數字電網： 新能源的“最佳拍檔” 為高效消納新能源提供“核心算法”

“十四五”和“十五五”期間，中國南方電網有限責任公司將推動南方5省區區域分別新增1億千瓦風光新能源裝機，新能源裝機將從目前0.5億千瓦增加到2030年2.5億千瓦，支撐提前實現碳達峰。

“十四五”和“十五五”期間，中國南方電網有限責任公司(以下簡稱南方電網)將推動南方5省區區域分別新增1億千瓦風光新能源裝機容量，新能源裝機容量將從目前的0.5億千瓦增加到2030年的2.5億千瓦，支撐提前實現碳達峰。

在我國推進碳達峰、碳中和的大背景下，“主力軍”電力行業將如何構建以新能源為主體的新型電力系統，實現能源轉型呢?“數字電網將成為承載新型電力系統的最佳形態。”5月28日，南方電網能源發展研究院有限責任公司黨委書記、董事長吳寶英說，近日，南方電網發布《數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書》(以下簡稱白皮書)，提出將依托數字電網建設，多措并舉構建以新能源為主體的新型電力系統，服務碳達峰、碳中和戰略目標實現。

為高效消納新能源提供“核心算法”

數據顯示，2020年我國能源消費產生的二氧化碳排放占總排放量的88%左右，而電力行業占能源行業二氧化碳排放總量的42.5%左右。

作為我國碳排放占比最大的單一行業，電力的碳達峰、碳中和進度將直接影響“雙碳”目標實現的進程。

因此，我國提出深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統。此目標的提出，也與我國的能源結構密切相關。我國可再生能源尤其是風、光等新能源發展潛力巨大。近年來，我國陸上風電、光伏發電裝機規模均位列世界第一，海上風電居世界第二，帶動了新能源技術和產業快速發展。

“構建以新能源為主體的新型電力系統是一場硬仗，面臨的挑戰主要是解決‘清潔、可靠、經濟’三者之間的矛盾。”吳寶英說。

數字電網是新型電力系統的核心。2019年，南方電網研究提出數字電網建設的戰略部署。依托強大的“電力+算力”，實現了對用電負荷、電量數據的精準“預測”，這給廣東、廣西、云南、貴州、海南5省區的清潔能源消納和消費按下了“快進鍵”。2020年底，5省區非化石能源裝機和電量占比分別達到56%和53%，居世界前列，風電、光伏發電利用率均達99.7%，區域能源結構轉型成效顯著。

面對我國碳達峰、碳中和的目標，南方電網將加快建設數字電網，加速電網管理數字化轉型，加大5G基站、物聯網、電動汽車充電樁等新型基礎設施建設配套投入;對接國家工業互聯網和數字政府，推動能源生態系統利益相關方開放合作、互利共生、協作創新。

“在能源生產環節，數字技術將支撐電力系統擁有更加敏銳的‘五官’和更加聰明的‘大腦’，大幅提升新能源的‘可觀、可測、可控’水平，支持千萬臺級新能源設備作為主力電源參與電力系統調控過程，這將為新型電力系統充分消納新能源、確保安全運行和清潔低碳奠定關鍵基礎。”南方電網數字電網研究院有限公司黨委副書記、董事、總經理李鵬說。

支持新能源發電設備成為主力電源

截至4月15日晚，我國第四大水電站烏東德水電站累計發電達200億度。南方電網通過世界首個特高壓柔性直流工程——烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程，已累計把其中140億度電送往粵港澳大灣區，相當于為廣東減少二氧化碳排放456萬噸。

烏東德水電站是實施“西電東送”的國家重大工程。目前，南方電網西電東送已形成“八交十一直”輸電大通道，送電規模超5800萬千瓦，年送電量超2300億千瓦時，其中清潔能源占比超過80%，已擁有自主化的大容量特高壓多端柔性直流輸電技術，在大型交直流電網規劃、建設和運行技術與實踐方面處于領先地位。

在新型電力系統中，電網作為消納高比例新能源的核心樞紐作用更加顯著。“跨省區主干電網+中小型區域電網+配網及微網”的柔性互聯形態和數字化調控技術將使電網更加靈活可控，實現新能源按資源稟賦因地制宜廣泛接入。新能源+儲能、新能源+負荷+儲能等多元協調開發新模式也將不斷涌現。

白皮書提出，南方電網將支持新能源發電設備作為主力電源參與電力系統調控過程。“我們還將持續利用數字技術構建堅強主網架和柔性配網;統籌利用風電、光伏、生物質等區域分布式能源資源，因地制宜建設交直流混合配電網和智能微電網，持續加強配電網數字化和柔性化水平，提升對分布式電源的承載力。”南方電網首席技術專家，南方電網科學研究院有限責任公司黨委書記、董事長饒宏說。

饒宏指出，與傳統電力系統相比，新型電力系統首先面臨的是大規模新能源發電如何高效并網與消納、系統各環節效率如何提升降低供電成本等重大技術難題。

對此，南方電網提出大力實施創新驅動戰略，增強構建新型電力系統的科技支撐力和產業帶動力。包括開展新型電力系統運行機理與發展形態等基礎研究，在新能源發電大規模并網消納、數字電網、電力專用芯片等方面實現突破，建設支撐新型電力系統國家級創新平臺，形成具有我國自主知識產權的新型電力系統關鍵技術和標準體系。加快實現關鍵領域核心技術獨立自主和升級換代，促進形成完整且具備國際一流水平的電力產業鏈。

大數據技術助用戶挖掘節能潛力

“不僅辦電可以‘刷臉’，就連停電時，都能在App上看到‘搶修小哥’飛奔而來的軌跡。”廣州市民盧先生通過“南網在線”App報裝90千伏安的制造業普通工業用電，從提出申請到完成接電，僅用了一天半時間。

“十三五”期間，南方電網利用新一代數字化技術，通過大力實施“5G+智能電網”建設，實現了對電網海量終端設備的實時管理，建成了深圳福田、廣州中新知識城、珠海橫琴等高可靠性配電網示范區。同時，南方區域電力市場建設走在全國前列，電力現貨市場和區域調頻輔助服務市場在全國率先進行了結算試運行。

記者從白皮書中還看到，南方電網將以數字技術助推能源消費革命，推動綠色生產生活方式廣泛形成。

“我們將利用數字技術構建適應新型電力系統的現代供電服務體系，提高服務效率和客戶體驗，支撐業務創新，幫助用戶不斷釋放需求潛能;通過物聯網和區塊鏈技術聚合海量用戶側可調節資源，大力建設虛擬電廠，引導用戶合理用電，促進發電側與負荷側雙向互動。”饒宏說。

近日，南方區域首次可再生能源電力消納量交易開市。南方電網貴州電網公司掛牌交易風能、太陽能、生物質能非水可再生能源消納量，交易雙方成功達成可再生能源消納量憑證2716個，折合可再生能源消納電量271.6萬千瓦時。

“集中的平臺、標準化的標的，不僅讓交易更方便，同時也為我們售電公司助力國家完成碳達峰、碳中和目標提供了新途徑。”廣東粵電電力銷售有限公司珠三角區域總監李浩宇表示。

加快建設南方區域統一電力市場，豐富電力市場交易品種，探索靈活多樣的市場化需求響應交易模式，將是南方電網構建新型電力系統的內容之一。此外，南方電網還將通過大數據技術輔助用戶挖掘節能潛力，促進能源消費從單一、被動、通用化的利用模式向融合多種需求、主動參與、定制化的高效利用模式轉變，推動電動汽車、電能替代、節能減排、綜合能源服務的發展。

葉 青