構建以新能源爲主體的(de)新型電力系統，既是我國電力系統轉型升級的(de)重要課題，更是推動實現碳達峰、碳中和(hé)的(de)關鍵舉措。我國發布的(de)《新時(shí)代的(de)中國能源發展》白皮書(shū)稱，在全球能源綠(lǜ)色低碳轉型發展趨勢下(xià)，要加快(kuài)傳統能源技術裝備升級換代，加強新興能源技術裝備自主創新。

加快(kuài)新型電力系統新型裝備的(de)應用(yòng)研究，有助于突破數據要素在新型裝備上融合應用(yòng)不足、洞察程度不夠等瓶頸，促進數字與物(wù)理(lǐ)系統深度融合，提升資産全生命周期管理(lǐ)水(shuǐ)平，并将成爲構建新型電力系統的(de)基礎條件。

數字賦能新型電力系統新型裝備的(de)顯著特征

新型電力系統将會呈現出數字與物(wù)理(lǐ)系統深度融合的(de)典型特征，并将以數據流引領和(hé)優化(huà)能量流、業務流。新型電力系統以數據作爲核心生産要素，打通(tōng)源網荷儲之間信息交互環節；并依托強大(dà)的(de)“電力+算(suàn)力”，透過設備狀态數據、用(yòng)戶數據、環境數據之間的(de)關系，挖掘設備運行規律和(hé)潛在風險。在此基礎上，新型電力系統新型裝備不僅将支撐物(wù)理(lǐ)電網數字化(huà)的(de)華麗轉型，更将呈現賦能生産管理(lǐ)、引領運行決策、共赢電力生态的(de)顯著特征。

推動構建數字電網承載新型電力系統的(de)最佳形态

依托數字技術賦能新型電力系統新型裝備“可(kě)觀、可(kě)測、可(kě)控”的(de)能力，典型場(chǎng)景如下(xià)。

一是在新型發電裝備場(chǎng)景方面。新能源将成爲新型電力系統的(de)主力電源，預計到2030年和(hé)2060年，我國新能源發電量占比将分(fēn)别超過25%和(hé)60%，新型電力系統呈現高(gāo)比例電力電子特性。在此背景下(xià)，旋轉設備被靜止設備替代，系統慣量出現下(xià)降趨勢，電網頻(pín)率控制難度加大(dà)，系統電壓調節能力下(xià)降。鑒于此，有必要開發新型慣量支撐資源，發展新能源、儲能方面的(de)新型控制技術，提高(gāo)電力電子類電源對(duì)系統慣量的(de)支撐能力。比如研究應用(yòng)虛拟同步機裝備，通(tōng)過模拟慣量、内電勢等機電暫态特性，其端口特性可(kě)以表現爲發電機發電或負荷用(yòng)電，并參與電網頻(pín)率調節、電網電壓調節、慣量響應和(hé)阻尼控制功能。特别是在應對(duì)系統慣量方面，當系統頻(pín)率變化(huà)大(dà)于系統頻(pín)率變化(huà)既定值時(shí)，虛拟同步機自動調節無功功率，參與調節系統電壓。

二是在新型輸電裝備場(chǎng)景方面。綠(lǜ)色能源富餘地區(qū)一般外部環境惡劣，對(duì)于高(gāo)比例新能源的(de)新型電力系統，受到外部環境危險挑戰将大(dà)幅提升。南(nán)方電網35千伏及以上輸電線路30餘萬公裏，遍及野外，受外部環境影(yǐng)響巨大(dà)。鑒于此，有必要研究運用(yòng)雲大(dà)物(wù)移智鏈等新技術，實現設備運維與電網運行、環境監測。比如研究對(duì)山區(qū)電力杆塔倒塌、山體滑坡、台風和(hé)雷暴等自然災害的(de)早期預警、災中感知、災後修複技術及其裝備；開發快(kuài)速勘災、集群作業的(de)智能裝備，進而形成新型電力系統下(xià)的(de)防災減災技術體系。

三是在新型變電裝備場(chǎng)景方面。新能源裝機大(dà)幅增加，大(dà)規模新能源接入電網，其随機性、波動性特征不僅将加大(dà)棄風棄光(guāng)風險，更将加劇迎峰度夏度冬期間變壓器重過載、諧波、短路等問題，影(yǐng)響變壓器設備運維。鑒于此，有必要打造面向新型變電裝備的(de)強大(dà)“算(suàn)力”，并依托物(wù)聯網貫通(tōng)變電站的(de)感知、分(fēn)析、決策等環節，使之在感知能力基礎上，賦予新的(de)決策、執行能力。比如運用(yòng)微傳感裝備，并研究變壓器老化(huà)等多(duō)源數據、熱(rè)壽命損失模型和(hé)算(suàn)法，提高(gāo)負載動态評估、趨勢預測能力，并用(yòng)于提前管控設備風險。

四是在新型配電裝備場(chǎng)景方面。新型電力系統構建受環境-安全-經濟目标相互制約，構建條件也(yě)随高(gāo)滲透率新能源出力時(shí)空分(fēn)布而變化(huà)，并受人(rén)類社會行爲影(yǐng)響，加劇了(le)建設現代供電服務體系的(de)複雜(zá)性。同時(shí)，高(gāo)滲透率新能源更加凸顯東部和(hé)西部、主網和(hé)配網、城(chéng)市和(hé)鄉村(cūn)、規模和(hé)效率等方面的(de)不平衡性，特别是西部地區(qū)居民用(yòng)電負荷往往出現“季節性-遷移性”變化(huà)，通(tōng)常在冬季假期增長(cháng)較大(dà)，導緻配變重過載。鑒于此，有必要研究運用(yòng)配電智能網關、智能台區(qū)等新型裝備，強化(huà)數據采集及邊緣計算(suàn)能力，結合新能源出力、多(duō)元用(yòng)戶負荷的(de)波動性和(hé)空間性，以配變群體刻畫(huà)與遴選方法，研判配變負荷分(fēn)布，支撐配電網各場(chǎng)景業務的(de)預測分(fēn)析、指揮決策，激發源荷互動活力，提高(gāo)客戶服務水(shuǐ)平。

結語

推動數字與物(wù)理(lǐ)電力系統深度融合是一項系統工程，應遵循技術演變規律，挖掘新型裝備潛力，促進電力系統重大(dà)轉型。一方面打造深度融合的(de)“産學研用(yòng)”創新體系，聯合開展核心技術裝備的(de)研究開發；另一方面從構建數字電網承載新型電力系統最佳形态出發，建立健全技術标準體系，引領數字與物(wù)理(lǐ)電力系統深度融合。（來(lái)源 北(běi)極星輸配電網）