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11月(yue)15日，國網經濟(ji)技術研(yan)究(jiu)院、清(qing)(qing)華大學電機系(xi)、清(qing)(qing)華四(si)川能(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網研(yan)究(jiu)院在(zai)京(jing)共同主辦經研(yan)論電·2019年“三(san)型兩(liang)網”創新發展研(yan)討會(hui)。參會(hui)代表圍繞“推進能(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)網規劃引(yin)領促進‘兩(liang)網融合(he)’高(gao)質量(liang)發展”主題碰撞智慧(hui)，為“三(san)型兩(liang)網”建設、電力(li)系(xi)統(tong)高(gao)質量(liang)發展和(he)能(neng)源(yuan)(yuan)轉(zhuan)型獻(xian)計(ji)獻(xian)策。

電力系統是未來能源系統的核心

習近平總書記提(ti)出的(de)“四個(ge)革(ge)命(ming)、一(yi)個(ge)合作”能源安全(quan)新(xin)戰略，引領我(wo)國能源發展進入了(le)新(xin)時代。推進能源生產(chan)和消費(fei)革(ge)命(ming)，構建(jian)清潔低(di)碳、安全(quan)高效(xiao)的(de)能源體系，是整個(ge)能源行業共同的(de)使命(ming)。

當前(qian)我(wo)國已進入高質(zhi)量(liang)發展(zhan)(zhan)階段，作為關系國計民(min)生的重要基礎性產(chan)業，能源行業同(tong)樣(yang)面(mian)臨著如何(he)實現(xian)高質(zhi)量(liang)發展(zhan)(zhan)的挑戰(zhan)。

結合能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉型的大趨勢，國家電網公司(si)2019年(nian)年(nian)中工作會議明確提出，到2050年(nian)我國能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)展將(jiang)實現(xian)“兩個50%”，即非化(hua)石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)占一次(ci)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)比重(zhong)(zhong)超過50%，電能(neng)(neng)占終端能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)比重(zhong)(zhong)超過50%。這將(jiang)對能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電力發(fa)展產生深刻影響。

“展(zhan)望未來，能源系統的(de)核心是電(dian)(dian)力系統。在(zai)能源轉型中(zhong)，電(dian)(dian)能將(jiang)占(zhan)據更加重要的(de)位置。”中(zhong)國(guo)工程(cheng)(cheng)院院士、國(guo)家(jia)電(dian)(dian)網公(gong)司副總工程(cheng)(cheng)師郭劍波在(zai)經研論電(dian)(dian)·2019年“三(san)型兩(liang)網”創新發展(zhan)研討會上表示。

國網經(jing)濟(ji)技術研究院(yuan)董事長、黨(dang)委書記潘爾生在研討會(hui)上分(fen)析(xi)，從消費(fei)側(ce)看(kan)，未來終端(duan)能源消費(fei)總量預計呈現先增加后減(jian)小的趨勢(shi)，到2050年基本(ben)與(yu)2018年持平(ping)，而終端(duan)電能消費(fei)占比由2018年的25.5％提升到2050年的超過50％。

從供(gong)給側看(kan)，非化(hua)石(shi)能源(yuan)(yuan)消(xiao)費(fei)由2018年的14.3％提升到(dao)2050年超(chao)過50％，意(yi)味著(zhu)增量(liang)消(xiao)費(fei)需全部由非化(hua)石(shi)能源(yuan)(yuan)滿(man)足，存量(liang)消(xiao)費(fei)中(zhong)化(hua)石(shi)能源(yuan)(yuan)還(huan)要壓減30％以上(shang)。這也意(yi)味著(zhu)，未來進一步推(tui)動能源(yuan)(yuan)清潔化(hua)，關鍵要大(da)力發展非化(hua)石(shi)能源(yuan)(yuan)發電。

“‘兩個50％’的(de)目標將給電(dian)網(wang)運(yun)行帶(dai)來(lai)巨大挑戰。”潘(pan)爾生說。未來(lai)電(dian)力(li)(li)負(fu)荷將持(chi)續增(zeng)長，電(dian)力(li)(li)供應壓力(li)(li)長期(qi)存在；具(ju)有很強隨機性(xing)、波動性(xing)的(de)新(xin)能源大規模(mo)并網(wang)，轉動慣(guan)量(liang)、電(dian)壓支撐、波動性(xing)、電(dian)力(li)(li)電(dian)子化等問題逐(zhu)漸(jian)凸(tu)顯；電(dian)網(wang)運(yun)行效率還面臨下降風險。

面(mian)對這樣的挑戰，來自國內能源(yuan)(yuan)電力企(qi)業(ye)和高(gao)校的專(zhuan)家和學(xue)者，紛紛就能源(yuan)(yuan)變革下(xia)的電力系統發(fa)展提出建(jian)議(yi)。

郭劍波(bo)強(qiang)調(diao)，在(zai)能(neng)(neng)源轉(zhuan)型的大趨勢(shi)下(xia)，電(dian)力系統更(geng)加應當注(zhu)重(zhong)轉(zhuan)型及規(gui)(gui)劃(hua)設(she)計。“電(dian)力系統的發展要(yao)將新能(neng)(neng)源集(ji)中式(shi)和分布式(shi)發電(dian)并重(zhong)發展、互為補(bu)充，要(yao)將遠距離國(guo)內跨區、洲際輸電(dian)和柔性(xing)直流電(dian)網并重(zhong)，要(yao)推(tui)動高效(xiao)率(lv)、智能(neng)(neng)化用(yong)電(dian)。”他(ta)還(huan)建議：電(dian)力系統規(gui)(gui)劃(hua)要(yao)考(kao)慮系統容(rong)量高冗余、輔(fu)助服務增加、安全(quan)性(xing)約束以及市(shi)(shi)場化改革等因素，同時考(kao)慮源荷(he)強(qiang)時空不確(que)定性(xing)引起設(she)備(bei)利用(yong)率(lv)的不確(que)定等；要(yao)研(yan)究適(shi)應能(neng)(neng)源轉(zhuan)型的法律法規(gui)(gui)、技術規(gui)(gui)范；要(yao)強(qiang)化國(guo)家(jia)層(ceng)面的規(gui)(gui)劃(hua)及其強(qiang)制性(xing)作(zuo)用(yong)，采(cai)用(yong)市(shi)(shi)場化手(shou)段決(jue)策(ce)。

清華大學副教(jiao)授張寧表示，未來(lai)的能(neng)源系(xi)統將是對綜合能(neng)源系(xi)統的集成及(ji)應用，需(xu)要做(zuo)好建模(mo)與(yu)規劃(hua)：“通過(guo)氣、熱等儲(chu)能(neng)形式的引入，可提升(sheng)電力系(xi)統靈(ling)活性，消(xiao)納更多(duo)可再(zai)生能(neng)源；通過(guo)不同品位能(neng)源的梯(ti)級利用，可提高終端(duan)能(neng)源利用效率(lv)，具有重要的經濟價值和社會價值。”

推進“三型兩網”建設構建能源互聯網

近年來，隨著互聯網(wang)、大數據、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)電網(wang)、電動(dong)汽車等能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互聯網(wang)領域(yu)的(de)創新日(ri)益活躍(yue)，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消費結構得到了持(chi)續(xu)優(you)化(hua)，電力占終端能(neng)(neng)(neng)源(yuan)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消費比重持(chi)續(xu)提升。

今年(nian)年(nian)初，國家(jia)電網(wang)公司順應能源革(ge)命和(he)數字革(ge)命發展浪潮，提出(chu)了“三型兩網(wang)、世界一流(liu)”戰略目標，推動堅(jian)強智能電網(wang)與泛在電力(li)物聯網(wang)融合發展。

“兩網”融合發展(zhan)是(shi)電(dian)網轉(zhuan)型升級(ji)的必(bi)由之(zhi)路，成為研討會(hui)代表們(men)的共識。

“能(neng)(neng)源互(hu)聯(lian)(lian)網是能(neng)(neng)源與信(xin)息技(ji)術的(de)深度(du)融合，是推動(dong)能(neng)(neng)源電(dian)力(li)高質量發展，實現(xian)能(neng)(neng)源、電(dian)力(li)清潔低碳安(an)全高效的(de)重要途徑和抓手。”潘爾生說，“泛在電(dian)力(li)物(wu)聯(lian)(lian)網擁有(you)普遍(bian)受益的(de)價值(zhi)體系，其(qi)中(zhong)促進電(dian)網提質增效、推動(dong)能(neng)(neng)源低碳轉型的(de)價值(zhi)追求將有(you)力(li)支撐‘兩個50％’目標實現(xian)。”

我國能(neng)源(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)和用能(neng)需求呈現(xian)逆向分(fen)布，大部分(fen)風、光(guang)等可再生能(neng)源(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)都集中在西(xi)北(bei)地區。“要實現(xian)非化(hua)石能(neng)源(yuan)(yuan)占一(yi)次(ci)能(neng)源(yuan)(yuan)消費(fei)比重超過50%的(de)目(mu)標，我們西(xi)北(bei)電(dian)網應(ying)該是(shi)個(ge)主(zhu)戰場(chang)。預計未來西(xi)北(bei)新能(neng)源(yuan)(yuan)裝機(ji)(ji)可能(neng)會達到10億(yi)千瓦級(ji)，是(shi)目(mu)前裝機(ji)(ji)的(de)10倍以上。”國網西(xi)北(bei)分(fen)部調(diao)控中心系統運行一(yi)處副處長霍超說(shuo)。他表(biao)示，隨著電(dian)力電(dian)子化(hua)設備規(gui)模不斷擴大，送端(duan)電(dian)網元件耦合程度更(geng)加(jia)復雜、精準(zhun)感(gan)知(zhi)難(nan)度增大、電(dian)力平衡(heng)難(nan)度加(jia)大，要求電(dian)網必須采(cai)用泛(fan)在電(dian)力物聯相關技術，以柔(rou)性(xing)化(hua)的(de)手(shou)段應(ying)對能(neng)源(yuan)(yuan)轉型的(de)需求。

雄安(an)，正堅持“世界眼光、國(guo)際標準、中(zhong)國(guo)特色、高(gao)點定位”的規劃理念，致力打造未(wei)來之城(cheng)。國(guo)家(jia)電網公司正在雄安(an)新區穩(wen)步推進以綠(lv)色引(yin)領、智(zhi)慧共(gong)享、安(an)全穩(wen)定為(wei)愿景的能源互聯網建設。

雄安新區供電公司(si)副(fu)總經理(li)丁斌在研討會上介紹了(le)如何基于“三型(xing)兩網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)”開展雄安能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)規(gui)劃建(jian)(jian)(jian)設(she)。歷經兩年(nian)，雄安供電公司(si)匯聚了(le)一大批系統內外優(you)勢資源(yuan)，扎實(shi)推進能(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)建(jian)(jian)(jian)設(she)。按(an)照(zhao)“三型(xing)兩網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)”建(jian)(jian)(jian)設(she)思(si)路(lu)，該公司(si)以全面信息感知和終端應(ying)用便捷靈活為主，實(shi)現(xian)綠色堅強智能(neng)(neng)電網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)和泛在電力物聯(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)“兩網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)”融(rong)合；搭建(jian)(jian)(jian)特(te)高壓交直流為網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)架、“北風南水”的供電格局，配電網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)按(an)照(zhao)差異化建(jian)(jian)(jian)設(she)原(yuan)則(ze)，實(shi)現(xian)縱向(xiang)源(yuan)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)荷儲協調(diao)、橫向(xiang)多能(neng)(neng)優(you)化互(hu)補。

“能(neng)(neng)源互聯網與雄安(an)智(zhi)(zhi)慧(hui)城市建設(she)相契合，實(shi)現4個方面、16類場景、6大類數據(ju)全(quan)面感知，對內涵蓋(gai)企業(ye)運行、運營和客戶服(fu)務(wu)3個板塊(kuai)10個業(ye)務(wu)域，對外涵蓋(gai)綜合能(neng)(neng)源服(fu)務(wu)平臺等5個業(ye)務(wu)域……”丁斌介紹，城市智(zhi)(zhi)慧(hui)能(neng)(neng)源管(guan)控系統(tong)（CIEMS）、智(zhi)(zhi)慧(hui)工地管(guan)控系統(tong)（EIM）及低壓直流生態已經形成(cheng)系列產品并在雄安(an)落地應(ying)用(yong)。

擁抱數字化轉型推動電力物聯網發展

“2018年，中國整體數(shu)字經(jing)濟的規模已(yi)(yi)經(jing)達到近31萬億元，約占GDP的三分之一。同比來看，美國差不(bu)多是21%、22％左(zuo)右，世界平均水平差不(bu)多在(zai)12％～13%。所(suo)以說中國在(zai)這個(ge)領(ling)域已(yi)(yi)經(jing)領(ling)先于世界。”華為技術有限公司智能數(shu)據與存儲(chu)領(ling)域副總裁董(dong)斐在(zai)研討會上說。

董斐表(biao)示，擁抱數(shu)字化(hua)轉型已(yi)經成為(wei)諸多行(xing)業的(de)(de)共識，傳統行(xing)業正(zheng)在逐步成為(wei)數(shu)字化(hua)主戰(zhan)場(chang)。比如在交(jiao)通、電力(li)領(ling)域，隨著數(shu)字化(hua)的(de)(de)不斷深入，人(ren)們已(yi)經意識到數(shu)據成為(wei)新的(de)(de)生(sheng)產資(zi)料，智能成為(wei)新的(de)(de)生(sheng)產力(li)，越來越多的(de)(de)企業將數(shu)據基礎(chu)設施建設作為(wei)數(shu)字化(hua)、智能化(hua)的(de)(de)一個關鍵。

清華(hua)大(da)學教授沈(shen)沉(chen)表示，在當前能(neng)源革命和數(shu)字(zi)革命的發(fa)展浪(lang)潮下，探(tan)索應用(yong)數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)技術，將有效助力能(neng)源互聯網發(fa)展。

他介紹，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)是以(yi)電(dian)力系統為核心，利用可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)技(ji)術(shu)、信息技(ji)術(shu)，融合電(dian)力網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)、天(tian)然(ran)氣網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)、供(gong)熱/冷網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)等多(duo)(duo)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)網(wang)(wang)(wang)(wang)以(yi)及電(dian)氣交(jiao)通網(wang)(wang)(wang)(wang)形(xing)成的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)共享網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)。因構(gou)成網(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)多(duo)(duo)，特(te)性(xing)差(cha)異大，不同能(neng)(neng)(neng)源(yuan)子(zi)系統間耦合關系復雜，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)規劃、運行(xing)和控(kong)制(zhi)面臨大量(liang)(liang)難題(ti)。能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)數(shu)字孿生是充分(fen)利用能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)物理模型(xing)、先(xian)進計(ji)量(liang)(liang)基礎設施提供(gong)的(de)(de)在線(xian)量(liang)(liang)測(ce)數(shu)據、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)歷(li)史運行(xing)數(shu)據，集成電(dian)氣、流(liu)體(ti)、熱力、計(ji)算機、通信、氣候(hou)、經濟等多(duo)(duo)學科(ke)知(zhi)識(shi)進行(xing)的(de)(de)多(duo)(duo)物理量(liang)(liang)、多(duo)(duo)時空(kong)尺度、多(duo)(duo)概率的(de)(de)仿真過(guo)程(cheng)，通過(guo)在虛擬空(kong)間中完(wan)成對能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)映射，反映能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)的(de)(de)全(quan)生命(ming)周期過(guo)程(cheng)。

“能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網數字(zi)孿生融(rong)合了物聯(lian)(lian)網技術(shu)、通信技術(shu)、大(da)數據分析(xi)技術(shu)和(he)(he)高性(xing)(xing)能計算技術(shu)，具有可(ke)(ke)視性(xing)(xing)、可(ke)(ke)預測性(xing)(xing)、可(ke)(ke)假設性(xing)(xing)、可(ke)(ke)解釋性(xing)(xing)和(he)(he)可(ke)(ke)互(hu)動性(xing)(xing)等特點，有助于(yu)解決當前能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網發(fa)展(zhan)面臨的(de)技術(shu)問題(ti)。”沈沉說。清華(hua)大(da)學電機系和(he)(he)清華(hua)四(si)川能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網研究院共(gong)同針(zhen)對交直(zhi)流混聯(lian)(lian)電力系統開發(fa)了基(ji)于(yu)數字(zi)孿生技術(shu)的(de)全電磁暫態云(yun)仿真平臺——Cloud PSS，針(zhen)對能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網規劃設計了能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網規劃云(yun)平臺——Cloud IEPS。

在研討會(hui)上，還有(you)不(bu)少代表圍(wei)繞電力(li)物聯(lian)(lian)(lian)和設(she)(she)計創(chuang)新展(zhan)開了豐(feng)富對話(hua)。會(hui)議認為，電力(li)物聯(lian)(lian)(lian)是(shi)(shi)未來電網(wang)的發(fa)展(zhan)趨勢，設(she)(she)計創(chuang)新是(shi)(shi)如今電網(wang)的建設(she)(she)要道。多(duo)站融(rong)合(he)、互聯(lian)(lian)(lian)互通、能源互聯(lian)(lian)(lian)、協(xie)同創(chuang)新是(shi)(shi)電力(li)系(xi)統發(fa)展(zhan)的基本(ben)方向(xiang)。數據(ju)是(shi)(shi)核心，綠色(se)、融(rong)合(he)是(shi)(shi)導向(xiang)，開放、共(gong)享是(shi)(shi)目標。

在(zai)(zai)電(dian)(dian)力(li)(li)物聯技術方面，國(guo)網(wang)經研院設(she)計(ji)中心副(fu)主(zhu)任李本良介(jie)紹了基(ji)(ji)于(yu)物聯網(wang)思維(wei)的(de)電(dian)(dian)力(li)(li)基(ji)(ji)礎設(she)施共享(xiang)(xiang)設(she)計(ji)技術。在(zai)(zai)共享(xiang)(xiang)型企業建設(she)中，輸電(dian)(dian)線(xian)路、變電(dian)(dian)站作為電(dian)(dian)力(li)(li)基(ji)(ji)礎設(she)施，都可(ke)(ke)以(yi)與(yu)外界共享(xiang)(xiang)。比如(ru)，輸電(dian)(dian)桿塔可(ke)(ke)以(yi)與(yu)氣(qi)象、消防等行業共享(xiang)(xiang)，開展各種(zhong)氣(qi)象數據(ju)監測、防火視頻監測等，而遍布廣(guang)泛(fan)(fan)的(de)變電(dian)(dian)站也可(ke)(ke)以(yi)成(cheng)為與(yu)儲能站、充電(dian)(dian)站、通信基(ji)(ji)站、北斗基(ji)(ji)站等共同建設(she)的(de)共享(xiang)(xiang)型變電(dian)(dian)站。這些都將進一步推動泛(fan)(fan)在(zai)(zai)電(dian)(dian)力(li)(li)物聯網(wang)發(fa)展，廣(guang)泛(fan)(fan)連接內外部、上下游資源(yuan)和需求，助力(li)(li)打造能源(yuan)互聯網(wang)生態圈。

在(zai)配電(dian)網(wang)發(fa)展建設討論(lun)中(zhong)，浙江大(da)學教授江道灼分析，我國電(dian)力(li)系(xi)統面臨著日益增長的(de)用電(dian)需(xu)求和(he)(he)對電(dian)能(neng)(neng)質量的(de)要求，且(qie)呈現(xian)出(chu)非線性化(hua)、多樣化(hua)的(de)負荷特點，規范化(hua)配置(zhi)、區塊化(hua)分布、微(wei)網(wang)組合成(cheng)網(wang)是(shi)未(wei)來的(de)配電(dian)網(wang)新形態。他和(he)(he)團隊(dui)構(gou)想(xiang)了一種(zhong)蜂(feng)巢狀有源(yuan)配電(dian)網(wang)，并正在(zai)開(kai)展關鍵技術研究，以期打(da)造堅強的(de)網(wang)絡架構(gou)，讓供(gong)電(dian)可靠(kao)性更高(gao)、消納新能(neng)(neng)源(yuan)能(neng)(neng)力(li)更強、擴展靈活性更高(gao)，并助力(li)更好地實現(xian)電(dian)力(li)市場化(hua)。