聪明的电网 “免疫力”和“自愈力”更强

cnofor

    “十五五”规划纲要提出，“着力构建新型电力系统，全面提升电力系统互补互济和安全韧性水平，优化全国电力流向和跨区域通道布局，加快智能电网建设”。
    电力系统，对于当代经济社会发展的重要性不言自明。它是万家灯火的能源基座，也是支撑生产活动的“动力心脏”。每个经济“细胞”的活动，都离不开电力的持续供给。
    当前，传统电力系统正面临两道难题。
2 o, m- M% w1 E  P    第一道难题来自电力系统内部。不同于其他能源传输与分配系统，电力的生产与消费需要实时平衡。然而，一边是高比例间歇性新能源并网、电源出力的不确定性大幅增加，另一边是全社会用电需求持续增长、电力负荷峰谷差进一步拉大，这让电力供需平衡难度显著增加。
    另一道难题来自系统外部。随着全球气候变化不断加剧，极端天气和自然灾害正呈现“频发、广发、强发、并发”态势，电力应急保供面临严峻挑战。
% X2 E, L8 W* L" Q/ }, ~    面对内外两重现实考验，加快建设更加坚强智能的“大网”、更加灵活自治的“小网”，正成为破解能源供需平衡难题、提升安全保供水平的重要支撑。
2 o! L; b) f1 B- l* m5 _# i5 ~% v    先看“大网”——智能电网，就是给传统电网的“躯干”装上大脑和神经。
    通过先进的传感、通信和控制技术，将发、输、变、配、用各环节紧密连接起来，使电力系统实现能量流和信息流的高度融合。通过采集分析多源运行数据，智能电网像中枢神经系统一样感知风险态势，并利用辅助决策能力指导资源调度与应急处置，从而更加高效地防控风险。
: }: [) Z% h' \" M+ |  w4 Q    这是如何做到的？以主动防御与快速恢复为例。
0 n, d- D6 Y3 G1 Z3 J- p    通过智能决策在线生成主动防御与快速恢复优化方案，指导实施预防控制、紧急控制和恢复控制。在事前，根据运行方式、网络拓扑、灾害预测场景等信息，制定运行方式微调策略，实现系统稳定边界扩张；在事中，快速切断故障传播路径，降低连锁故障风险，尽可能缩小影响范围；在事后，构建稳控协同与滚动优化的恢复方法，综合提升电力系统的恢复速度与效果。通过事前、事中、事后的协同应急，处置电力系统极端事件实现从“被动应对”到“主动迎战”的突破。
/ j0 g2 P1 x3 l+ k3 P1 U- a    再看“小网”——微电网是由分布式电源、储能装置、负荷和控制设备组成的小型发配用电系统。微电网平时可以并入大电网协同运行，必要时也能够切换至离网模式，自给自足供应区域内的用电负荷。
    这种特性使微电网成为提高末端供电灵活性和可靠性的重要方案，在城市园区、山区海岛、边防哨所、极地科考等各类场景均可应用。
    一些工业园区积极探索绿色微电网，将光伏、储能、余热利用、氢能等综合应用于园区能源供应，不仅满足生产用能，缓解主网调峰压力，还可凭借绿电优势实现节能降碳和竞争力提升。
0 U2 m; x; [5 O% y* I+ {    微电网的另一重价值在于提升“自愈力”。在偏远海岛、山区村落等地区，传统电网虽能覆盖，但存在网架建设薄弱、运维难度大、故障修复时间长等问题。
# `: v; F- {4 ]) P9 F) D    通过多类型分布式电源的互补协同等，微电网突破了传统复电方法单一依赖主网的局限，恢复资源由主网主导转向分布式资源协调。
* h+ H# B! z* X' r$ S  O    我国正在推进探索“末端保供型微电网”，平时并网运行提高供电质量，一旦外部线路中断就自动孤岛运行，保障重要负荷不断电。例如，在浙江温州，鹿西岛的镇级微电网可在故障5秒内复电，大瞿岛的微电网能够在外部断供情况下独立供电3天。可以预见，随着技术进步和政策支持增加，微电网将扮演更加重要的角色，成为“平急两用”的新型应急保障单元。
    说到底，智能电网增强“免疫力”，是为了在风险到来前更早识别、更好预防；微电网提升“自愈力”，则是为了在冲击发生后及时止损、更快恢复。而数智化技术的蓬勃发展，将为新型电力系统的迭代升级提供更大想象空间。
    （作者为电工材料电气绝缘全国重点实验室主任、西安交通大学电气工程学院教授）

来源：人民日报