目前,能源行業存在技術、體制與市場壁壘,能源供應側、傳輸側和消費側都存在大量信息不透明、不共享等問題,是能源轉型面臨的重要挑戰。因此,亟需以“透明電網”為核心,推動能源低碳轉型,構建安全高效的現代能源體系。
“要實現碳達峰、碳中和目標,意味著未來中國的能源結構要以可再生能源為主。到2060年,能源供給側脫碳,實現以新能源為主體,消費側以泛電氣化為特征,電成為主力,同時電力系統與電力電子技術、數字技術深度融合?!敝袊こ淘涸菏坷盍平赵凇暗谖鍖肐EEE能源互聯網與能源系統集成國際會議”上表示。
基于能源結構調整大勢和碳達峰、碳中和目標,李立浧提出了“透明電網”的構想?!按蚱颇茉葱袠I存在的技術、體制與市場壁壘,實現電力系統的可見、可知、可控,狀態透明。未來,能源和電力從生產側到輸送側、用戶側全流程融合發展,實現信息透明,用戶能參與到能源電力的發展過程中。”
能源信息亟需透明和共享
李立浧表示:“預計到2060年,供給側清潔電源將成為主力電源,可再生能源占比或達90%,光伏、風電成為新增能源的主力軍,形成綜合能源系統。消費側方面,電能成為能源消費的主流,電能消耗占比從2020年的20%提升至2060年的70%甚至90%(泛電氣化)。用戶體驗成為新能源車發展的關鍵驅動力,新能源車實現全覆蓋?!?/span>
“與常規能源系統以化石能源為主、各類能源獨立運行相比,綜合能源系統中氣、電、冷、熱、蓄、新能源等協調互濟,梯級應用,其復雜性遠高于常規能源系統?!崩盍浦赋?,“屆時,全國發電裝機容量近百億千瓦,而風光新能源單機容量僅兆瓦級別,數量龐大的機組只靠人工調度不可想象?!?/span>
如何解決這一問題?李立浧認為,要源網荷儲協同發展,要有數字化、信息化、智能化作支撐。“人工智能等信息化、數字化、智能化技術具有巨大的爆發力,有望成為應對能源電力變革的突破口。目前電力系統特別是電網系統,信息化、數字化、智能化的步伐還需進一步提速,建設‘透明電網’正是朝著這一目標前進?!?/span>
順應數字化時代發展趨勢,積極推動能源轉型已成為行業共識。李立浧表示,目前能源行業存在技術、體制與市場壁壘,能源供應側、傳輸側和消費側都存在大量信息不透明、不共享等問題,是能源轉型面臨的重要挑戰。“當前亟需以‘透明電網’為核心,推動能源低碳轉型,構建安全高效的現代能源體系?!?/span>
“透明電網”將打破行業壁壘
何為“透明電網”?
李立浧表示,簡而言之,即以數字和數據為核心,實現電力系統的可見、可知、可控,狀態透明?!啊该麟娋W’是智能電網發展到極致的表現。未來,電力系統不僅僅是發電、輸電和用電的關系,整個透明化系統讓各方充分融合互動。社會各方能夠廣泛深入參與電力生產、消費等各個環節,協同促進能源電力的安全高效、綠色低碳發展。”
李立浧以交通、農業為例,闡述了“透明電網”理念的由來?!敖煌▽Ш较到y將路況、車況可以清晰透明地展現在網絡上,有助于及時判斷交通擁堵狀態、車輛健康狀況、規劃行車路線等完成自動駕駛?,F代農業系統中,植物的莖干及葉子上布滿了傳感器,通過數據傳輸處理,系統能自動判斷澆水施肥的量與時間,可以節省15%—30%的水,作物產量能提高20%左右。電力網絡和交通路網有諸多相似之處,縱橫交織的道路和輸電線路、道路車流與電力潮流均可以類比。那么,電力系統的狀態為何不能實時展現呢?”
在李立浧看來,依托“透明電網”正可以實現電力系統狀態的實時展現?!笆苤朴诂F實條件,長期以來,電力系統的潮流不能直接測量而是需要計算。而隨著小微智能傳感器的突破和海量應用,提供精確的數字數據將成為可能,電網可以變得透明?!?/span>
數字孿生技術是關鍵抓手
如何建設“透明電網”?
李立浧認為,“透明電網”的核心是獲取真實、即時的數字數據。一方面,需要體積小、能耗小,且能自取能的小微智能傳感器;另一方面,需要智能設備,實現設備智能化,這些設備不僅能維持原有功能,還能提供電壓、電流、溫度等實時信息。
更關鍵的是,大量的數字和數據信息如何形成系統、發揮作用?這就需要類似于交通導航系統的強大軟件平臺,實現導航運行。屆時,電網管理就能真正體現出數字化、信息化、智能化。
具體而言,構建何種軟件平臺?李立浧認為,構建智慧能源生態系統是我國能源行業的發展趨勢,數字孿生技術將成為解決當前智慧能源發展面臨問題的關鍵抓手。
李立浧進一步指出,電力系統可以基于程序構建數字孿生的軟件平臺,對設備、潮流等進行全自動實時監測和管理,實現系統透明化?!耙攒浖x電力系統,研發數字孿生技術,還有許多工作要做,需要電力系統內外的專家共同努力?!?/span>
李立浧表示:“我國的數字孿生標準制定尚處于起步階段,亟需啟動數字孿生相關標準的制定。同時,教育和科研機構盡快制定相關人才培養方案,鼓勵相關資源向智慧能源行業的數字孿生技術方向傾斜,增強技術推廣過程中的人才培育;以全球視野和格局進行人才培養和技術交流,為實現我國能源系統的數字化轉型,建設透明電力系統,提供堅強支撐?!?/span>