電力行業(yè)約占能源行業(yè)二氧化碳排放總量42.5% 專家：數(shù)字化賦能新電力

2020年我國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放中，電力行業(yè)占能源行業(yè)二氧化碳排放總量的42.5%左右，電力行業(yè)的碳達峰、碳中和進度將直接影響整個碳達峰、碳中和目標(biāo)實現(xiàn)的進程。因此，大規(guī)模接入新能源、限制化石能源總量，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是實現(xiàn)清潔低碳安全高效能源體系的必要手段。

新型電力系統(tǒng)中，電源、電網(wǎng)、儲能、負(fù)荷（源網(wǎng)儲荷）各個環(huán)節(jié)相互耦合，使得電力系統(tǒng)的分析必須由過去孤立分析方式，向各個環(huán)節(jié)的協(xié)同分析轉(zhuǎn)變。因此，構(gòu)建數(shù)字電網(wǎng)，形成以數(shù)據(jù)為核心的生產(chǎn)要素，推進電能、風(fēng)能、太陽能(7.050, 0.12, 1.73%)等多種能量流和由數(shù)據(jù)構(gòu)成的信息流的深度融合，打通源網(wǎng)儲荷各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)多能源網(wǎng)的協(xié)同互動，是電力系統(tǒng)對國家實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)提供主動支撐的有效途徑。

深入發(fā)展電網(wǎng)數(shù)字化將有力地推進新型電力系統(tǒng)的建設(shè)：一方面，數(shù)字電網(wǎng)將使得數(shù)據(jù)采集終端在數(shù)量上越來越多、在類型上越來越廣，使得數(shù)據(jù)在數(shù)量和類型上大大增加。同時，各種跨域、跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的壁壘逐漸被打破，不同數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享為跨域、跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析提供了廣泛的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；另一方面，數(shù)字電網(wǎng)的建設(shè)將催生更加有效的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。邊緣計算、云計算、人工智能等新一代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，將為新型電力系統(tǒng)中的不同場景、不同領(lǐng)域、不同業(yè)務(wù)提供更加有力的技術(shù)支撐。

在此背景下，如何有效獲取大量數(shù)據(jù)，并對其進行關(guān)聯(lián)和綜合分析，實現(xiàn)對新型電力系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)各類場景的準(zhǔn)確、統(tǒng)一和全面感知（即數(shù)據(jù)融合），是電網(wǎng)可觀、可測、可控的重要手段。

新型電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)融合主要包括三個關(guān)鍵步驟：第一，數(shù)據(jù)采集層面，通過廣泛部署小微傳感、芯片化智能終端和智能網(wǎng)關(guān)，采集大量數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)的全面感知提供有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；第二，數(shù)據(jù)處理方面，通過充分發(fā)揮運用數(shù)據(jù)融合技術(shù)，充分挖掘數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的補充和增強，增強新型電力系統(tǒng)中萬物互聯(lián)和全面感知的能力；第三，數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，通過跨領(lǐng)域、跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，加速實現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、交易狀態(tài)、管理狀態(tài)的全面透明。

新型電力系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)融合有利于對目標(biāo)進行精確感知，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的全面可觀：數(shù)據(jù)融合從多種維度對同一目標(biāo)進行感知，使得被感知目標(biāo)全面可觀；精確可測：單一數(shù)據(jù)表征的信息有限，一定程度限制了目標(biāo)感知的精確性，數(shù)據(jù)融合通過數(shù)據(jù)之間的補充和增強，實現(xiàn)被感知目標(biāo)的精確可測；高度可控：對被感知目標(biāo)的全面可觀和精確可測，使得目標(biāo)越發(fā)“透明”，有利于實現(xiàn)其高度可控。

新型電力系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)融合有利于實現(xiàn)源網(wǎng)儲荷各個環(huán)節(jié)的協(xié)同，從而能統(tǒng)籌好新能源與電力保障的關(guān)系：風(fēng)光等新能源發(fā)電具有較強的隨機性、波動性和間歇性，在目前技術(shù)條件下可能出現(xiàn)因其波動性導(dǎo)致的電力支撐能力不足問題，且新能源發(fā)電對極端天氣的耐受能力相對脆弱。數(shù)據(jù)融合通過電網(wǎng)和新能源之間的協(xié)同運行，使電網(wǎng)及時做出相應(yīng)措施應(yīng)對新能源的不穩(wěn)定性，保障電力持續(xù)穩(wěn)定輸出；統(tǒng)籌好新能源與電網(wǎng)安全的關(guān)系：新型電力系統(tǒng)中，源網(wǎng)儲荷各環(huán)節(jié)高度電力電子化，電網(wǎng)將呈現(xiàn)低轉(zhuǎn)動慣量、寬頻域振蕩等新的動態(tài)特征，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題更加復(fù)雜。數(shù)據(jù)融合通過多能源之間的融合，準(zhǔn)確把握新型電力系統(tǒng)的運行特性；統(tǒng)籌好新能源與電能供應(yīng)經(jīng)濟性的關(guān)系：新能源能量密度小、發(fā)電年利用小時數(shù)低，且大型新能源基地通常遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，為保障高比例新能源并網(wǎng)消納、系統(tǒng)安全與可靠供電，總體上新型電力系統(tǒng)建設(shè)和運營成本將上升。數(shù)據(jù)融合通過統(tǒng)籌系統(tǒng)可靠安全供電和經(jīng)濟性之間的關(guān)系，結(jié)合電價趨勢分析，推動電源側(cè)降本增效，用戶側(cè)節(jié)能提效。

（董旭柱系武漢大學(xué)電氣與自動化學(xué)院院長，姚森敬系南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司新型電力系統(tǒng)數(shù)字化技術(shù)研究所所長）