北京四方繼保自動化股份有限公司總裁劉志超從全新視角解讀新型電力系統。

在碳達峰碳中和目標引領下，我國全面加速綠色轉型，可再生能源裝機規模持續擴大。國家能源局近日發布的統計數據表明，截至9月底，全國累計發電裝機容量約24.8億千瓦，同比增長8.1%。其中，風電裝機容量約3.5億千瓦，同比增長16.9%；太陽能發電裝機容量約3.6億千瓦，同比增長28.8%。

可以預見，未來電力系統高比例電力電子設備和高比例可再生能源特征將愈發明顯，實現從傳統電力系統向新型電力系統轉型，不僅電源側要持續增加綠電裝機規模和發電量，還需要繼電保護、安全穩定控制等高可靠二次電力裝備的保駕護航。那么，在構建新型電力系統的大背景下，電力裝備企業眼里的新型電力系統是什么樣？如何在新型電力系統建設中發展電力裝備？在數字化發展過程中，電力裝備企業將發揮哪些作用？日前，本報記者探訪了國內繼電保護行業開拓者、長期處于國際領先的北京四方繼保自動化股份有限公司，并對話總裁劉志超，從全新視角解讀新型電力系統。

電源及用電方式將發生改變

中國能源報：和傳統電網相比，新型電力系統最主要的特征是什么？

劉志超：新型電力系統是一個既龐大又復雜的系統，和傳統電網相比，新型電力系統最主要的特征是電源及用電方式的改變。傳統電網在一定時間內是一個結構相對穩定的系統，各個參數在一定范圍內變化波動，整體調度目標是源隨荷動。但新型電力系統是一個時變系統，電網結構及其參數一直在變化，調度模式將轉變為源網荷儲協調控制、輸配微網多級協同。

電力系統的技術基礎、運行機理和功能形態都將發生重大改變。可以說，新型電力系統概念尚處在一個動態的發展過程中，但總體目標是清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動。

中國能源報：構建新型電力系統的最大挑戰是什么？

劉志超：新型電力系統建設過程中的挑戰主要包括：電力系統的安全穩定性、用電成本的持續下降、能源電力的需求增長和環境友好的協調。除上述提及的在高比例可再生能源電力背景下，保障電網安全穩定運行外，還要考慮成本問題。當然，安全是成本的前提，沒有安全就沒有成本。

同時要注意到，以前被動的單一用戶用電負荷，將逐漸轉變為數量龐大的分布式能源，這將徹底改變配電網側的潮流分布。因此，對設備企業來說，采用適應上述特征的技術和裝備，助力電網安全穩定運行，保證終端用戶用電成本下降是行業面臨的共同課題和挑戰。

電網控制技術亟待升級

中國能源報：對于上述挑戰，繼電保護自動化等裝備企業需如何應對？

劉志超：要破解面臨的難題，特別是解決安全穩定、用電成本等方面的問題，應不斷研究新型電力系統的特點和運行機理，推動技術發展和產業升級。

其中，在電網的“點”上，持續研究基于特征信息的數據采集和信息處理技術、電力電子設備的電網友好技術，并通過一二次融合裝備和系統來穩定電網的海量基礎；在電網的“線”上，持續研究各類“匯集”特征，通過新型繼電保護、安全穩定設備，保障能源電力流動的安全可控性；在“網”上，不論是微電網、配電網，還是輸電網，要更加注重協調控制技術，實現多級系統的有機協同，確保電網的安全穩定運行，提高供電可靠性。

另外，還要加強抽蓄、調相機及規模化和分布式儲能建設，讓電網可控可調更深更強、抵抗風險的能力更強。

中國能源報：您如何看待數字化技術在構建新型電力系統過程中發揮的作用？

劉志超：要處理電力系統海量數據，就要重點發展數字化技術。數字化是新型電力系統的支撐基礎，要實現新型電力系統數字賦能，就要實現高度的數字融合，具體包括：

要實現分層、集群的數據高度融合。新型電力系統環節多，且具有時變特性，通過智能傳感獲得的海量數據有效實時融合，是實現數字賦能的基礎。同時，要實現高實時的數據交互，需要安全、高效、實時的數據交互作為支撐，達到源荷互動的目標。此外，需要高智能的數字處理。隨著新型電力系統復雜性提高，和環境之間的互動增多和多時空、多域的數據交互與處理，以及數據的智能預測、孿生伴隨，才能實現電力系統科學運行。

總體來說，要統籌新型電力系統各環節感知與鏈接，實現感知設備共建共享，打造企業級實時量測中心，在線匯聚全環節采集數據，推動各類業務應用貫通與靈活構建，實現設備透明化、數據透明化、應用透明化。

高可靠電力二次裝備必不可少

中國能源報：在新形勢、新目標下，繼電保護自動化等裝備企業做了哪些工作，取得哪些成績？

劉志超：構建新型電力系統涉及的產業鏈很長。電力系統控制保護電力裝備是保障電力系統安全穩定運行最重要的環節之一。因此，提升裝備的可靠性，解決新型電力系統中出現的有關控制保護等問題是裝備企業深挖的重點。

如在電網側，裝備企業關注的核心是電網安全，這涉及各種繼電保護和安全自動裝置，以及與電網分層協控相關的變電站監控、調度系統。在配網側，則是聚焦一次設備和一二次融合開關，以及配網中接入的大量分布式能源協控系統。可以說，高可靠性、高性價比的電力二次裝備支持必不可少。

中國能源報：繼電保護自動化等裝備企業需要重點關注哪些領域，攻克哪些技術？

劉志超：“雙高”特點之一就是電力電子設備的高滲透率。不僅發電領域需要高可靠和高性價比的電力電子設備，將新能源轉換為電網友好型電力能源，而且在電網側，支撐調相機、抽水蓄能、大規模儲能和電能質量的電力電子設備的模塊化多電平換流器、直流斷路器和變壓器、靜止變頻器SFC、動態無功補償裝置SVG等都是未來研究的重點。

未來電力電子設備高電壓、大容量特征將更加明顯，其中在負荷側，隨著發用交互，如高可靠和高性價比的充放電設備，因其量大面廣，將成為持續的熱點。同時，除直接基礎和應用技術外，二次系統相關的電子、計算機、通信、人工智能等技術也會隨著新型電力系統建設逐步迭代，相互促進發展。

以仿真技術為例，應用于傳統電網的仿真技術較成熟，而在新型電力系統中，大量以電力電子設備為接口的新能源并入電網，二次系統、繼電保護原理、電網調度方式都會發生較大變化，這導致用解析法做仿真難度很高，需要依賴更多不同廠家的控制器特性，在線仿真分析。

隨著新型電力系統技術創新聯盟發展，將聚集優勢科研力量，建立協同創新網絡，共同開展前沿基礎理論研究，聯合攻關關鍵性難題，統籌聯動推進新型電力系統構建。作為能源電力裝備知名企業，我們將繼續在適應新型電力系統的繼電保護技術、協調控制技術、電網穩定技術、電力電子技術及智慧運維等領域深入探索。