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北京四方繼保自動化股份有限公司總裁劉志超從全新視角解讀新型電力系統(tǒng)。

在碳達峰碳中和目標(biāo)引領(lǐng)下，我國全面加速綠色轉(zhuǎn)型，可再生能源裝機規(guī)模持續(xù)擴大。國家能源局近日發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，截至9月底，全國累計發(fā)電裝機容量約24.8億千瓦，同比增長8.1%。其中，風(fēng)電裝機容量約3.5億千瓦，同比增長16.9%；太陽能發(fā)電裝機容量約3.6億千瓦，同比增長28.8%。

可以預(yù)見，未來電力系統(tǒng)高比例電力電子設(shè)備和高比例可再生能源特征將愈發(fā)明顯，實現(xiàn)從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，不僅電源側(cè)要持續(xù)增加綠電裝機規(guī)模和發(fā)電量，還需要繼電保護、安全穩(wěn)定控制等高可靠二次電力裝備的保駕護航。那么，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的大背景下，電力裝備企業(yè)眼里的新型電力系統(tǒng)是什么樣？如何在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)展電力裝備？在數(shù)字化發(fā)展過程中，電力裝備企業(yè)將發(fā)揮哪些作用？日前，本報記者探訪了國內(nèi)繼電保護行業(yè)開拓者、長期處于國際領(lǐng)先的北京四方繼保自動化股份有限公司，并對話總裁劉志超，從全新視角解讀新型電力系統(tǒng)。

電源及用電方式將發(fā)生改變

中國能源報：和傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，新型電力系統(tǒng)最主要的特征是什么？

劉志超：新型電力系統(tǒng)是一個既龐大又復(fù)雜的系統(tǒng)，和傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，新型電力系統(tǒng)最主要的特征是電源及用電方式的改變。傳統(tǒng)電網(wǎng)在一定時間內(nèi)是一個結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定的系統(tǒng)，各個參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化波動，整體調(diào)度目標(biāo)是源隨荷動。但新型電力系統(tǒng)是一個時變系統(tǒng)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其參數(shù)一直在變化，調(diào)度模式將轉(zhuǎn)變?yōu)樵淳W(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制、輸配微網(wǎng)多級協(xié)同。

電力系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)、運行機理和功能形態(tài)都將發(fā)生重大改變。可以說，新型電力系統(tǒng)概念尚處在一個動態(tài)的發(fā)展過程中，但總體目標(biāo)是清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動。

中國能源報：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的最大挑戰(zhàn)是什么？

劉志超：新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中的挑戰(zhàn)主要包括：電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性、用電成本的持續(xù)下降、能源電力的需求增長和環(huán)境友好的協(xié)調(diào)。除上述提及的在高比例可再生能源電力背景下，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行外，還要考慮成本問題。當(dāng)然，安全是成本的前提，沒有安全就沒有成本。

同時要注意到，以前被動的單一用戶用電負荷，將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)量龐大的分布式能源，這將徹底改變配電網(wǎng)側(cè)的潮流分布。因此，對設(shè)備企業(yè)來說，采用適應(yīng)上述特征的技術(shù)和裝備，助力電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，保證終端用戶用電成本下降是行業(yè)面臨的共同課題和挑戰(zhàn)。

電網(wǎng)控制技術(shù)亟待升級

中國能源報：對于上述挑戰(zhàn)，繼電保護自動化等裝備企業(yè)需如何應(yīng)對？

劉志超：要破解面臨的難題，特別是解決安全穩(wěn)定、用電成本等方面的問題，應(yīng)不斷研究新型電力系統(tǒng)的特點和運行機理，推動技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級。

其中，在電網(wǎng)的“點”上，持續(xù)研究基于特征信息的數(shù)據(jù)采集和信息處理技術(shù)、電力電子設(shè)備的電網(wǎng)友好技術(shù)，并通過一二次融合裝備和系統(tǒng)來穩(wěn)定電網(wǎng)的海量基礎(chǔ)；在電網(wǎng)的“線”上，持續(xù)研究各類“匯集”特征，通過新型繼電保護、安全穩(wěn)定設(shè)備，保障能源電力流動的安全可控性；在“網(wǎng)”上，不論是微電網(wǎng)、配電網(wǎng)，還是輸電網(wǎng)，要更加注重協(xié)調(diào)控制技術(shù)，實現(xiàn)多級系統(tǒng)的有機協(xié)同，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，提高供電可靠性。

另外，還要加強抽蓄、調(diào)相機及規(guī)模化和分布式儲能建設(shè)，讓電網(wǎng)可控可調(diào)更深更強、抵抗風(fēng)險的能力更強。

中國能源報：您如何看待數(shù)字化技術(shù)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過程中發(fā)揮的作用？

劉志超：要處理電力系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)，就要重點發(fā)展數(shù)字化技術(shù)。數(shù)字化是新型電力系統(tǒng)的支撐基礎(chǔ)，要實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)數(shù)字賦能，就要實現(xiàn)高度的數(shù)字融合，具體包括：

要實現(xiàn)分層、集群的數(shù)據(jù)高度融合。新型電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，且具有時變特性，通過智能傳感獲得的海量數(shù)據(jù)有效實時融合，是實現(xiàn)數(shù)字賦能的基礎(chǔ)。同時，要實現(xiàn)高實時的數(shù)據(jù)交互，需要安全、高效、實時的數(shù)據(jù)交互作為支撐，達到源荷互動的目標(biāo)。此外，需要高智能的數(shù)字處理。隨著新型電力系統(tǒng)復(fù)雜性提高，和環(huán)境之間的互動增多和多時空、多域的數(shù)據(jù)交互與處理，以及數(shù)據(jù)的智能預(yù)測、孿生伴隨，才能實現(xiàn)電力系統(tǒng)科學(xué)運行。

總體來說，要統(tǒng)籌新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)感知與鏈接，實現(xiàn)感知設(shè)備共建共享，打造企業(yè)級實時量測中心，在線匯聚全環(huán)節(jié)采集數(shù)據(jù)，推動各類業(yè)務(wù)應(yīng)用貫通與靈活構(gòu)建，實現(xiàn)設(shè)備透明化、數(shù)據(jù)透明化、應(yīng)用透明化。

高可靠電力二次裝備必不可少

中國能源報：在新形勢、新目標(biāo)下，繼電保護自動化等裝備企業(yè)做了哪些工作，取得哪些成績？

劉志超：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)涉及的產(chǎn)業(yè)鏈很長。電力系統(tǒng)控制保護電力裝備是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行最重要的環(huán)節(jié)之一。因此，提升裝備的可靠性，解決新型電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的有關(guān)控制保護等問題是裝備企業(yè)深挖的重點。

如在電網(wǎng)側(cè)，裝備企業(yè)關(guān)注的核心是電網(wǎng)安全，這涉及各種繼電保護和安全自動裝置，以及與電網(wǎng)分層協(xié)控相關(guān)的變電站監(jiān)控、調(diào)度系統(tǒng)。在配網(wǎng)側(cè)，則是聚焦一次設(shè)備和一二次融合開關(guān)，以及配網(wǎng)中接入的大量分布式能源協(xié)控系統(tǒng)?？梢哉f，高可靠性、高性價比的電力二次裝備支持必不可少。

中國能源報：繼電保護自動化等裝備企業(yè)需要重點關(guān)注哪些領(lǐng)域，攻克哪些技術(shù)？

劉志超：“雙高”特點之一就是電力電子設(shè)備的高滲透率。不僅發(fā)電領(lǐng)域需要高可靠和高性價比的電力電子設(shè)備，將新能源轉(zhuǎn)換為電網(wǎng)友好型電力能源，而且在電網(wǎng)側(cè)，支撐調(diào)相機、抽水蓄能、大規(guī)模儲能和電能質(zhì)量的電力電子設(shè)備的模塊化多電平換流器、直流斷路器和變壓器、靜止變頻器SFC、動態(tài)無功補償裝置SVG等都是未來研究的重點。

未來電力電子設(shè)備高電壓、大容量特征將更加明顯，其中在負荷側(cè)，隨著發(fā)用交互，如高可靠和高性價比的充放電設(shè)備，因其量大面廣，將成為持續(xù)的熱點。同時，除直接基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)外，二次系統(tǒng)相關(guān)的電子、計算機、通信、人工智能等技術(shù)也會隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)逐步迭代，相互促進發(fā)展。

以仿真技術(shù)為例，應(yīng)用于傳統(tǒng)電網(wǎng)的仿真技術(shù)較成熟，而在新型電力系統(tǒng)中，大量以電力電子設(shè)備為接口的新能源并入電網(wǎng)，二次系統(tǒng)、繼電保護原理、電網(wǎng)調(diào)度方式都會發(fā)生較大變化，這導(dǎo)致用解析法做仿真難度很高，需要依賴更多不同廠家的控制器特性，在線仿真分析。

隨著新型電力系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)展，將聚集優(yōu)勢科研力量，建立協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，共同開展前沿基礎(chǔ)理論研究，聯(lián)合攻關(guān)關(guān)鍵性難題，統(tǒng)籌聯(lián)動推進新型電力系統(tǒng)構(gòu)建。作為能源電力裝備知名企業(yè)，我們將繼續(xù)在適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的繼電保護技術(shù)、協(xié)調(diào)控制技術(shù)、電網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)、電力電子技術(shù)及智慧運維等領(lǐng)域深入探索。

原標(biāo)題：深挖新型電力系統(tǒng)控制保護潛力日益迫切