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智能電網(wǎng)促農(nóng)村能源綠色低碳轉(zhuǎn)型

發(fā)布日期：2023-04-12 作者：法騰電力 點擊：

“雙碳”背景下，推進清潔化、低碳化已成為必然趨勢。電力系統(tǒng)是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)的重要支撐和主戰(zhàn)場。在風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)優(yōu)勢和綠色低碳理念深入人心的雙重推動下，我國能源向低碳清潔方向轉(zhuǎn)型升級迎來了歷史性契機。然而，新能源的間歇性、波動性和不可預(yù)測性給電網(wǎng)安全帶來了巨大挑戰(zhàn)。為了解決這些問題，電力系統(tǒng)迫切需要數(shù)字化賦能，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，以滿足電源清潔化、柔性化和數(shù)字化等特點的要求。與此同時，國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)不斷推進，農(nóng)村用電量持續(xù)快速增長，農(nóng)村配電網(wǎng)作為供電服務(wù)的“最后一公里”，也面臨著諸多挑戰(zhàn)和困難。

農(nóng)村電網(wǎng)安全面臨的挑戰(zhàn)

可持續(xù)能源的多元化接入和用電需求的快速增長給農(nóng)村地區(qū)可靠供電帶來了新挑戰(zhàn)。

首先，新能源發(fā)電單元容量小、數(shù)量眾多且風(fēng)光等新能源存在不穩(wěn)定性。大規(guī)模接入這些新能源將會增加電力系統(tǒng)的不確定性和復(fù)雜度，從而對電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運行構(gòu)成威脅。其次，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的電氣化不斷推進，農(nóng)村的用電規(guī)模持續(xù)擴大。例如，大棚種植、養(yǎng)殖業(yè)等農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，以及向電制茶、電烤煙等特色產(chǎn)業(yè)的滲透應(yīng)用。這些都使得電網(wǎng)的復(fù)雜性加劇，而鄉(xiāng)村電力基礎(chǔ)設(shè)施相對薄弱，電力資源的可靠供給不足，直接影響農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)的開展。再次，很多農(nóng)村地區(qū)的電力數(shù)據(jù)采集能力有限，可靠性信息統(tǒng)計仍部分依賴人工，數(shù)據(jù)及時性、完整性、準(zhǔn)確性難以保障，大數(shù)據(jù)挖掘和輔助決策等方面更是如此。最后，隨著碳減排要求的提高，配電臺區(qū)智能設(shè)備的數(shù)量和類型成倍增加，包括配變狀態(tài)監(jiān)測、無功補償、漏保開關(guān)、電能表、分布式電源、電動汽車充電樁等。傳統(tǒng)的集中監(jiān)測管控對電網(wǎng)運維、通信傳輸、主站系統(tǒng)信息處理等方面帶來了較大壓力。

因此，亟須通過應(yīng)用數(shù)字化和智能化技術(shù)，提高農(nóng)村地區(qū)電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。

數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合

智能電網(wǎng)的主要特征之一是多源協(xié)同互補，其中源網(wǎng)荷儲智能協(xié)同控制是數(shù)字化技術(shù)的重要支持。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)主要用于生產(chǎn)運維管控，通過電網(wǎng)的改造升級，可以發(fā)揮數(shù)據(jù)的生產(chǎn)要素和運維管控作用。但隨著風(fēng)電、光伏、儲能和多元負(fù)荷等要素的不斷增加，配電側(cè)和用電側(cè)的資源相互耦合為電網(wǎng)的運行控制帶來了新的挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)可以賦予電網(wǎng)更強的感知、決策和執(zhí)行能力，并依托規(guī)?；植际诫娫吹淖畲蠡{、主動配電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制、需求側(cè)資源優(yōu)化運行等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)聚合海量用戶側(cè)可調(diào)節(jié)資源，建設(shè)“虛擬電廠”，引導(dǎo)廣大電力用戶合理用電，促進發(fā)電側(cè)與負(fù)荷側(cè)的雙向有機互動，從而提升電網(wǎng)的彈性。

數(shù)字化技術(shù)是鄉(xiāng)村電網(wǎng)改造升級的關(guān)鍵，需要滿足電網(wǎng)電能質(zhì)量和可靠性的要求并服務(wù)于國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，首先需要挖掘分析海量數(shù)據(jù)，利用數(shù)字化控制來高度智能化決策，支持有效聯(lián)動、有機融合，以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和資源大范圍優(yōu)化。其次，全面深化智能感知和大數(shù)據(jù)融合技術(shù)提升農(nóng)網(wǎng)的主動優(yōu)化控制、靈活高效運行，適應(yīng)多元化負(fù)荷發(fā)展趨勢，滿足農(nóng)村用戶多樣化需求。這些努力的目標(biāo)是構(gòu)建廣泛互聯(lián)、智能互動、安全可控的新型電力系統(tǒng)，提升電力系統(tǒng)整體利用效果，為國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略注入數(shù)字化電網(wǎng)動力。

為實現(xiàn)分布式智能電網(wǎng)的構(gòu)建，需要建立一套以數(shù)字為尺的綠色低碳價值體系，引導(dǎo)清潔能源有序并網(wǎng)形成能源低碳流。具體可以借助智能傳感、萬物互連和人工智能等技術(shù)，精準(zhǔn)感知源、荷、儲、充的靈活潛力，同時構(gòu)建能源數(shù)據(jù)中心，通過深度融合推動電力網(wǎng)、信息網(wǎng)與海量數(shù)據(jù)的聚合和同步，并擴展電網(wǎng)服務(wù)平臺和服務(wù)領(lǐng)域，建立電網(wǎng)和用戶能量管理系統(tǒng)互動機制，為整縣光伏開發(fā)商、綜合能源服務(wù)商等提供輔助服務(wù)。此外，形成“數(shù)字—能量—碳排放”的立體價值標(biāo)簽，讓低碳節(jié)能與收益、效率形成強相關(guān)，推動“智能主網(wǎng)”與“分布式智能電網(wǎng)”的協(xié)同發(fā)展。

農(nóng)村電力數(shù)智化轉(zhuǎn)型的貴州示范

盤州羊場鄉(xiāng)是貴州省鄉(xiāng)村振興的典范之一，擁有近千個分布式電源，包括扶貧光伏、小水電等。盤州也是整縣光伏示范縣，在“十四五”期間將開發(fā)50萬千瓦的整縣屋頂光伏。目前，該地區(qū)部分臺區(qū)光伏同期滲透率超過500%，但光伏臺區(qū)存在過電壓、三相不平衡、配變重過載和諧波等問題。隨著農(nóng)村綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民生活電氣化水平的提高，提高山區(qū)配電網(wǎng)供電品質(zhì)和供電可靠性顯得更加緊迫。在保障光伏消納的前提下，想要提高電網(wǎng)可靠性，所需的投資將會呈幾何倍數(shù)增加，電網(wǎng)企業(yè)很難在投資、運營和收益之間找到平衡點。

南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司基于發(fā)展分布式智能電網(wǎng)的思路，結(jié)合科學(xué)論證和工程實踐，通過南方電網(wǎng)的4項重點科技項目和貴州省的1項科技支撐計劃項目，推動分布式智能電網(wǎng)在盤州羊場鄉(xiāng)落地示范。羊場示范區(qū)是一個致力于農(nóng)村能源綠色低碳發(fā)展趨勢和高品質(zhì)可靠供電需求的區(qū)域，其主要特征是分布式和智能化電網(wǎng)。

在中低壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面，采用多種形式的交直流柔性配電技術(shù)，以實現(xiàn)潮流可控、直流并網(wǎng)、通道擴容以及設(shè)備間利用率平衡。羊場示范區(qū)采用即插即用的并網(wǎng)形式，滿足各類元件快速接入，形成有源臺區(qū)的便捷構(gòu)網(wǎng)。通過主動支撐技術(shù)，將屋頂光伏等分布式電源從“消納負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)化為“支撐資源”，緩解中低壓配電網(wǎng)的投資和可靠性壓力。

在運行控制方面，羊場示范區(qū)采用“集中式+分布式”的總體架構(gòu)。集中式控制主要滿足現(xiàn)有運行調(diào)度的要求，分布式控制主要填補分布式能源資源有序控制方面的空白，同時適應(yīng)直流和源荷儲充等新的控制要素接入配電網(wǎng)，最終形成“設(shè)備級—臺區(qū)級—中低壓系統(tǒng)級”逐級遞進的自律控制層級。羊場示范區(qū)也將采用系列數(shù)字化技術(shù)作為支撐核心平臺。一方面，面向分布式能源資源在形式和通信方式上的異構(gòu)趨勢，啟動多能源、多場景和多尺度下的邊云協(xié)同技術(shù)研究和終端設(shè)備研發(fā)，形成支撐大量分布式能源資源通信的分層分群結(jié)構(gòu)和主動同步技術(shù)；另一方面，構(gòu)建省級分布式光伏監(jiān)控主站，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，將電網(wǎng)資產(chǎn)和分布式能源資源形成深度關(guān)聯(lián)，支撐對于源網(wǎng)荷儲充等分布式資源的“可觀、可測、可控、可調(diào)”，通過光伏板覆塵、故障檢測、異常感知等輔助服務(wù)發(fā)揮電網(wǎng)平臺優(yōu)勢、擴展服務(wù)邊界，同時提供并網(wǎng)需求快速登記服務(wù)，形成并網(wǎng)、運行和維護的閉環(huán)關(guān)聯(lián)，支撐整縣并網(wǎng)業(yè)務(wù)進度的可視化和便捷化。

未來，羊場示范區(qū)將逐步通過數(shù)據(jù)牽引碳流，通過碳流驅(qū)動價值，建立一套以數(shù)字為尺的綠色低碳價值體系，形成“數(shù)字—能量—碳排放”的立體價值標(biāo)簽，引導(dǎo)清潔能源有序并網(wǎng)，形成能源低碳流，讓低碳節(jié)能與收益、效率形成強相關(guān)。

隨著數(shù)字技術(shù)和智能技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，電力系統(tǒng)將逐步實現(xiàn)數(shù)字化、智能化和自動化。在可再生能源不斷推廣和應(yīng)用的背景下，電力系統(tǒng)將逐步向低碳、清潔、高效的方向轉(zhuǎn)型。農(nóng)村電力基礎(chǔ)設(shè)施的改善和智能化建設(shè)將大大提高電網(wǎng)的可靠性和安全性，促進農(nóng)村電力事業(yè)的快速發(fā)展。未來，電力系統(tǒng)將更加靈活、可靠和安全，能夠更好地適應(yīng)不同地區(qū)的用電需求和電力供應(yīng)的多樣化。同時，電力系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化發(fā)展也將帶來更多的機會和挑戰(zhàn)，需要不斷探索和創(chuàng)新才能不斷提高電力系統(tǒng)的運行效率和服務(wù)水平，并推動實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

來源：中國電力報

本文網(wǎng)址：http://hylgz.cn/news/1681279607.html

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