数字电网，用数字技术实现“双碳目标”

中南财经政法大学数字经济研究院执行院长、教授 盘和林

在我国推进碳达峰、碳中和的大背景下，“主力军”电力行业将如何构建以新能源为主体的新型电力系统，实现能源转型呢？“数字电网将成为承载新型电力系统的最佳形态。”近日，南方电网发布《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》(下称“白皮书”)，提出将依托数字电网建设，多措并举构建以新能源为主体的新型电力系统，服务碳达峰、碳中和战略目标实现。

我国提出要力争2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”的“双碳目标”，这是党中央在充分考虑当前国情和未来发展的前提下作出的重大战略决策，这将在能源领域掀起一场能源消费革命。

而这一场能源消费结构性变革，南方电网发布的白皮书将其概括为可再生能源替代化石能源，能源供给从集中式向分布式转变，能源消纳从远距离平衡到就地平衡，负荷侧能量流从单向供给向双向流通转变，正是这一系列细分领域的革命，将推动我国实现“双碳目标”。笔者认为，要想实现这一系列的能源变革，创造能源革命从而实现“双碳目标”，必须走数字化道路，打造数字电网，用数字技术和理念来重塑能源产业。

首先，从能源供给方面来看，新能源替代传统能源是必然趋势，而在这个新能源替代过程中，很大程度上需要数字电网来克服有效利用新能源所带来的问题。新能源的最大特点在于波动性和间歇性强，简单来说就是“不稳定”，而数字电网则能够从多模态的传感器测量数据和智能化的系统管理拓展运行监测的功能与主动调整的及时性，提升新能源的可控能力和消纳能力，通过自动功率限制、快速频率响应等方式来实现新能源的“友好接入”，并且通过大数据等技术对新能源实行更有效、更科学、更系统的调度政策，更好地利用新能源。

同时，数字电网所包含的“馈线自动化”(指变电站出线到用户用电设备之间的馈电线路自动化，其内容可以归纳为两大方面：一是正常情况下的用户检测、资料测量和运行优化；二是事故状态下的故障检测、故障隔离、转移和恢复供电控制)等技术可以帮助形成完整智能化的输电网络，实现主动自检等，提高输电可靠性和稳定性，智慧化方案解决远程特高压与市区高压输电的断层问题，显著提升输电效率。数字电网让输电网络成为一个智能的系统，通过智能化的协调调度，整个电网包含的发电、输电、变电、配电、用电等五个过程的运行效率和安全性都将得到提升，而且，包括“馈线自动化”等系统所赋予的电网自身主动智能诊断的能力也让整个电网的韧性得到了巨大的提升。

不仅如此，一直以来，电力储能都是制约我国电力供应的一个重要问题，这也是我国电力资源分布不均所带来的客观问题。长期以来，我们都在探索效仿南水北调的方案，通过长距离输电来完成电力跨区域的配置，实际上，数字电网为这个问题提供了一个新的思路，那就是通过数字电网所构筑的“虚拟电厂”的方式在用电紧张时发挥“蓄水池”作用补充输电，在冗余时通过参与电力交易市场、辅助服务市场等方式就地消纳电能。

更重要的是，数字电网所形成的不仅仅是一个智慧的、高效的输电网络，而是一个从能源结构、输电方式等各个方面都有所变革的电力能源生态，借助数字技术，数字电网所拓展的电力能源智慧服务体系可以联动能源上下游产业以及数字技术服务商，这种跨行业、跨产业链的合作有助于数字电网的不断革新，从而推动能源革命不断前进，最终达到“双碳目标”。