。

  展望未來,能源系統的核心是電力系統,電力系統的發展要將新能源集中式和分布式發電并重發展、互為補充,要將遠距離國內跨區、洲際輸電和柔性直流電網并重,要推動高效率、智能化用電。

  踐行“三型兩網”戰略 推動能源轉型發展

國網經濟技術研究院有限公司董事長(院長)、黨委書記 潘爾生

  在能源電力發展的新時代,為貫徹落實國家能源發展戰略,國家電網公司2019年中工作會議明確提出:到2050年,電能在終端能源消費中的比重超過50%,非化石能源占一次能源的比重超過50%,將對我國能源電力發展產生深刻影響。

  從消費側看,未來終端能源消費總量預計呈現先增加后減小的趨勢,到2050年基本與2018年持平,而終端電能消費占比由2018年的25.5%提升到2050年超過50%,意味著電能消費占據終端能源消費的半壁江山。

  從供給側看,非化石能源消費由2018年的14.3%提升到2050年超過50%,意味著增量消費需全部由非化石能源滿足,存量消費中化石能源還要壓減30%以上。未來進一步推動能源清潔化,關鍵要大力發展水、核、風、光等非化石能源發電。

  未來電網的挑戰及應對措施,“兩個50%”的目標將給電網運行帶來巨大挑戰。未來負荷將持續增長,電力供應壓力長期存在;具有很強隨機性、波動性的新能源大規模并網,轉動慣量、電壓支撐、波動性、電力電子化等問題逐漸凸顯;電網運行效率還面臨下降風險。

  為應對新形勢、新挑戰,近期國家電網公司提出了促進新能源消納綜合解決方案,同時在無功支撐、統一調度、市場建設等方面持續發力,促進新能源消納成效顯著。

  “十四五”期間,非化石能源特別是新能源比重積極提升,電網發展要在安全、清潔、靈活、高效上下功夫,重點要以清潔和綠色方式滿足東中部電力供應,保障新能源大規模接入下電網安全運行,加快提升電網平衡調節能力,解決增量和存量電網利用效率問題。 

  從中長期看,電力需求還要持續增長,新能源成倍增加,分布式、交互式用能設施大量接入,電網發展需要重點從滿足電力需求、提升安全水平、促進經濟高效三個方面著力。

  泛在電力物聯網是電網跨越升級的必由之路。為順應能源革命和數字革命的發展趨勢,2019年國家電網有限公司確立了“三型兩網、世界一流”戰略目標,推動堅強智能電網與泛在電力物聯網融合發展。

  泛在電力物聯網擁有普遍受益的價值體系,其中促進電網提質增效、推動能源低碳轉型的價值追求將有力支撐“兩個50%”目標實現。

  專家觀點

數字孿生

助力能源互聯網發展

清華大學教授 沈沉

  能源互聯網是以電力系統為核心,利用可再生能源發電技術、信息技術,融合電力網絡、天然氣網絡、供熱/冷網絡等多能源網以及電氣交通網形成的能源互聯共享網絡。

  能源互聯網是促進可再生能源消納,提高能源使用效率的重要途徑。因構成網絡多,特性差異大,不同能源子系統間耦合關系復雜,能源互聯網的規劃、運行和控制面臨大量難題。

  能源互聯網數字孿生是充分利用能源互聯網的物理模型、先進計量基礎設施提供的在線量測數據、能源互聯網的歷史運行數據,集成電氣、流體、熱力、計算機、通信、氣候、經濟等多學科知識進行的多物理量、多時空尺度、多概率的仿真過程,通過在虛擬空間中完成對能源互聯網的映射,反映能源互聯網的全生命周期過程。能源互聯網數字孿生融合了物聯網技術、通信技術、大數據分析技術和高性能計算技術,具有可視性、可預測性、可假設性、可解釋性和可互動性等特點,有助于解決當前能源互聯網發展面臨的技術問題。

  清華大學電機系和清華四川能源互聯網研究院云仿真與智能決策研究中致力于能源互聯網數字孿生及其應用技術的研究,分別針對交直流混聯電力系統開發了基于數字孿生技術的全電磁暫態云仿真平臺——CloudPSS,針對能源互聯網規劃設計的能源互聯網規劃云平臺——CloudIEPS,詮釋了數字孿生技術的重要作用。

邁向智能時代

重定義數據基礎設施

華為技術有限公司智能數據與儲存領域副總裁 董斐

  人類社會正從農業經濟、工業經濟快速進入數字經濟時代。根據華為 《全球產業展望GIV》預測,全球數據量將從2018年的32.5ZB快速增長到2025年的180ZB。海量的數據帶來了巨大的挑戰,也孕育了前所未有的機遇。數字經濟已成為全球經濟增長的新引擎,數據成為新生產資料,智能成為新生產力。

  數據基礎設施建設是各行各業加速智能化進程的必由之路。當前,只有不到2%的企業數據被保存,而其中得到分析利用的不足10%,數據價值沒有得到充分釋放。華為圍繞計算、存儲和數據處理三個領域重定義數據基礎設施,助力各行業加速邁向智能時代。在計算領域,華為推動計算架構從以X86+GPU為主的單一計算架構到以X86+GPU+ARM64+NPU為主的異構計算架構快速發展,讓算力更充裕更經濟。

  應對數據量激增、數據類型多樣化、實時性數據分析三大挑戰,需要更大規模的存儲和更快的業務響應,同時更需要智能化的運維管理。華為重定義存儲架構,從“Storage for AI”和“AI in Storage”兩個維度實現效率大幅提升,引領存儲智能化。

  重定義數據處理平臺,讓分析更智能,加速實現數據價值。華為將AI技術引入自研的高斯數據庫,大幅提升數據庫自動化管理和優化能力。打通大數據、數據庫與AI處理三大功能模塊,實現多系統協同計算與多樣性數據融合分析,實現企業數據價值最大化。

  創新是華為產品研發的核心文化,我們將持續發揮“聯接+計算+云”的協同優勢,引領ICT產業發展,打造智能時代的發動機。

基于“三型兩網”的

雄安能源互聯網規劃建設

國網雄安新區供電公司副總經理 丁斌

  雄安,國家大事,千年大計,正在努力打造未來之城。作為現代化城市發展的典范,堅持“世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位”的規劃理念,國家電網公司在雄安新區構畫綠色引領、智慧共享、安全穩定為愿景的能源互聯網。

  注重全面信息感知和終端應用便捷靈活為主,實現綠色堅強智能電網和泛在電力物聯網“兩網”融合。搭建特高壓交直流為網架、“北風南水”的供電格局,配電網按照差異化建設原則,實現縱向源網荷儲協調、橫向多能優化互補。泛在電力物聯網在線連接能源生產與消費各環節人、機、物的狀態全面感知,強調連接的泛在性、終端的智能化、數據的共享化、服務的平臺化。

  與雄安建設智慧城市相契合,場、邊、端構成4個方面、16類場景、6大類數據全面感知。對內實現企業運行、運營和客戶服務3個板塊10個業務域,對外涵蓋綜合能源服務平臺等5個業務域。

  為實現規劃建設目標,必須充分發揮“三型”的重要作用。以平臺匯聚資源,以共享實現創新。歷經兩年,國網雄安供電公司匯聚了一大批系統內外的優勢資源,在能源互聯網的實現之路上步步為營、快速迭代、扎實推進。CEIMS(城市智慧能源管控系統)、EIM(智慧工地管控系統)及低壓直流生態已經形成系列產品并實現落地應用。

  雄安新區大規模建設已經起步,能源規劃建設需要超前謀劃、穩步推進,必須也只有按照“三型兩網”的指導方針,在推進中華民族偉大復興的道路上越走越遠。

論壇薈萃

新能源和綜合能源規劃分論壇:

新能源、新技術、新發展

  在“新能源和綜合能源規劃分論壇”上,來自國內能源電力企業和高校的嘉賓圍繞“新能源、新技術、新發展”的主題,就“三型兩網”建設、柔性調度控制、綜合能源系統集成技術發展等關鍵課題做了系列專題報告,為能源變革下的電力系統發展提出了解決方案。

  發展可再生能源是全世界的共同趨勢,風電、太陽能等清潔能源的持續大規模開發利用,對電網安全運行和電量消納提出了現實挑戰。

  針對能源變革下的電力系統發展問題,與會嘉賓提出了一系列建議。在電網規劃方面,與會嘉賓表示,隨著電網對效率效益的要求不斷提高,規劃思路應當從注重電力平衡向更加注重電量平衡轉變,應當按照“緊平衡”原則開展規劃;隨著新能源逐漸成為主力電源,應考慮實行統籌源網荷儲靈活性資源與需求的靈活性規劃。在綜合能源系統的集成及應用方面,與會嘉賓表示,通過氣、熱等儲能形式的引入,可提升電力系統靈活性,消納更多可再生能源;通過不同品位能源的梯級利用,可提高終端能源利用效率,具有重要的經濟價值和社會價值。在調度運行方面,與會嘉賓表示,隨著新能源接入規模的不斷擴大,送端電網元件耦合更加復雜,要求我們必須采用泛在電力物聯技術,以柔性化的手段應對能源轉型的需求。在配電網建設發展方面,與會嘉賓表示,配電網覆蓋范圍廣、功能要素全、用戶影響深,與“三型”企業的產業屬性、網絡屬性和社會屬性完全契合,是“三型兩網”建設的主戰場。(鄧暢宇 安之)

  設計技術發展與創新分論壇:

聚力電力物聯 引領設計創新

  在“設計技術發展與創新分會場”上,來自高等院校、科研院所及能源電力企業的嘉賓圍繞電力物聯和設計創新的構建,展開了7個方面的對話,包括基于物聯網思維的電力基礎設施共享設計技術、蜂巢狀有源配電網、輕型高壓直流的關鍵技術、粵港澳大灣區城市電網數字化轉型、柔性直流輸電前沿技術、輸變電設備的物聯網應用提升方案和人工智能在電網工程設計中的應用與展望。

  與會嘉賓普遍認為,電力物聯是未來電網的發展趨勢,設計創新是如今電網的建設要道。多站融合、互聯互通、能源互聯、協同創新是電力系統發展的基本方向。數據是核心,綠色、融合是導向,開放、共享是目標。

  在直流前沿和關鍵技術的交流中,與會嘉賓著重介紹了舟山多端柔直工程、廈門柔性直流工程、渝鄂背靠背聯網工程、張北柔直工程的先進技術和設備方案,全面地探討了新一代直流技術發展為電力系統帶來的新機遇和新挑戰。在配電網發展建設的討論中,與會嘉賓指出,中國電力系統面臨著日益增長的用電需求和對電能質量要求,且呈現出非線性化、多樣化的負荷特點,規范化配置、區塊化分布、微網組合成網是未來的配電網新形態。打造堅強的網絡架構,供電可靠性更高、消納新能源能力更強、擴展靈活性更高和更易實現電力市場化。

  在未來電網發展趨勢的對話中,與會嘉賓探討了人工智能技術和電網事業的關系和可能。討論了深度學習、語義分析、生成對抗學習等熱點話題,并結合工程設計特點和施工圖生成、布置方案設計、路徑篩選等應用場景,對電網工程智能自主設計愿景和發展路線做出展望。(黃寶瑩 王愛淥)

泛在電力物聯網建設分論壇:

信通技術與電網運營融合創新

  在“泛在電力物聯網建設分論壇上“,與會嘉賓圍繞泛在電力物聯網是物聯網在電力行業的具體表現形式和應用落地等內容進行了交流。泛在電力物聯網的建設內容涵蓋了對內業務、對外業務、數據共享、基礎支撐、技術攻關和安全防護6個方面,其不僅是技術的創新,更是管理思維的提升和管理理念的創新,對內重點是質效提升,對外重點是融通發展。

  與會嘉賓認為,5G將成為推動行業發展的加速引擎,催生更多新興需求和服務。5G與電網各業務環節深入融合,將應用聚焦配電網,以設備信息采集、無人機巡檢、精準負荷控制、差動保護為主要探索方向,使電網數字化、網絡化、智能化融合轉型發展。基于5G的無線專網是泛在電力物聯網網絡層的重要基礎設施,給泛在電力物聯網提供了新的技術選擇,將有效滿足垂直行業的多樣化業務需求,實現真正的“萬物互聯”,是實現“空天地”全覆蓋的重要手段。

  為了進一步規范軟件工作量及費用的評估方法及過程,國內外制定了一系列可用于成本度量的功能規模測量方法的標準。傳統能源電力產業技術經濟問題通常涉及項目、系統、產業和國家層面,泛在電力物聯網也同樣有大量的技術經濟問題需要研究,技術經濟理論能夠從主體視角、生命周期和技術路線等不同維度,綜合運用多種先進的智能化技術去解決所面臨的技術經濟問題。配電網作為“三型兩網”建設的主戰場,是資產全壽命周期管理理念、方法落地與場景應用的關鍵平臺。資產全壽命周期管理是重資產型企業系統性提升資產管理效率和效益的重要手段,是實現資產全壽命周期內安全、質量、效能、成本的綜合最優。  (吳新平 鄒國輝)

責任編輯:高慧君  投稿郵箱:網上投稿

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