为构建新型电力系统安全护航

来源：中国电力新闻网 时间：2022-02-22 15:14

为构建新型电力系统安全护航

李境祎　李洪战

　　构建以新能源为主体的新型电力系统，是党中央基于加强生态文明建设、保障国家能源安全、实现可持续发展作出的重大决策部署，对我国能源电力转型发展具有重要的指导意义。然而，新型电力系统的构建，必将对传统电力系统带来电源结构、负荷特性、电网形态、技术基础和运行特性的重大转变，这种重大转变也必将给新型电力系统运行的安全稳定控制和安全生产应急管理带来新的风险和挑战。因此，必须提升对新型电力系统本质特征的深刻认识，要以科学和实事求是的态度，认识和管控电力系统升级跨越带来的新的风险和安全生产面临的新的挑战，科学构建符合新型电力系统特点的安全生产应急管理体系，为新型电力系统的构建和安全稳定运行保驾护航。

　　1.构建新型电力系统面临新的风险挑战

　　新型电力系统是以数字化推动，高比例新能源、高比例电力电子装置、低转动惯量、强随机性的电力系统，源网荷储间通过电力流和信息流形成有机整体，并与其他能源系统进行能量和数字交互，这种以源网荷储互动与多能互补，分布式电源、微电网、交直流组网与大电网融合发展（多网融合）的深刻变化，必将给电力系统安全稳定带来新的风险挑战。

　　（1）新型电力系统在接入电源类型上实现跨越升级，新能源将逐步成为装机和电量主体。大量风电、光伏及分布式电源的接入，将使得电源出力的间歇性、波动性加剧，电网潮流的多变与随机性增大了电网调峰、调频、以及电压控制的难度，影响电能质量的同时，增加了电网稳定运行的潜在风险（比如，谐波电流的注入，会引起电压畸变，还会带来继电保护和自动装置误动风险 ）；同时，电源装机规模的倍增和布局的多元化，以及电力电子装置的高比例渗透，也对新型电力系统的稳定控制带来新的复杂挑战。

　　（2）新型电力系统呈现以大电网为主导、多种电网形态相容并存的格局。电网规模持续扩大、配电网有源化，微电网、分布式电源系统、电网侧储能以及局部直流电网快速发展，使得与大电网互通互济、协调运行，将进一步凸显大电网枢纽平台的支撑作用，这对电网感知与决策的智能化、数字化提出了更高的要求，使得主配网的界限进一步模糊；电子化新技术的应用，对未来新能源体系的自身优化配置以及电力系统稳定提出更多风险考验。（比如，温度、光照强度、风速的变化波动，以及大规模风机投退，都会对局部电网暂态稳定性产生较大影响）。

　　（3）发、用电一体“产消者”大量涌现。微网、虚拟电厂、电动汽车、以及储能单元等多负荷形态的大量加入，使电力负荷呈现多元性增长，不确定性增大，对网荷互动性和电力供应的安全性提出了更高的要求。

　　（4）系统运行机理和平衡模式将出现深刻变化。电力系统的技术基础、控制基础和运行机理将发生深刻变化，平衡模式由源随荷动实时平衡，逐步向源网荷储协调互动的非完全实时平衡转变，这种非完全实时平衡给新型电力系统的稳定控制带来巨大风险和挑战。此外，储能规模的增长、储能新技术的涌现与应用，加快了新型电力系统储能的多元化发展，也加剧了储能安全、设备消防安全的风险剧增。包括储能电源以及火电、水电、气电、抽水蓄能等调节电源在内的电站规划与电力系统调节平衡能力需求增强。

　　2.构建新型电力系统安全防御体系

　　构建新型电力系统是极具挑战性、开创性的战略性工程，要始终把确保电力安全可靠供应摆在突出重要的位置。要严守大电网安全运行底线，有效防范化解各类风险，坚持改革创新，构建安全可靠的新型电力系统安全防御体系。

　　（1）坚守“安全”与“稳定”，实现多种电网形态与大电网协同。优化完善配电网规划理论、建设标准和管理体系，更好地实现微电网、有源配电网、局部直流电网等新形态电网与大电网协同；充分利用数字技术为电网赋能，推进电网设施和数字基础设施融合发展，提升电网全息感知能力和灵活控制能力，实现源网荷储全要素可观、可测、可控，确保新型电力系统结构坚强、规模合理、安全可控，增强系统的韧性弹性和自愈能力。

　　（2）构建新型电力系统安全运行与保护体系。掌握大规模新能源及电力电子设备接入后电网及多能源系统的运行规律及安全稳定特性，实现基于源网荷储主动响应的协调控制；构建基于多源运行数据的在线分析与决策系统；掌握未来电力系统故障机理及形态，构建保护与防御体系；建立电力系统非常规安全风险评估基础理论体系及分析方法体系；突破全自主化芯片保护控制设备技术，研制基于新型传感通信技术的继电保护装置；实现保护控制装置状态感知、自动化运维及智能化在线监测与分析；建立变电站保护控制系统自动测试平台。研究新型电力系统运行控制体系，加强系统安全运行控制、分布式和微网协调控制等技术研究，优化运行管理模式，构建新型电力系统安全运行与保护体系，实现系统整体的可观、可判、可控。

　　（3）加强新型电力系统安全稳定关键技术攻关。加快源网荷储协同发展、新能源自身体系优化、电力系统可观可测可控能力、智能调度运行、多能互补运行、终端互动调节、特高压及柔性输电技术等关键技术攻关，为新型电力系统安全稳定打造坚实技术基础和科技支撑。提高对“高比例新能源、高比例电力电子设备”双高电力系统的本质及运行特性认识，着力提升系统调节能力，巩固完善新型电力系统安全稳定“三道防线”防范化解重大安全风险。

　　（4）大力加强新型电力系统安全管理体系建设，提升安全生产管理的数字化、信息化、智能化、智慧化水平。牢固树立安全发展理念，深入贯彻落实《中共中央国务院关于安全生产领域改革发展的意见》、新《安全生产法》等法律法规，建立健全全员安全生产责任制，构建新型电力系统下安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防体系，开展安全生产标准化建设，健全风险防范化解机制，提高安全生产管理水平，确保安全生产。

　　（5）加快进行既有设备的改造升级，加快电力系统和设备信息化管理系统建设。加强设备运行监测和隐患排查，要着力加快新型电力系统风险识别与管控研究与实践，推进开展新型电力系统危险源辨识与风险管理实践，推进安全风险信息化管控平台建设，推进实现作业计划、人员准入、安全监督、现场可视、风险管控、预警感知全覆盖。

　　（6）加强安全生产应急管理工作，提升突发事件应急处置能力。一是要居安思危，未雨绸缪，坚持预防为主的方针，科学推动电力企业应急规划、应急组织、应急制度、应急队伍体系建设，加强应急物资和应急装备储备，科学构建发电企业、电网企业现代应急管理体系，持续提升应对电力突发事件的制度保障能力、应急准备能力、监测预警能力、抢险救援能力和恢复重建能力，加强新业态应急能力建设。二是要加强新型电气设备消防安全管理。要构建完善新能源企业电气设备消防管理，加强风力发电、光伏发电、太阳能热电站、化学储能设备、充电装置等设备火灾风险监测监控，加大消防安全隐患排查治理力度，大力提升消防安全“四个能力”，构建与新能源设备特点相适应的消防应急体系。三是要推动构建新型电力系统应急预案体系。要加大对新型电力系统安全稳定运行的内在规律学习和研究，大力加强基于场景的应急预案体系建设，提升应急预案的智慧化水平，积极举办培训演练活动，提高员工对大面积停电、大规模新能源脱网、网络安全事件等突发事件的应急反应能力和应急处置水平，特别是源网荷储友好互动大面积停电先期处置能力。提升员工应急意识和自救互救能力，全面提升突发事件应急处置能力，为新型电力系统安全运行提供最后一道可靠防线。

　　总之，构建以新能源为主体的新型电力系统是保障国家能源安全的重要举措，“双碳”背景下的电网安全，既要有创新前沿的技术，又要有创新的管理理念。提高系统安全生产水平和突发事件应急反应能力，建设科学完善的新型电力系统治理体系和提升新型电力系统治理能力，是关乎能源安全、关乎国家安全的必然要求。

责任编辑：于彤彤