电网数字化转型面临的挑战分析

伴随数字经济时代到来，电网正在向着以高比例非化石能源发电和智能化为主要特征的新一代电力系统迈进。然而，能源、环境、经济三者相互制约，电网运行不确定性不断加大，传统电网冗余保安全策略已不适应数字经济时代发展要求。电网数字化转型在运行分析控制、源网荷储协调、配用电服务等方面面临挑战。


随着电网技术进步和电力工业发展，电力工业由小机组、低电压、小电网逐步跨越到大机组、超高压、互联电网，电网运行与管理模式日益成熟。近年来，数字技术不断发展，能源革命持续推进，电网正在向着以高比例非化石能源发电和智能化为主要特征的新一代电力系统迈进。新一代电力系统在电源组成方面，以非化石能源为主，将大型骨干电源与分布式电源相结合；在电网结构方面，形成主干输电网与地方电网、微网协调发展；在电力负荷方面，推动电力用户向能源产销者模式转变，能量双向流动特征明显，基于数据驱动的能源服务成为电网重要的业务支撑点。

鉴于电源组成、电网结构、电力负荷方面的变化，传统电网冗余保安全策略不适应数字经济时代发展要求。传统电网以装机容量冗余保证电网供需安平衡，确保尖峰负荷有足够的备用容量，但实际尖峰负荷时间极短，投资浪费现象较为严重。同时，电网不确定性加大分析控制难度。高比例新能源并网、电动汽车充电等业务加大电网不确定性，传统以物理模型为基础的分析范式不能满足电网分析需求，电网状态分析与稳定控制难度明显增大。能源、环境、经济三者相互制约，传统电网以投资促发展、以冗余保安全的模式已不适应数字经济时代要求，电网功能形态、业务模式面临较大挑战。

在电网运行分析控制方面，电网电力电子化、清洁化趋势明显，源端、荷端不确定性因素显著增加，双重不确定性压力导致电网网络资源协调、实时控制难度增大。此外，随着能源互联网发展，多种品类能源大量接入电网，不同能量之间相互转化、接入和控制难度较大，能量高效、准确匹配需求持续增加。

在电网源网荷储协调互动方面，高比例可再生能源发展迅猛，由于可再生能源机组支撑能力较弱，调峰、调频需求较大，电网接入和消纳压力明显增加。需求侧和电源侧变化增加平衡匹配压力，传统负荷匹配方式依赖电源侧调整，对负荷侧资源调动、利用率不足，负荷侧潜力未得到充分挖掘释放，为满足尖峰负荷投资成本压力较大，运行经济性和安全性受到一定影响。

在电网配用电服务方面，配用电智能化水平不高，用户感知服务能力不能满足数字经济发展需求。智能电表数据采集和传输处理能力有待提升，大部分电表数据价值未得到充分释放，未形成用户服务产品为用户用能服务。变电站仍依赖于人工管理，智能化手段不足，设备管控依赖于事后评估，事故风险隐患较大。

数字化解决电网发展问题，不仅意味着电网应用数字技术，还包括电网管理模式、业务模式、商业模式、治理形态的深刻变革。推进电网数字化转型，能够优化资源配置模式，增强资源与需求匹配的准确性和时效性，实现智能分析、精准投资、精益管理、优质服务，提升电网业务在线化、智能化水平，推动传统电网向新型能源基础设施转变。以数据贯穿电网业务全流程，深化物理系统与信息系统深度融合，增强电网智能分析控制水平，有效解决传统电网业务发展过程中，规模性与经济性协调发展、能源消纳与环保要求并行发展等传统发展方式难题，有力支撑电网形态延展、价值创造模式创新、运营管理模式升级。