國家電網自主研發新型電網運行控制系統
來源：中國能源新聞網 時間：2025-04-25 09:34
新型電網運行控制系統：賦能電力系統數字化智能化發展
中國能源新聞網記者 周倜然 通訊員 李堃
為了加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統，更好推動能源生產和消費革命，保障國家能源安全，近年來，國家電網有限公司自主研發了適應高比例新能源接入的新型電網運行控制系統,主要包括大電網電磁暫態仿真、多時空優化調度控制和全域協同故障防御，并以此為“中樞”,推動源網荷儲協同互動，有力提升電網靈活性與韌性。
目前，該系統應用于我國30個省份,支撐我國風電、太陽能發電裝機容量由2016年的約2.3億千瓦增長至2024年的約14.1億千瓦，新能源消納水平從83.7%提升至96.1%，大幅提高電網輸電能力和大范圍電力保供能力，保障國家電網安全穩定運行。
發電側：匹配多元化電源結構的“中樞神經”
“系統監測到江北光伏出力激增，建議立即調整游圌直流功率！”4月20日7時，國網江蘇電力調度控制中心調度員楊康面前的智能終端發出預警。此時距離午間用電高峰還有4小時，新型電網運行控制系統已通過數字孿生技術推演出未來12小時電網運行態勢，精準鎖定過江線路的潛在過載風險。
近年來，新型電力系統正在加速構建。在江蘇，發電主體由單一的燃煤發電，轉變為風、光等新能源發電和煤電并存的態勢，新能源消納壓力日益增加，這就需要一個能夠匹配多元化電源發展趨勢的“電網大腦”。國網江蘇電力利用新型電網運行控制系統實現了對電網各類設備的智能分析與控制。
“電廠發多少電，發出來的電往哪兒送，都是靠調度系統來控制的。運行控制系統就相當于電網運行的大腦。”國網江蘇電力調度控制中心調度運行處處長仇晨光介紹。
據仇晨光介紹，新型電網運行控制系統是在傳統調度控制系統的基礎上，在數據采集范圍、系統運算能力、省市協同效率、基礎調度功能等方面進行了全面升級，具備信息感知更立體、實時調度更精準、在線決策更智能、運行組織更科學、人機交互更友好、平臺支撐更堅強等特征。
針對新能源發電的特點，新型電網運行控制系統量身定制了實時“電網畫像”功能，通過在線滾動計算當前電網的動態輸送能力，精準反映電網實時運行狀態。“根據電網精準畫像，我們就可以精準調控火力發電廠的發電量，讓電網多利用新能源，提升新能源發電的利用率，也能避免極端情況下新能源發電過多，而危及電網安全運行的情況。”國網江蘇電力調度控制中心調度運行處副處長李杰介紹。
電網側：打造精益化電網調控的“智慧管家”
2024年3月1日，白鶴灘入蘇特高壓直流工程姑蘇換流站功率互濟方式實現全額滿功率運行，最大互濟功率達200萬千瓦。這是目前世界上最強大、最靈活的功率控制手段。這背后，新型電網運行控制系統通過建立功率互濟智慧算法，實現不同功率互濟目標下智能生成電網調度策略，進一步提升蘇錫常南部電網供電能力。
除了在省內功率互濟發揮作用，新型電網運行控制系統還支撐電網“西電東送”跨區跨省清潔能源消納。江蘇作為經濟強省，年用電量位居全國前列，但省內能源資源相對匱乏，難以滿足迅速攀升的用電需求。因此依托我國“西電東送”戰略，從省外引入清潔能源，成為實現江蘇經濟綠色、可持續發展的破題之舉。國網江蘇電力基于新型電網運行控制系統構建精益化預調度體系，實現多時間尺度的安全校核和源荷調節，支撐跨省跨區清潔能源的大規模消納。系統累計發送調節指令千萬余次，全部正確執行，累計開展安全校核10萬余次，有效支撐了±500千伏龍政直流、±800千伏錦蘇直流、±800千伏建蘇直流三大“水電入蘇”，累計接收消納清潔水電超過7000億千瓦時，相當于減少二氧化碳排放超6億噸。
采集范圍更廣、計算精度更準、響應速度更快，也是新型電網運行控制系統的亮點。據介紹，在江蘇，新型電網運行控制系統的采集范圍由原來的3200條220千伏以上的高電壓等級電力線路，拓展到現在全省78000多條10千伏以上的線路，采集線路數量拓展了約24.5倍。有了更加龐大的數據基礎，該系統通過分析計算，更加全面精準地掌握電網運行態勢。
用電側：服務全天候電力供應的“最強大腦”
電力服務的未來在哪里？“智能化”是繞不開的答案。近年來，人工智能技術為各行各業注入了新動能，電力服務也不例外。
從以往“用戶停電→撥打電話→維修跟進”的被動服務，到如今“提前感知故障→主動生成解決方案”，我們正在見證供電服務的一次智能化飛躍。
2024年12月15日15時30分，江蘇南通市因大風天氣發生線路故障，導致停電。往常這種故障需要人工逐條線路排查，修復可能要數小時。現在故障發生的那一刻，新型電網運行控制系統中的AI供電服務指揮模塊便瞬間“感知”，隨即開始“觸診”，僅用47秒，就分析出原因并鎖定故障點，1分鐘內生成搶修指令，推送給現場搶修人員。現場搶修人員按照系統建議，經過35分鐘的緊急搶修，成功恢復供電。
據悉，新型電網運行控制系統可以根據氣象預測、新能源發電預測、區域發用電預測、停電計劃等數據信息，進行模擬推演，實現未來10小時內的氣象災害、設備臨時檢修、線路突發故障等潛在風險的預警，并在線自動生成故障處置預案，提升電網故障恢復響應能力。
“比如說，在傳統調度工作中，需要人工進行電網故障判斷和分析，而新系統引入了人工智能技術，在發生故障后，能夠自動定位故障點，預判故障風險，并能夠自動出具故障處置方案，為調度工作人員提供決策參考，提高了故障處置效率和智能化水平。”國網江蘇電力調度控制中心調度員楊康介紹。
微電網是實現用戶就地開發利用清潔能源、降低用能成本的重要手段，是提升地區經濟、環境效益的重要助推器。在江蘇，國網江蘇電力在新型電網運行控制系統中，創新性地構建了主配微協同控制體系，全面監視全網、分區、臺區等不同空間層次上的發用電情況，精益化統籌主網、配網和微網的運行方式，引導微電網綠色能源實現就地就近消納，幫助電力用戶降低用電成本同時減少碳排放，推進地區綠色經濟的發展。
以江蘇省規模最大的工業園區級微電網——常州武進高新區創新產業園為例，該微網年用電量約4200萬千瓦時，建設1.61兆瓦分布式光伏。依托主配微協同控制體系，實現園區內光伏、儲能、充電設施以及空調等發用儲設備與大電網的協同調控，為建設綠色近零碳園區微網提供范例。
責任編輯：沈馨蕊
