伴隨數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代到來(lái)，電網(wǎng)正在向著以高比例非化石能源發(fā)電和智能化為主要特征的新一代電力系統(tǒng)邁進(jìn)。然而，能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三者相互制約，電網(wǎng)運(yùn)行不確定性不斷加大，傳統(tǒng)電網(wǎng)冗余保安全策略已不適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)展要求。電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型在運(yùn)行分析控制、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)、配用電服務(wù)等方面面臨挑戰(zhàn)。
隨著電網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步和電力工業(yè)發(fā)展，電力工業(yè)由小機(jī)組、低電壓、小電網(wǎng)逐步跨越到大機(jī)組、超高壓、互聯(lián)電網(wǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行與管理模式日益成熟。近年來(lái)，數(shù)字技術(shù)不斷發(fā)展，能源革命持續(xù)推進(jìn)，電網(wǎng)正在向著以高比例非化石能源發(fā)電和智能化為主要特征的新一代電力系統(tǒng)邁進(jìn)。新一代電力系統(tǒng)在電源組成方面，以非化石能源為主，將大型骨干電源與分布式電源相結(jié)合；在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面，形成主干輸電網(wǎng)與地方電網(wǎng)、微網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展；在電力負(fù)荷方面，推動(dòng)電力用戶向能源產(chǎn)銷者模式轉(zhuǎn)變，能量雙向流動(dòng)特征明顯，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的能源服務(wù)成為電網(wǎng)重要的業(yè)務(wù)支撐點(diǎn)。
鑒于電源組成、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電力負(fù)荷方面的變化，傳統(tǒng)電網(wǎng)冗余保安全策略不適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)展要求。傳統(tǒng)電網(wǎng)以裝機(jī)容量冗余保證電網(wǎng)供需安平衡，確保尖峰負(fù)荷有足夠的備用容量，但實(shí)際尖峰負(fù)荷時(shí)間極短，投資浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。同時(shí)，電網(wǎng)不確定性加大分析控制難度。高比例新能源并網(wǎng)、電動(dòng)汽車充電等業(yè)務(wù)加大電網(wǎng)不確定性，傳統(tǒng)以物理模型為基礎(chǔ)的分析范式不能滿足電網(wǎng)分析需求，電網(wǎng)狀態(tài)分析與穩(wěn)定控制難度明顯增大。能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三者相互制約，傳統(tǒng)電網(wǎng)以投資促發(fā)展、以冗余保安全的模式已不適應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代要求，電網(wǎng)功能形態(tài)、業(yè)務(wù)模式面臨較大挑戰(zhàn)。
在電網(wǎng)運(yùn)行分析控制方面，電網(wǎng)電力電子化、清潔化趨勢(shì)明顯，源端、荷端不確定性因素顯著增加，雙重不確定性壓力導(dǎo)致電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)調(diào)、實(shí)時(shí)控制難度增大。此外，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，多種品類能源大量接入電網(wǎng)，不同能量之間相互轉(zhuǎn)化、接入和控制難度較大，能量高效、準(zhǔn)確匹配需求持續(xù)增加。
在電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)方面，高比例可再生能源發(fā)展迅猛，由于可再生能源機(jī)組支撐能力較弱，調(diào)峰、調(diào)頻需求較大，電網(wǎng)接入和消納壓力明顯增加。需求側(cè)和電源側(cè)變化增加平衡匹配壓力，傳統(tǒng)負(fù)荷匹配方式依賴電源側(cè)調(diào)整，對(duì)負(fù)荷側(cè)資源調(diào)動(dòng)、利用率不足，負(fù)荷側(cè)潛力未得到充分挖掘釋放，為滿足尖峰負(fù)荷投資成本壓力較大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性受到一定影響。
在電網(wǎng)配用電服務(wù)方面，配用電智能化水平不高，用戶感知服務(wù)能力不能滿足數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。智能電表數(shù)據(jù)采集和傳輸處理能力有待提升，大部分電表數(shù)據(jù)價(jià)值未得到充分釋放，未形成用戶服務(wù)產(chǎn)品為用戶用能服務(wù)。變電站仍依賴于人工管理，智能化手段不足，設(shè)備管控依賴于事后評(píng)估，事故風(fēng)險(xiǎn)隱患較大。
數(shù)字化解決電網(wǎng)發(fā)展問(wèn)題，不僅意味著電網(wǎng)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，還包括電網(wǎng)管理模式、業(yè)務(wù)模式、商業(yè)模式、治理形態(tài)的深刻變革。推進(jìn)電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，能夠優(yōu)化資源配置模式，增強(qiáng)資源與需求匹配的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)智能分析、精準(zhǔn)投資、精益管理、優(yōu)質(zhì)服務(wù)，提升電網(wǎng)業(yè)務(wù)在線化、智能化水平，推動(dòng)傳統(tǒng)電網(wǎng)向新型能源基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變。以數(shù)據(jù)貫穿電網(wǎng)業(yè)務(wù)全流程，深化物理系統(tǒng)與信息系統(tǒng)深度融合，增強(qiáng)電網(wǎng)智能分析控制水平，有效解決傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展過(guò)程中，規(guī)模性與經(jīng)濟(jì)性協(xié)調(diào)發(fā)展、能源消納與環(huán)保要求并行發(fā)展等傳統(tǒng)發(fā)展方式難題，有力支撐電網(wǎng)形態(tài)延展、價(jià)值創(chuàng)造模式創(chuàng)新、運(yùn)營(yíng)管理模式升級(jí)。
