一、什么是新型電力系統(tǒng)？

新型電力系統(tǒng) 推動(dòng)實(shí)體電網(wǎng)數(shù)字呈現(xiàn)、仿真和決策，探索人工智能及數(shù)字孿生在電網(wǎng)智能輔助決策和調(diào)控方面的應(yīng)用，提升電力系統(tǒng)多能互補(bǔ)聯(lián)合調(diào)度智能化水平，推進(jìn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定智能評(píng)估與預(yù)警，提高電網(wǎng)仿真分析能力，支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)：主要是以化石能源為主大規(guī)模電力系統(tǒng)，自19世紀(jì)70年代電力的發(fā)明掀起第二次工業(yè)化發(fā)展，是人類工程科學(xué)史上成就，是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)化成電力，再經(jīng)輸電、變電和配電將電力供應(yīng)到各用戶。

二、新型電力系統(tǒng)特征

1、高比例新能源廣泛并網(wǎng)接入大電網(wǎng)

新型電力系統(tǒng)核心特征在于新能源占據(jù)主導(dǎo)地位，成為主要能源形式，加速替代化石能源。未來(lái)我國(guó)電源裝機(jī)規(guī)模將保持平穩(wěn)較快增長(zhǎng)，呈現(xiàn)出“風(fēng)光領(lǐng)跑、多源協(xié)調(diào)”發(fā)電將是我國(guó)發(fā)展最快的電源類型，

未來(lái)新能源的廣泛接入還將呈現(xiàn)智能靈活、友好并網(wǎng)、高效環(huán)保的特征。通過(guò)儲(chǔ)能、交直流組網(wǎng)與多場(chǎng)景融合應(yīng)用提升智能靈活;通過(guò)“風(fēng)光水火儲(chǔ)”多能互補(bǔ)、集群調(diào)度、氣象大數(shù)據(jù)發(fā)電預(yù)測(cè)、廣義虛擬同步技術(shù)，提升友好并網(wǎng)與主動(dòng)支撐性能;通過(guò)新型風(fēng)能捕捉與大葉輪、新型光伏電池、數(shù)字智能運(yùn)維、環(huán)保材料提升效率與可靠性;并且構(gòu)建靈活性火電機(jī)組、天然氣與儲(chǔ)氫調(diào)峰電站、儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能電站的調(diào)峰電源體系。

2、電力電子裝備大量應(yīng)用

新能源的并網(wǎng)、傳輸和消納在源-網(wǎng)-荷端引入了更多電力電子裝備，

電力系統(tǒng)呈現(xiàn)顯著的電力電子化趨勢(shì)問(wèn)題。

因此，電力系統(tǒng)基本特性將由旋轉(zhuǎn)電機(jī)主導(dǎo)的機(jī)電穩(wěn)態(tài)過(guò)程為主演變?yōu)殡娏﹄娮友b備的電磁暫態(tài)過(guò)程為主。

現(xiàn)有火電、水電等傳統(tǒng)機(jī)組采用同步電機(jī)，具有較強(qiáng)的機(jī)械慣性，因此，電力系統(tǒng)具有較大的時(shí)間常數(shù)(秒-分鐘級(jí))，系統(tǒng)頻率以工頻(五十赫茲)為主。而電力電子裝置具有低慣性、低短路容量、弱抗擾性和多時(shí)間尺度響應(yīng)特性，導(dǎo)致電力電子化電力系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)更小(毫秒級(jí))、頻域更寬(幾百赫茲)、安全域更復(fù)雜。

在多種擾動(dòng)情形下系統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)和電磁振蕩等多重因素交互影響，例如，目前新能源基地出現(xiàn)的暫態(tài)電壓支撐不足、風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的高/低電壓穿越停機(jī)脫網(wǎng)、寬頻振蕩、多饋入直流換相失敗等都 是電力電子化系統(tǒng)的具體表現(xiàn)。

3、從單一電力系統(tǒng)向綜合能源系統(tǒng)演變

能源互聯(lián)網(wǎng)需要建設(shè)以新能源電力系統(tǒng)為基礎(chǔ)，改善現(xiàn)有電力系統(tǒng)技術(shù)體系的不足。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，新能源發(fā)電出力不確定性強(qiáng)，具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、反調(diào)峰特點(diǎn)，“極熱無(wú)風(fēng)”、“晚峰無(wú)光”、“大裝機(jī)、小電量”成為行業(yè)弊端。從現(xiàn)有電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)演變，將會(huì)面臨重要的技術(shù)挑戰(zhàn)，現(xiàn)有技術(shù)體系還不足以支撐未來(lái)新型電力系統(tǒng)的建設(shè)。

(1)、電源和電網(wǎng)規(guī)劃統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不夠。

送端配套電源建設(shè)滯后和受端電網(wǎng)承載能力不足。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)尚不能完全滿足大范圍資源配置以及分布式廣泛接入的需要。

(2)、電力系統(tǒng)平衡能力嚴(yán)重不足。

新能源機(jī)組尚不具備與傳統(tǒng)電源機(jī)組相當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)安全穩(wěn)定支撐能力，耐受電網(wǎng)擾動(dòng)能力較低。現(xiàn)有火電靈活性改造和抽水蓄能的電源靈活調(diào)節(jié)能力不足，無(wú)法完全滿足與高比例新能源接入情況下的系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻需求。

(3)、電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制能力不足。

系統(tǒng)運(yùn)行中已經(jīng)出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐不足、頻率調(diào)節(jié)和穩(wěn)定不足、短路電流超標(biāo)、傳統(tǒng)同步穩(wěn)定和新形態(tài)穩(wěn)定交織等安全問(wèn)題。此外，大量新興的分布式發(fā)電的“弱調(diào)度”或“無(wú)調(diào)度”特點(diǎn)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行控制難度持續(xù)增大。“發(fā)電-電網(wǎng)-用戶”新型電網(wǎng)調(diào)度體系的基礎(chǔ)還沒(méi)有完全建立。

三、新型電力系統(tǒng)電力電子裝備

智能裝備核心技術(shù)電力電子

新型電力系統(tǒng)電力電子技術(shù)的突破包括以下幾個(gè)方面：

人工智能技術(shù)：

人工智能技術(shù)是智能裝備的核心技術(shù)之一，它可以賦予裝備更強(qiáng)的學(xué)習(xí)、推理、識(shí)別和決策能力，使其能夠自主完成一系列復(fù)雜的任務(wù)。

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)：

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)可以讓智能裝備具備更加精準(zhǔn)的感知和識(shí)別能力，能夠識(shí)別物體、場(chǎng)景、人臉等信息，從而實(shí)現(xiàn)更加智能化的操作和控制。

傳感器技術(shù)：

傳感器技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，為智能裝備提供必要的信息支撐和決策依據(jù)。

云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)：

云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)可以為智能裝備提供更加強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，同時(shí)可以對(duì)裝備的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，為企業(yè)提供更加精準(zhǔn)的決策支持。

模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)：

模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)可以將裝備分解為多個(gè)模塊，從而實(shí)現(xiàn)模塊化的組合和替換，提高了裝備的可維護(hù)性和可升級(jí)性，降低了維修成本和升級(jí)成本。

人機(jī)交互技術(shù)：

人機(jī)交互技術(shù)可以讓智能裝備更加人性化，提高了用戶的使用體驗(yàn)和工作效率，從而提高了裝備的生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。

通過(guò)以上技術(shù)的突破，智能裝備可以實(shí)現(xiàn)更加智能化、高效化、可靠化和安全化的生產(chǎn)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。

四、新型電力系統(tǒng)智能調(diào)度管理

新型電力系統(tǒng)是基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的電力設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)控、預(yù)測(cè)、診斷、維護(hù)等功能，提高電力系統(tǒng)的可靠性、安全性和效率。

新型電力系統(tǒng)具體包括以下幾個(gè)方面：

1、智能電力監(jiān)控系統(tǒng)：通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集，包括電力負(fù)荷、電壓、電流、溫度等參數(shù)。

2、智能電力預(yù)測(cè)系統(tǒng)：基于大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)荷、故障等進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警，提前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

3、智能電力診斷系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)電力設(shè)備的數(shù)據(jù)分析和故障診斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的健康狀況進(jìn)行評(píng)估和管理。

4、智能電力維護(hù)系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的智能化管理和維護(hù)。

5、智能電力調(diào)度系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電力的合理調(diào)度和分配，提高電力系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。

6智能電力安全系統(tǒng)：通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

審核編輯 ：李倩