作者：鲍海波 南方电网广西南宁供电局
在“碳达峰”、“碳中和”目标的驱动下，我国正加速构建以新能源为主体的新型电力系统。新型电力系统的显著特征是风电、太阳能发电等新能源大规模接入电网，以新能源为主的异质能源将成为主力电源，电网将起到消纳高比例异质能源的核心枢纽作用。而数字电网以其灵活性、开放性、交互性和对分布式电源的更大承载力，成为承载新型电力系统的最佳形态。2019年，南方电网公司提出数字电网建设的战略部署，并将数字电网定义为“以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术为核心驱动力，以数据为关键生产要素，以现代电力能源网络与新一代信息网络为基础，通过数字技术与能源企业业务、管理深度融合，不断提高数字化、网络化、智能化水平，而形成的新型能源生态系统”。
多异质能源的消纳与安全高效应用是构建新型电力系统的重要基础。电网数字化将在政策、管理、技术、市场等方面推动多异质能源的进一步发展，促进其消纳与安全高效利用。
1、政策方面，数字电网相关政策的出台将推动异质能源的安全高效应用。
2021年，南方电网公司提出将在2030年前基本建成新型电力系统的目标，并相继发布了《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》和《南方电网公司建设新型电力系统行动方案(2021—2030年)白皮书》。在白皮书中，南方电网公司系统阐述了以新能源为主体的新型电力系统的背景和意义、新形势新要求以及“数字赋能、柔性开放、绿色高效”的三大显著特征。其中，“数字赋能”是为高效消纳新能源提供核心算法；“柔性开放”是支持新能源成为主力电源；“绿色高效”是利用大数据技术助力用户挖掘节能潜力。南方电网公司将依托数字电网建设，多措并举构建以新能源为主体的新型电力系统，服务碳达峰、碳中和战略目标实现。
日前发布的《主网数字孪生建设工作指引》(2021年版)进一步表明数字电网将成为南方电网公司下一阶段重点发展的新形态和新目标。南方电网公司各专业部门也随即发布了各自领域加快数字化转型的目标计划，包括《南方电网公司数字化转型生产领域行动计划》、《南方电网数字输电推进工作计划》与《南方电网数字变电推进工作计划》等。这一系列计划将加快数字电网建设进程，促使新型电力系统更加安全、可靠、绿色、高效和智能。
2、管理方面，电网数字化提升含多异质能源新型电力系统的管理能力。
在未来电力系统的发展中，各类异质能源将会成为主力电源，电网将起到消纳高比例异质能源的核心枢纽作用。通过相关的数字化调控和管理技术，可以使电网运行更加灵活可靠，实现多异质能源因地制宜，广泛接入。数字电网将数字系统与物理系统深度融合，将数据作为关键生产要素，通过数字技术与能源企业业务、管理深度融合，形成全新的能源生态系统，具有交互性、开放性、经济性等特性。就管理层面的作用，电网数字化对于多异质能源接入的新型电力系统的改变主要体现在以下几个方面。
（1）在管理模式上，电网数字化使得数字平台在电网的管理中发挥了巨大的作用。数字电网可以提供从端到端的数据服务和业务服务，通过对海量数据进行分析和统筹，实现数据驱动的业务流程和决策方案，形成一种端对端，点对点的扁平化管理模式。这一管理模式与传统的层级管理模式具有较大区别，使得不同层级的管理人员甚至基层管理人员都能够参与到电网管理工作中来，在提升工作人员积极性的同时，实现创新潜力的深度挖掘。
（2）在管理特征上，电网数字化弱化了电网企业内部的管理边界。电网的数字化改革不仅仅局限于用户或者电网的某一部分，而是一个全面的变革过程。这也使得新型电网在管理特征上，与传统的依据专业化进行分工的模式有所不同，加大了专业融合力度，促进了整体的运营与管控能力。
（3）在产业管理上，电网数字化的发展为电网企业与上下游企业的信息交互提供了可能。电网数字化支持跨行业、跨区域的产品与服务的全生命周期管理，对于整个产业的综合管理与生产都具有十分重要的作用。
总的来说，数字化电网的转型与发展，是一个在理念、战略、组织等全方面的变革。在数字化赋能作用下，电网运行将会更加可靠经济，其管理过程在由繁化简的同时，组织效率和管理效果也将得到大幅提升。
3、技术方面，电网数字化推动多异质能源电网规划、调度运行和控制技术的提升。
依托电网数字化技术可增强对多异质能源的“可观、可测、可控”水平。充分利用小微传感、边缘计算、电力物联网、大数据挖掘等技术手段，构建融合多异质能源具备云－边协同、海量数据处理、数据驱动分析、高度智能化决策等能力的电网平台，对于提升多异质能源的规划、运行和控制水平具有重要促进作用。
（1）在规划技术方面，电网数字化平台强大的硬件和软件能力是多异质能源规划的重要保障。以广西的多异质能源规划为例，在云大物移智等数字技术的支撑下，广西电网公司坚持集中式和分布式并举、就近消纳为主的原则优化广西陆上风电和光伏电站布局，积极推动广西沿海风电集群大规模开发，推动海上、陆上电网统一协调规划和建设，运用数字化技术推动海上风电智能调控和智慧运维，建立健全多异质能源消纳机制，服务多异质能源快速发展。
（2）在调度运行技术方面，电网数字化在各环节助力多异质能源电网的调度运行。在系统调峰调频上，人工智能技术将支撑电网跨域智慧能力的构建，可利用其持续提升多异质能源预测水平；运用云边融合和先进控制技术增强多异质能源主动参与系统调峰调频的能力。在运行调度信息融合上，先进通信技术对多异质能源的海量信息进行集成、重构与辨识，是电网信息整合、共享和设备互操作性实现的基础；信息集成技术可解决不同调度自动化系统间电网模型交互的问题，为各级调度及不同的综自系统提供描述统一的数据源。在经济运行和调度管理上，数字平台是具备云资源存储、大数据处理、数据驱动分析等能力的强大硬件和软件平台，在融合多异质能源的同时，可以通过合适的数据挖掘与算法来提取、分析信息中所包含的针对电网经济运行和调度管理的决策建议。
（3）在控制技术方面，在云大物移智等数字技术的支撑下，推进电网拥有敏锐的“五官”和稳控的“大脑”，支持多异质能源设备作为主力电源参与电力控制过程，利用智能传感、物联网技术等增强对多异质能源的监控水平。边缘计算为电网数字化的海量数据提供了针对性的利用方案，将实现灵活、高效的感知与控制。因地制宜发展广西电网的事故智能辨识技术与紧急情况下的协调控制技术，为电网的安全稳定运行提供决策支持。先进传感量测是实现电网数字化控制的基础，针对多异质能源特点，发展电子式互感器实现原理技术、信息数字采集同步技术、信息对外传输协议和数据通信传输的可靠实时性技术；确保数字化电网信息采集的准确性与同步性，多异质能源数据传输的实时性与顺畅性。
4、市场方面，电网数字化促进多异质能源电力系统供电成本的控制和调节潜力的挖掘。
从电力市场的角度而言，随着新能源发电上网比例的逐年攀升，电力系统电源结构呈现出多异质能源的发展态势，多异质能源结构下的电力保障和电能供应经济性问题凸显；单靠电源侧资源已无法满足电力系统安全、可靠、经济运行的要求，必须充分挖掘需求侧资源。以“大云物移智链”为基础的电网数字化技术将有效支撑需求侧资源的规模化应用，利用广泛互联的“信息-物理”网络充分释放源网荷储各环节潜力，促进供电成本控制，大幅增加系统中可供支配的辅助服务资源的数量和系统的资源调配管理能力。
（1）在电能交易市场中，电网数字化进一步增强了电力市场在资源配置上的积极作用，有助于提高电力系统整体的经济效率，促进多异质能源电力系统供电成本的控制。通过引入市场机制，可使电价设置能够跟随供电成本水平的改变而变化，避免过度投资，推动电源侧降本增效，用户侧节能提效；从而弥补了由于多异质能源占据电力系统电源结构的主体地位而带来的系统建设成本的提升，以及为了保障多异质能源电力系统安全可靠运行而增加的系统运营成本。随着电网数字化程度的提升，数字技术深度融入电能交易市场全业务、全流程，市场的组织管理与服务效率将进一步提升。依托“云”服务支撑千万级用户访问，市场资源整合能力与灵活度进一步提升；以数据驱动业务，支撑业务创新，帮助市场成员不断释放需求潜能。
（2）在辅助服务市场中，电网数字化可高效聚合海量需求侧可调节资源，挖掘调节潜力。电网数字化可引导可调节资源参与到电力系统的供电平衡和安全稳定运行中，从而削弱多异质能源发电并网的负面影响，促进多异质能源的发展。当前，数字经济正处于快速发展中，推动着终端用能电气化水平的进一步提高，如《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》中所述：“工业、建筑、交通三大领域终端用能电气化水平将从目前的30%、30%和5%提升至2060年的约50%、75%和50%”。可见，随着未来需求侧可调节资源种类和规模的不断增加，需求侧可调节资源在协调控制和运营管理上的要求也不断提高。提高电网数字化水平，充分发挥数据赋能作用，是未来场景下实现需求侧可调节资源支撑实时动态响应的关键，亦是多异质能源电力系统发展的重要驱动因素。
从政策、管理、技术、市场不同视角分析，加快推进数字电网建设，不仅有助于实现电力数据赋能，也有助于推动电网数字化和多异质能源融合发展，构建以数据为纽带、以低碳电力为核心的能源生态系统。
【责任编辑：王长尧 】
