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“三型两网”创新发展研讨会在京召开393333.com

发布日期:2019-11-21   

  393333.com,编者按 互联网形态下的能源革命,为能源电力发展提供了无限想象空间。11月15日,国网经济技术研究院有限公司(以下简称“国网经研院”)在北京组织召开经研论电·2019年“三型两网”创新发展研讨会,通过分享观点和实践,打造共享共赢交流互动生态,支撑国家电网“三型两网”世界一流能源互联网企业建设。中国电力报对现场院士、专家观点进行归纳、梳理,以飨读者。

  11月15日,经研论电·2019年“三型两网”创新发展研讨会在北京国际会议中心成功举办。本次会议以“推进能源互联网规划引领促进‘两网’融合高质量发展”为主题,由国网经研院、清华大学电机系、清华四川能源互联网研究院共同主办。来自各省级电力公司、经研院(所)、设计单位、高等院校、研究机构、学会组织以及华为、ABB等国内外领军企业、设备制造企业的700多名代表参加会议。国网经研院总经理郭铭群代表主办单位致欢迎辞。国家电网有限公司副总经理刘泽洪、国家能源局电力司副巡视员郭伟出席会议开幕式并致辞。大会上,中国科学院院士陈维江、中国工程院院士郭剑波、国网经研院董事长潘尔生、清华大学教授沈沉、华为公司数据与存储领域副总裁董斐和国网雄安供电公司副总经理丁斌分别进行了主旨演讲。与会各方就新能源和综合能源规划、设计技术发展与创新、泛在电力物联网建设3项重要议题在分会场开展广泛深入的研讨交流,分享了对“三型两网”建设和能源互联网发展的认知和思考。

  会议期间,与会专家、学者、代表聚力打造共建共治共赢的能源互联网生态圈,谋求 “三型两网”建设合作最大公约数,共同为推动电网跨越升级、实现能源互联网建设美好愿景注入新的动力。与会代表普遍认为建设“三型两网”是国家电网基于能源革命、数字革命融合发展的大势,用泛在电力物联网先进技术为传统电网赋能,把电网打造成为连接电力供需、促进多能转换、构建智慧能源体系的枢纽平台,有效破解能源安全、清洁发展、效率提升、优质服务等一系列难题的关键举措。国家电网有限公司发展策划部、科技部、基建部、特高压建设部、互联网部,全球能源互联网研究院有限公司,中国能建下属电力规划设计总院、华北电力设计院,国核电力规划设计研究院等相关负责人出席会议。大咖报告

  21世纪初,我国超/特高压气体绝缘金属封闭开关电器(GIS)研发一直采取“国内外联合研发,国内生产,产权共享”的技术路线,使我国迅速具备了超/特高压设备的制造能力。近年来,国家电网有限公司结合我国电网特点,组织研发出拥有完全自主知识产权的新一代超/特高压GIS产品,为加快实现“三型两网”世界一流能源互联网企业的战略目标奠定坚实基础,为建设和运营好坚强智能电网提供优质、经济、可靠的设备保障。

  技术研发得到国家自然基金重点项目、国家973研发计划和国家电网公司系列重点科技项目支持,由中国电科院、西安交通大学、清华大学、华北电力大学、河南平高电气股份有限公司、中国西电集团公司等单位协同攻关10余年,攻克了4项关键技术:小型化断路器、小型化隔离开关、新型母线及紧凑型大容量冲击试验装置。

  在断路器及隔离开关的小型化研究方面,通过研究操作过电压柔性抑制技术及隔离开关特快速瞬态过电压(VFTO)特性,取消断路器及隔离开关电阻配置,实现结构小型化,大幅降低设备重量、体积和成本;在新型母线研究方面,分别开展了GIS母线固体绝缘优化设计和SF6/N2混合气体研究,解决了GIS固体绝缘故障率高、气体绝缘环保性差的问题;在紧凑型大容量冲击试验装置研究方面,提出了六氟化硫气体绝缘紧凑型标准雷电冲击试验装置方案,有效减小装置尺寸和输出电压波前时间。上述成果已应用于8个1000千伏工程和4个750千伏工程。与现有GIS设备相比,占地面积节省29%,绝缘件使用量减少28%,六氟化硫气体使用量减少48%。设备可靠性、经济性和环保性显著提高。新一代超/特高压GIS的研制成功标志着我国电力装备自主研发实力和国际竞争力的进一步提升,也为“特高压”这张“中国名片”再添新标识。面对新一轮能源革命、科技革命和产业革命的新态势,国家电网有限公司将一如既往牢牢把握科技创新这个根本动力,不断提升自主创新能力,加快“三型两网”世界一流能源互联网企业建设,为推动能源电力高质量发展贡献更大的力量。

  党的十九大报告提出要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。在能源转型中,电能将占据更加重要的位置。随着新能源技术的成熟,新能源发电占比也逐步提升。2018年底,新能源已成为我国第二大电源。预计到2050年,新能源装机占比将达54%。

  新能源发电具有波动性和随机性、低能量密度、低利用小时以及设备低抗扰性和弱支撑性等特点。高效消纳是新能源面临的挑战之一。我国新能源出力短期波动幅度比欧美国家更大,风光资源季节性差异明显,且存在一定的年际差异。随着新能源发电占比增加,系统调峰资源面临短缺,弃风、弃光率提高。安全运行是电力系统面临的另一挑战。考虑安全约束,目前欧美等国新能源发电比例不超过33%~55%。进一步提升新能源发电比例是电力系统发展亟待解决之问题。

  电力系统规划要适应能源转型需求,考虑系统容量高冗余、辅助服务增加、安全性约束以及市场化改革等因素,同时考虑源荷强时空不确定性引起设备利用率的不确定等。要以综合能源系统为对象开展规划,强调系统概念,使系统具有一定的柔韧性和协调性,不宜一味加强系统。要研究适应能源转型的法律法规、技术规范。要强化国家层面的规划及其强制性作用,采用市场化手段决策,确定性规划要向概率性规划转型,并加入市场规则。运行控制方面,按预案运行和防御向基于状态感知、趋势分析的自适应和分区层次化主动防御转型。

  展望未来,能源系统的核心是电力系统,电力系统的发展要将新能源集中式和分布式发电并重发展、互为补充,要将远距离国内跨区、洲际输电和柔性直流电网并重,要推动高效率、智能化用电。

  在能源电力发展的新时代,为贯彻落实国家能源发展战略,国家电网公司2019年中工作会议明确提出:到2050年,电能在终端能源消费中的比重超过50%,非化石能源占一次能源的比重超过50%,将对我国能源电力发展产生深刻影响。

  从消费侧看,未来终端能源消费总量预计呈现先增加后减小的趋势,到2050年基本与2018年持平,而终端电能消费占比由2018年的25.5%提升到2050年超过50%,意味着电能消费占据终端能源消费的半壁江山。

  从供给侧看,非化石能源消费由2018年的14.3%提升到2050年超过50%,意味着增量消费需全部由非化石能源满足,存量消费中化石能源还要压减30%以上。未来进一步推动能源清洁化,关键要大力发展水、核、风、光等非化石能源发电。

  未来电网的挑战及应对措施,“两个50%”的目标将给电网运行带来巨大挑战。未来负荷将持续增长,电力供应压力长期存在;具有很强随机性、波动性的新能源大规模并网,转动惯量、电压支撑、波动性、电力电子化等问题逐渐凸显;电网运行效率还面临下降风险。

  为应对新形势、新挑战,近期国家电网公司提出了促进新能源消纳综合解决方案,同时在无功支撑、统一调度、市场建设等方面持续发力,促进新能源消纳成效显著。

  “十四五”期间,非化石能源特别是新能源比重积极提升,电网发展要在安全、清洁、灵活、高效上下功夫,重点要以清洁和绿色方式满足东中部电力供应,保障新能源大规模接入下电网安全运行,加快提升电网平衡调节能力,解决增量和存量电网利用效率问题。

  从中长期看,电力需求还要持续增长,新能源成倍增加,分布式、交互式用能设施大量接入,电网发展需要重点从满足电力需求、提升安全水平、促进经济高效三个方面着力。

  泛在电力物联网是电网跨越升级的必由之路。为顺应能源革命和数字革命的发展趋势,2019年国家电网有限公司确立了“三型两网、世界一流”战略目标,推动坚强智能电网与泛在电力物联网融合发展。

  泛在电力物联网拥有普遍受益的价值体系,其中促进电网提质增效、推动能源低碳转型的价值追求将有力支撑“两个50%”目标实现。

  能源互联网是以电力系统为核心,利用可再生能源发电技术、信息技术,融合电力网络、天然气网络、供热/冷网络等多能源网以及电气交通网形成的能源互联共享网络。

  能源互联网是促进可再生能源消纳,提高能源使用效率的重要途径。因构成网络多,特性差异大,不同能源子系统间耦合关系复杂,能源互联网的规划、运行和控制面临大量难题。

  能源互联网数字孪生是充分利用能源互联网的物理模型、先进计量基础设施提供的在线量测数据、能源互联网的历史运行数据,集成电气、流体、热力、计算机、通信、气候、经济等多学科知识进行的多物理量、多时空尺度、多概率的仿真过程,通过在虚拟空间中完成对能源互联网的映射,反映能源互联网的全生命周期过程。能源互联网数字孪生融合了物联网技术、通信技术、大数据分析技术和高性能计算技术,具有可视性、可预测性、可假设性、可解释性和可互动性等特点,有助于解决当前能源互联网发展面临的技术问题。

  清华大学电机系和清华四川能源互联网研究院云仿真与智能决策研究中致力于能源互联网数字孪生及其应用技术的研究,分别针对交直流混联电力系统开发了基于数字孪生技术的全电磁暂态云仿真平台——CloudPSS,针对能源互联网规划设计的能源互联网规划云平台——CloudIEPS,诠释了数字孪生技术的重要作用。

  人类社会正从农业经济、工业经济快速进入数字经济时代。根据华为 《全球产业展望GIV》预测,全球数据量将从2018年的32.5ZB快速增长到2025年的180ZB。海量的数据带来了巨大的挑战,也孕育了前所未有的机遇。数字经济已成为全球经济增长的新引擎,数据成为新生产资料,智能成为新生产力。

  数据基础设施建设是各行各业加速智能化进程的必由之路。当前,只有不到2%的企业数据被保存,而其中得到分析利用的不足10%,数据价值没有得到充分释放。华为围绕计算、存储和数据处理三个领域重定义数据基础设施,助力各行业加速迈向智能时代。在计算领域,华为推动计算架构从以X86+GPU为主的单一计算架构到以X86+GPU+ARM64+NPU为主的异构计算架构快速发展,让算力更充裕更经济。

  应对数据量激增、数据类型多样化、实时性数据分析三大挑战,需要更大规模的存储和更快的业务响应,同时更需要智能化的运维管理。华为重定义存储架构,从“Storage for AI”和“AI in Storage”两个维度实现效率大幅提升,引领存储智能化。

  重定义数据处理平台,让分析更智能,加速实现数据价值。华为将AI技术引入自研的高斯数据库,大幅提升数据库自动化管理和优化能力。打通大数据、数据库与AI处理三大功能模块,实现多系统协同计算与多样性数据融合分析,实现企业数据价值最大化。

  创新是华为产品研发的核心文化,我们将持续发挥“联接+计算+云”的协同优势,引领ICT产业发展,打造智能时代的发动机。

  雄安,国家大事,千年大计,正在努力打造未来之城。作为现代化城市发展的典范,坚持“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”的规划理念,国家电网公司在雄安新区构画绿色引领、智慧共享、安全稳定为愿景的能源互联网。

  注重全面信息感知和终端应用便捷灵活为主,实现绿色坚强智能电网和泛在电力物联网“两网”融合。搭建特高压交直流为网架、“北风南水”的供电格局,配电网按照差异化建设原则,实现纵向源网荷储协调、横向多能优化互补。泛在电力物联网在线连接能源生产与消费各环节人、机、物的状态全面感知,强调连接的泛在性、终端的智能化、数据的共享化、服务的平台化。

  与雄安建设智慧城市相契合,场、边、端构成4个方面、16类场景、6大类数据全面感知。对内实现企业运行、运营和客户服务3个板块10个业务域,对外涵盖综合能源服务平台等5个业务域。

  为实现规划建设目标,必须充分发挥“三型”的重要作用。以平台汇聚资源,以共享实现创新。历经两年,国网雄安供电公司汇聚了一大批系统内外的优势资源,在能源互联网的实现之路上步步为营、快速迭代、扎实推进。CEIMS(城市智慧能源管控系统)、EIM(智慧工地管控系统)及低压直流生态已经形成系列产品并实现落地应用。

  雄安新区大规模建设已经起步,能源规划建设需要超前谋划、稳步推进,必须也只有按照“三型两网”的指导方针,在推进中华民族伟大复兴的道路上越走越远。

  在“新能源和综合能源规划分论坛”上,来自国内能源电力企业和高校的嘉宾围绕“新能源、新技术、新发展”的主题,就“三型两网”建设、柔性调度控制、综合能源系统集成技术发展等关键课题做了系列专题报告,为能源变革下的电力系统发展提出了解决方案。

  发展可再生能源是全世界的共同趋势,风电、太阳能等清洁能源的持续大规模开发利用,对电网安全运行和电量消纳提出了现实挑战。

  针对能源变革下的电力系统发展问题,与会嘉宾提出了一系列建议。在电网规划方面,与会嘉宾表示,随着电网对效率效益的要求不断提高,规划思路应当从注重电力平衡向更加注重电量平衡转变,应当按照“紧平衡”原则开展规划;随着新能源逐渐成为主力电源,应考虑实行统筹源网荷储灵活性资源与需求的灵活性规划。在综合能源系统的集成及应用方面,与会嘉宾表示,通过气、热等储能形式的引入,可提升电力系统灵活性,消纳更多可再生能源;通过不同品位能源的梯级利用,可提高终端能源利用效率,具有重要的经济价值和社会价值。在调度运行方面,与会嘉宾表示,随着新能源接入规模的不断扩大,送端电网元件耦合更加复杂,要求我们必须采用泛在电力物联技术,以柔性化的手段应对能源转型的需求。在配电网建设发展方面,与会嘉宾表示,配电网覆盖范围广、功能要素全、用户影响深,与“三型”企业的产业属性、网络属性和社会属性完全契合,是“三型两网”建设的主战场。(邓畅宇 安之)

  在“设计技术发展与创新分会场”上,来自高等院校、科研院所及能源电力企业的嘉宾围绕电力物联和设计创新的构建,展开了7个方面的对话,包括基于物联网思维的电力基础设施共享设计技术、蜂巢状有源配电网、轻型高压直流的关键技术、粤港澳大湾区城市电网数字化转型、柔性直流输电前沿技术、输变电设备的物联网应用提升方案和人工智能在电网工程设计中的应用与展望。

  与会嘉宾普遍认为,电力物联是未来电网的发展趋势,设计创新是如今电网的建设要道。多站融合、互联互通、能源互联、协同创新是电力系统发展的基本方向。数据是核心,绿色、融合是导向,开放、共享是目标。

  在直流前沿和关键技术的交流中,与会嘉宾着重介绍了舟山多端柔直工程、厦门柔性直流工程、渝鄂背靠背联网工程、张北柔直工程的先进技术和设备方案,全面地探讨了新一代直流技术发展为电力系统带来的新机遇和新挑战。在配电网发展建设的讨论中,与会嘉宾指出,中国电力系统面临着日益增长的用电需求和对电能质量要求,且呈现出非线性化、多样化的负荷特点,规范化配置、区块化分布、微网组合成网是未来的配电网新形态。打造坚强的网络架构,供电可靠性更高、消纳新能源能力更强、扩展灵活性更高和更易实现电力市场化。

  在未来电网发展趋势的对话中,与会嘉宾探讨了人工智能技术和电网事业的关系和可能。讨论了深度学习、语义分析、生成对抗学习等热点话题,并结合工程设计特点和施工图生成、布置方案设计、路径筛选等应用场景,对电网工程智能自主设计愿景和发展路线做出展望。(黄宝莹 王爱渌)

  在“泛在电力物联网建设分论坛上“,与会嘉宾围绕泛在电力物联网是物联网在电力行业的具体表现形式和应用落地等内容进行了交流。泛在电力物联网的建设内容涵盖了对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护6个方面,其不仅是技术的创新,更是管理思维的提升和管理理念的创新,对内重点是质效提升,对外重点是融通发展。

  与会嘉宾认为,5G将成为推动行业发展的加速引擎,催生更多新兴需求和服务。5G与电网各业务环节深入融合,将应用聚焦配电网,以设备信息采集、无人机巡检、精准负荷控制、差动保护为主要探索方向,使电网数字化、网络化、智能化融合转型发展。基于5G的无线专网是泛在电力物联网网络层的重要基础设施,给泛在电力物联网提供了新的技术选择,将有效满足垂直行业的多样化业务需求,实现真正的“万物互联”,是实现“空天地”全覆盖的重要手段。

  为了进一步规范软件工作量及费用的评估方法及过程,国内外制定了一系列可用于成本度量的功能规模测量方法的标准。传统能源电力产业技术经济问题通常涉及项目、系统、产业和国家层面,泛在电力物联网也同样有大量的技术经济问题需要研究,技术经济理论能够从主体视角、生命周期和技术路线等不同维度,综合运用多种先进的智能化技术去解决所面临的技术经济问题。配电网作为“三型两网”建设的主战场,是资产全寿命周期管理理念、方法落地与场景应用的关键平台。资产全寿命周期管理是重资产型企业系统性提升资产管理效率和效益的重要手段,是实现资产全寿命周期内安全、质量、效能、成本的综合最优。 (吴新平 邹国辉)

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