2020年我國(guó)能(néng)源消费产(chǎn)生的二氧化碳排放中(zhōng),電(diàn)力行业占能(néng)源行业二氧化碳排放总量的42.5%左右,電(diàn)力行业的碳达峰、碳中(zhōng)和进度将直接影响整个碳达峰、碳中(zhōng)和目标实现的进程。因此,大规模接入新(xīn)能(néng)源、限制化石能(néng)源总量,构建以新(xīn)能(néng)源為(wèi)主體(tǐ)的新(xīn)型電(diàn)力系统,是实现清洁低碳安(ān)全高效能(néng)源體(tǐ)系的必要手段。
新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng),電(diàn)源、電(diàn)网、储能(néng)、负荷(源网储荷)各个环节相互耦合,使得電(diàn)力系统的分(fēn)析必须由过去孤立分(fēn)析方式,向各个环节的协同分(fēn)析转变。因此,构建数字電(diàn)网,形成以数据為(wèi)核心的生产(chǎn)要素,推进電(diàn)能(néng)、风能(néng)、太阳能(néng)等多(duō)种能(néng)量流和由数据构成的信息流的深度融合,打通源网储荷各个环节,实现多(duō)能(néng)源网的协同互动,是電(diàn)力系统对國(guó)家实现碳达峰、碳中(zhōng)和目标提供主动支撑的有(yǒu)效途径。
深入发展電(diàn)网数字化将有(yǒu)力地推进新(xīn)型電(diàn)力系统的建设:一方面,数字電(diàn)网将使得数据采集终端在数量上越来越多(duō)、在类型上越来越广,使得数据在数量和类型上大大增加。同时,各种跨域、跨业務(wù)数据系统之间的壁垒逐渐被打破,不同数据系统之间的数据共享為(wèi)跨域、跨业務(wù)数据分(fēn)析提供了广泛的数据基础;另一方面,数字電(diàn)网的建设将催生更加有(yǒu)效的数据处理(lǐ)技(jì )术。边缘计算、云计算、人工(gōng)智能(néng)等新(xīn)一代数字技(jì )术的发展,将為(wèi)新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng)的不同场景、不同领域、不同业務(wù)提供更加有(yǒu)力的技(jì )术支撑。
在此背景下,如何有(yǒu)效获取大量数据,并对其进行关联和综合分(fēn)析,实现对新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng)各个环节各类场景的准确、统一和全面感知(即数据融合),是電(diàn)网可(kě)观、可(kě)测、可(kě)控的重要手段。
新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng)的数据融合主要包括三个关键步骤:第一,数据采集层面,通过广泛部署小(xiǎo)微传感、芯片化智能(néng)终端和智能(néng)网关,采集大量数据,為(wèi)電(diàn)网的全面感知提供有(yǒu)效的数据基础;第二,数据处理(lǐ)方面,通过充分(fēn)发挥运用(yòng)数据融合技(jì )术,充分(fēn)挖掘数据间的关联性,实现数据间的补充和增强,增强新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng)万物(wù)互联和全面感知的能(néng)力;第三,数据应用(yòng)方面,通过跨领域、跨业務(wù)数据系统之间的数据共享,加速实现電(diàn)网状态、设备状态、交易状态、管理(lǐ)状态的全面透明。
新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng),数据融合有(yǒu)利于对目标进行精(jīng)确感知,从而实现電(diàn)网的全面可(kě)观:数据融合从多(duō)种维度对同一目标进行感知,使得被感知目标全面可(kě)观;精(jīng)确可(kě)测:单一数据表征的信息有(yǒu)限,一定程度限制了目标感知的精(jīng)确性,数据融合通过数据之间的补充和增强,实现被感知目标的精(jīng)确可(kě)测;高度可(kě)控:对被感知目标的全面可(kě)观和精(jīng)确可(kě)测,使得目标越发“透明”,有(yǒu)利于实现其高度可(kě)控。
新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng),数据融合有(yǒu)利于实现源网储荷各个环节的协同,从而能(néng)统筹好新(xīn)能(néng)源与電(diàn)力保障的关系:风光等新(xīn)能(néng)源发電(diàn)具(jù)有(yǒu)较强的随机性、波动性和间歇性,在目前技(jì )术条件下可(kě)能(néng)出现因其波动性导致的電(diàn)力支撑能(néng)力不足问题,且新(xīn)能(néng)源发電(diàn)对极端天气的耐受能(néng)力相对脆弱。数据融合通过電(diàn)网和新(xīn)能(néng)源之间的协同运行,使電(diàn)网及时做出相应措施应对新(xīn)能(néng)源的不稳定性,保障電(diàn)力持续稳定输出;统筹好新(xīn)能(néng)源与電(diàn)网安(ān)全的关系:新(xīn)型電(diàn)力系统中(zhōng),源网储荷各环节高度電(diàn)力電(diàn)子化,電(diàn)网将呈现低转动惯量、宽频域振荡等新(xīn)的动态特征,電(diàn)力系统的稳定性问题更加复杂。数据融合通过多(duō)能(néng)源之间的融合,准确把握新(xīn)型電(diàn)力系统的运行特性;统筹好新(xīn)能(néng)源与電(diàn)能(néng)供应经济性的关系:新(xīn)能(néng)源能(néng)量密度小(xiǎo)、发電(diàn)年利用(yòng)小(xiǎo)时数低,且大型新(xīn)能(néng)源基地通常遠(yuǎn)离负荷中(zhōng)心,為(wèi)保障高比例新(xīn)能(néng)源并网消纳、系统安(ān)全与可(kě)靠供電(diàn),总體(tǐ)上新(xīn)型電(diàn)力系统建设和运营成本将上升。数据融合通过统筹系统可(kě)靠安(ān)全供電(diàn)和经济性之间的关系,结合電(diàn)价趋势分(fēn)析,推动電(diàn)源侧降本增效,用(yòng)户侧节能(néng)提效。
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