中國儲能網訊：上海交通大學教授 劉東
在新型電力系統(tǒng)建設中，電網是電力能源的發(fā)、輸、變、配、用供應鏈中承上啟下的核心環(huán)節(jié)。電網的數字化轉型可以更好地利用各種類型的可再生能源，在降低碳排放的同時，滿足電網系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運行的要求，提供更智能高效的能源服務和解決方案，對于發(fā)展新質生產力、實現“雙碳”目標、推動電網高質量發(fā)展等有著十分關鍵的作用。電網數字化轉型發(fā)展的核心技術主要包括三個方面。
打造云邊端協同電力能源數字化平臺與共享生態(tài)體系
針對電力能源數據的采集、處理、分析、優(yōu)化與決策等相關數據與業(yè)務處理需要與系統(tǒng)集成，構建電力能源的數字化平臺。該平臺需要連接電力生產、輸送、使用各個環(huán)節(jié)，實現全鏈條的數字化。在數字化平臺的基礎上，建立起共享生態(tài)體系，通過云計算、人工智能、大數據等技術，把電力行業(yè)的各個環(huán)節(jié)緊密連接，實現資源的共享，提高整體運行效率。
對自主知識產權的云邊端協同電力能源數字化平臺與共享生態(tài)體系，需要進行相關法規(guī)保護和成體系的標準化建設，確保運營的生態(tài)系統(tǒng)中各方的合法權益與公平收益。隨著技術的發(fā)展和市場的變化，要定期對數字化平臺與共享生態(tài)體系進行升級，保持其技術領先性，從而為激活電力能源全鏈條的創(chuàng)新奠定平臺與生態(tài)基礎。
突破電網信息物理深度融合技術，建立電碳市場優(yōu)化運行機制
新能源的廣泛應用給電力系統(tǒng)運行與控制帶來比傳統(tǒng)電力系統(tǒng)更加復雜與不確定的運行場景。如何充分利用數字技術應對新型電力系統(tǒng)復雜工況，需要建立電網信息與物理耦合的分析與控制方法，從全局視角將異構的信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)納入融合的建?？蚣苓M行描述，實現電力能源系統(tǒng)的信息物理融合建模。
進一步將信息物理系統(tǒng)理論與方法向電碳市場交易領域拓展，通過引入價值流要素開展信息—物理—價值三流融合分析，支撐電力市場和碳市場環(huán)境下復雜動態(tài)系統(tǒng)的分析與決策。
在應對大規(guī)模新能源接入電網的挑戰(zhàn)方面，不僅要充分應用電力能源優(yōu)化運行的物理規(guī)律所支撐的模型驅動以及先進的信息技術所支撐的數據驅動技術，還要積極探索建立電碳市場優(yōu)化運行機制與市場規(guī)則，平衡市場中各參與主體的收益，實現源網荷儲協同優(yōu)化運行。
建立數字孿生電網，實現電網安全優(yōu)質性能提升
數字孿生電網通過構建真實電網虛實映射的電網孿生體，實時同步真實電網的運行狀態(tài)和數據，具有復雜工況與場景的快速模擬與推演能力，從而可以實現電網全息狀態(tài)監(jiān)測、故障預測與早期預警、風險動態(tài)演化分析與優(yōu)化運行決策，大大提升電網系統(tǒng)的智能運維水平。
數字孿生電網需要構建電網物理實體—孿生體的閉環(huán)同步演進平臺，幫助運行人員全面了解電網狀態(tài)，提高電網安全性、低碳和經濟運行水平。通過物理系統(tǒng)與數字孿生體的閉環(huán)交互，不僅可同步、完整、可靠地監(jiān)測電網實時運行狀態(tài)，支撐系統(tǒng)特性量化評估，還可通過孿生推演準確評估極端災害下系統(tǒng)安全風險發(fā)展態(tài)勢和發(fā)現系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，生成有效的防災和恢復策略，提升系統(tǒng)安全性。通過孿生互動，可靈活組織分散、可控資源，實施自律協同優(yōu)化調控，提升低碳能源消納、系統(tǒng)整體優(yōu)化與高質量運行水平。
下一步，要抓住電網數字化轉型這個牛鼻子，積極推進電力能源新質生產力發(fā)展，推動電力服務提升，推動電網安全、穩(wěn)定、高效、高品質運行。
