加快电力系统数字化转型

加快电力系统数字化转型,第1张

新型电力系统的“新”主要表现为以下几个方面:

电源结构由可控连续出力的煤电装机占主导,向强不确定性、弱可控性出力的新能源发电装机占主导转变。

负荷特性由传统的刚性,纯消费性向柔性、生产与消费兼具型改变。

电网形态方面,传统电力系统是单向逐级输电为主,新型的包括交直流混联大电网、微电网、局部直流电网和可调节负荷的能源互联网。

运行特性的转变,传统电网是由“源随荷动”的实时平衡模式,大电网一体化控制模式。

新型电力系统是向“源网荷储”协同互动的非完全实时平衡模式,大电网与微电网协同控制模式转变。新型电力系统基本五大特征是清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动。

在新型电力系统下,电网运行逐渐呈现智能化、数字化的特点。发展“源网荷储一体化”运行急需“云大物移智链边”其中的云计算、大数据、电力物联网、边缘计算等技术手段,让电网系统配备拥有海量数据处理分析、高度智能化决策等能力的云端解决方案。从而实现各类能源资源整合、打通能源多环节间的壁垒,让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。

数字技术为新型电力系统建设带来诸多新可能:广泛互联互通、全局协同计算、全域在线透明、智能友好互动。因此,新型电力系统建设必然要求数字技术与能源技术深度融合、广泛应用,实现电网数字化转型。电网数字化转型与新型电力系统构建需要相互作用、相融并进,没有电网数字化转型就没有新型电力系统。

智慧“双碳”微电网场景进行数字孪生,有效实现源网荷储一体化管控。整体场景采用了轻量化建模的方式,重点围绕智慧园区电网联通中的源、网、荷、储四方面的设备和建筑进行建模还原。

采用轻量化重新建模的方式,支持 360 度观察虚拟园区内源网荷储每个环节的动态数据,通过自带交互,即可实现鼠标的旋转、平移、拉近拉远 *** 作,同时也实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移 *** 作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。

还搭建过智慧电力可视化解决方案,以数字化为载体,依托数据共享优势,将专业横向融合,打破系统间的信息壁垒,把不同类型的分布式资源“聚沙成塔“,构建源网荷储一体化互动体系。实现从能源生产侧到应用侧的数据监测、数据融合、数据显示、设备维护联动管控,让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。

围绕电厂负荷监测、调节策略、执行考核与效果分析三个层级,部署一套具备自主调控、快速响应、科学研判的综合性、多功能、集约化智慧电力综合管控平台。

可视化大屏将碎片化、小规模、多类型的分布式电源(Distributed Generator, DG)、储能系统、柔性负荷等众多可调节资源进行聚合协调。从负荷预测、运行效果、调度优化、电网互动、策略配置、市场交易等维度出发,贯穿了发、输、变、配、用各个环节。深化电力需求侧管理,实现对分布式资源的实时采集与科学配置。同时为并网运行后,对大电网的调频、调峰、调压等做辅助支撑,缓解电网运行压力。

应用丰富的图表组件,选以分类、组合、排序等风格,简化数据浅显易懂,让分类施策取代粗放管理,让系统量化分析取代决策者主观判断,让决策者一眼望穿负荷特性,并在必要的时刻及时调整配网运行方式。在强化电厂的运行调控能力的同时,也提高了经济效益降低防范风险。

可视化大屏有效聚合可控负荷的模式,突破传统电力系统之间的界限,充分激发和释放用户侧灵活调节能力,通过市场化因素引导用户用电行为调整负荷曲线,促进能源供应效益最大化。过去离散刻板的静态数据在Hightopo可视化技术的加持下,充分激发了数字的活力,赋予动态的加载效果,更加利于揭示数据之间复杂关系。

同样也支持采用 3D 轻量化建模形式,将多种复杂的电力管理信息聚集在虚拟仿真环境下,结合专业分析预测模型,对运维设备、运行状态、控制系统进行实时动态采集与多角度并行分析,辅助决策者管理工作的颗粒度更精细、响应更敏捷、行为更智能。

新型电力系统发电侧重主体发生变化了,以后以光伏和风电等新能源发电为主,这样就会从原来集中式电源模式变成“集中和分布式”共同发展的模式。同时由于光伏和风电具有波动性、间歇性和随机性的特点,所以储能在新型电力系统的运作中就变得尤为重要。所以新型电力系统就是要建立“源网荷储”的运作模式,也就是电源、电网、负荷、储能各环节协调互动,实现安全稳定的运行。

可视化把不同类型的分布式资源“聚沙成塔“,构建源网荷储一体化互动体系。实现从能源生产侧到应用侧的数据监测、数据融合、数据显示、设备维护联动管控,让“源网荷储”各要素真正做到友好协同。

截至2020年底,根据我国智能电网建设规划,我国已基本建成坚强智能电网建设,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系。在“十四五”阶段中,我国将重点发展智能电网新能源体系建设。

行业主要上市公司:国电南瑞(600406)、正泰电器(601877)、特变电工(600089)、长园集团(600525)、中国西电(601179)、卧龙电驱(600580)、平高电气(600312)、许继电气(000400)、科陆电子(002121)、森源电气(002358)

本文核心数据:发电总装机量、智能电网投资情况、“十四五”规划

我国发电装机量随着用电需求的增加呈爆发式增长

2003年开始,社会用电量爆发式增长,我国电网需求量开始快速上升。数据显示,2003-2010年我国全社会用电量年复合增速达到12%。随着需求的爆发式增长,我国电力装机容量迅速扩张。2003-2008年,我国发电装机量从391亿千瓦时上升至793亿千瓦,装机总量翻了一倍,至2020年,我国发电总装机量已经达到2202亿千瓦。

然而,我国电网规模的不断提升以及线路复杂度的迅速增加,给我国电网带来了巨大的挑战,倒逼电网升级。提高电网的信息化、自动化、智能化成为了重要任务。

智能电网建设规划实施以来电网投资额一直维持较高水平

2009年,中国正式启动智能电网计划,自此我国智能电网建设拉开了序幕。中国的智能电网被定义为“坚强的智能化电网”(Strong & Smart
Grid)。在“2009特高压输电技术国际会议”上,国家电网公司首次提出了中国的智能电网发展规划,并确立了总体发展目标。国家智能电网规划的出台,不仅拉开了智能电网建设的序幕,更引领了我国电网系统的不断升级与建设发展。

在我国发展的早期阶段,我国电网在智能化投资的比例较低,但是随着智能电网的推进,智能化投资在电网投资中的比例显著提升。按照我国最初的规划,智能化投资在“十二五”期间的年均投资额是第一阶段的一倍,占电网投资比例也由62%提升到117%。

随着智能电网建设的展开,智能化投资将明显增加,二次设备投资占比将由目前的不足5%提升至12%-15%。根据规划,2009-2010年、2011-2015年以及2016-2020年三大阶段我国电网计划投资额分别是5510亿元、15000亿元和14000亿元,其中智能电网计划投资额为341亿元、1750亿元和1750亿元。

自2008年实施坚强智能电网建设以来,我国电网投资一直保持快速增长势头,从2010年的3410亿元增长到2018年的5373亿元,年均增速72%。在电力体制改革的大背景下,不论是社会形态和电网生态都对给电网企业及电力行业带来全新的挑战。积极转型,由粗放式发展转向集约化发展模式,正成为电网企业长期发展的首要任务。

2019年,电网投资进一步受到管控,全年电网工程投资完成额仅为4856亿元,同比下滑962%,为近四年最低。电网公司推行精准投资,意在压减低效投资。电网严控投资主要压的是基建,包括输电、变电、架空线入地,还有收益低且不能计入输配电价的储能,包括发电侧的抽水蓄能和电网侧的电化学储能。2020年电力设备行业受益
“新基建”,国家电网2020以来已经两次追加年度电网投资至4600亿元,发力特高压及电力物联网。

2020年智能电网引领提升阶段基本完成

根据规划,截至2020年,我国智能电网发展的引领提升阶段已经基本完成,基本全面建成统一的坚强智能电网,技术和装备也达到国际先进水平。

“十四五”着力构建现代新能源体系建设

2021年3月,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(下称“《纲要》”)发布,构建现代能源体系成为了我国下一阶段能源发展的首要任务。而在现代能源体系的框架下,加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设,提高电力系统互补互济和智能调节能力,加强源网荷储衔接,提升清洁能源消纳和存储能力,提升向边远地区输配电能力,推进煤电灵活性改造,加快抽水蓄能电站建设和新型储能技术规模化应用等智能电网相关推进政策也在《纲要》中有所体现。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国智能电网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

法律分析:电力行业是国民经济的基础产业、支柱产业和战略产业,而发展电力信息化、智能电网及电力物联网等产业是实现我国能源生产、消费、技术和体制革命的重要手段。为此,发改委、国家能源局等部门颁布了多项意见规划。2019年3月国家电网颁发《泛在电力物联网建设大纲》,明确“三型两网、世界一流”的战略目标;提出要抓住2019年至2021年这一战略突破期,通过三年攻坚,到2021年初步建成泛在电力物联网;再通过三年攻坚,到2024年基本建成泛在电力物联网。

法律依据:《中华人民共和国电力法》 第五条 电力建设、生产、供应和使用应当依法保护环境,采用新技术,减少有害物质排放,防治污染和其他公害。

国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电。


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