“雙碳”目標驅(qū)動能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型

  實現(xiàn)“雙碳”目標，能源電力領(lǐng)域是主戰(zhàn)場、主陣地，能源電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型是重要實現(xiàn)路徑和戰(zhàn)略選擇。

 

  當前，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用已為能源電力帶來空前的變革。比如，國家電網(wǎng)公司全面推進數(shù)字技術(shù)在電網(wǎng)各環(huán)節(jié)、各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，統(tǒng)籌推動電網(wǎng)控制與信息系統(tǒng)的協(xié)同互聯(lián)，充分發(fā)揮控制系統(tǒng)可靠、及時、安全的優(yōu)點與信息系統(tǒng)智能、共享、交互的特性，滿足新型電力系統(tǒng)安全、實時、經(jīng)濟的需要。值得一提的是，在分布式新能源高效利用和安全接入方面，中國電科院牽頭承擔了首批國家重點研發(fā)計劃項目1.3“分布式可再生能源發(fā)電集群并網(wǎng)消納關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”。

 

  作為項目負責人，中國電力科學研究院副總工程師兼配電技術(shù)中心主任、黨委書記盛萬興表示，項目歷時三年攻關(guān)，針對大規(guī)模分布式可再生能源發(fā)電集群靈活并網(wǎng)集成和消納需求，系統(tǒng)地解決了規(guī)?；植际桨l(fā)電并網(wǎng)消納的一系列關(guān)鍵技術(shù)難題：一是開發(fā)了分布式發(fā)電集群規(guī)劃軟件，電網(wǎng)接納分布式電源能力提高40%以上。二是攻克了變流器耦合電感磁集成和SiC/GaN高頻化設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，研制了世界首臺光儲一體機和逆變調(diào)控一體機等9類、17種并網(wǎng)裝置，最大效率達到99.14%，最高功率密度達到1.3W/cm3。三是在國內(nèi)外首次建立了“群內(nèi)自治-群間協(xié)同-輸配協(xié)調(diào)”分布式發(fā)電集群控制體系，開發(fā)了世界首套群控群調(diào)系統(tǒng)，平抑電壓波動30%以上。同時，項目完成了安徽金寨、浙江海寧兩個典型區(qū)域示范工程，有力推動了我國分布式發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)重大跨越和引領(lǐng)。

 

  隨著“云大物移智”等現(xiàn)代信息技術(shù)和能源技術(shù)深度融合、廣泛應(yīng)用，能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型的總體發(fā)展趨勢，正朝著“物理系統(tǒng)——信息物理融合系統(tǒng)——信息-物理-人在回路的復雜智能化系統(tǒng)”的方向發(fā)展。為探索信息技術(shù)在支撐國家實現(xiàn)能源電力系統(tǒng)“雙碳”目標中的地位和作用，由中國科學院院士郝躍為組長、盛萬興副組長牽頭，聯(lián)合11名中國科學院院士，以及16家科研院所、高校、能源電力龍頭企業(yè)等核心力量，共同申報了中國科學院學部咨詢評議項目《“雙碳”目標驅(qū)動能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略研究》。“項目是以‘雙碳分析預測→能源電力布局→數(shù)字轉(zhuǎn)型路徑→發(fā)展政策建議’為研究思路，主要開展碳排放構(gòu)成精準分析與預測、能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型中信息技術(shù)重點發(fā)展布局、能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型減碳實施路徑、能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型發(fā)展戰(zhàn)略建議等方面的咨詢與研究，為‘雙碳’目標驅(qū)動能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型提供戰(zhàn)略性建議。”郝躍表示。

 

  未來，信息技術(shù)如何支撐和保障能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型？郝躍表示，應(yīng)當構(gòu)建信息技術(shù)支撐和保障體系，加快推進能源電力系統(tǒng)向更加智慧、更加安全、更加友好的能源互聯(lián)網(wǎng)升級，促進能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、保障國家能源安全。

 

  為此，郝躍建議：一是建設(shè)高比例電力電子化新型電力系統(tǒng)，需要先進電子材料與設(shè)備技術(shù)支撐。高效率寬禁帶半導體材料及器件支撐能源電力系統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)型中清潔能源的高效接入，高性能電力芯片支撐能源電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)實時精準感知與高效控制，數(shù)字化與智能化電力設(shè)備支撐能源電力系統(tǒng)安全高效運行。二是建設(shè)數(shù)據(jù)驅(qū)動型、信息物理融合的新型電力系統(tǒng)，需要“云大物移智”等信息技術(shù)支撐。三是構(gòu)建天地一體化的通信網(wǎng)絡(luò)，是新型電力系統(tǒng)大帶寬、高可靠、低時延的通信保障。無線、有線等通信技術(shù)支撐能源電力系統(tǒng)本地通信需求，光纖、5G等通信技術(shù)保障能源電力系統(tǒng)區(qū)域通信需求，衛(wèi)星通信等技術(shù)保障能源電力系統(tǒng)廣域通信需求。四是構(gòu)建“設(shè)備-通信-主站”梯級信息安全防護體系，是新型電力系統(tǒng)安全運行的重要保障。全環(huán)節(jié)信息安全防護體系、身份認證與訪問控制等技術(shù)、加密技術(shù)等保障能源電力系統(tǒng)信息安全。