Page 12 - 13.2021.7.15.电力设计信息
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点环节。建设 “安全芯片 — 终端认 必承其痛。承载着党与国家厚望的新型 元化，电动汽车充电与电供暖等用电行 电力电子化电力系统时间常数更小 ( 毫
证 —数据可信 —网络加密 —应用密 电力系统不仅是历史使命，而且也是重 为的时空随机分布，以及用户侧的有源 秒级 )、频域更宽 ( 几百赫兹 )、安全域
钥 ”在信息层，电力网络逐步与现代 大挑战。现有电力系统并不能简单的能 化特征凸显，都会加剧负荷的不可预见 更复杂。在多种扰动情形下系统的机电
通信网络融合，共同构建信息物理社会 源系统，建设适应高比例新能源广泛接 性。目前，我国电网负荷的峰谷差正在 暂态和电磁振荡等多重因素交互影响，
的主动式全域网络安全防护体系，打造 入的地以线性发展方式演变到更高阶段 逐渐加大。 例如，目前新能源基地出现的暂态电压
全息全景感知、信息高效处理、数据数 的新型电力系统，二者存在较大的差异 再次，电力潮流具有强不确定性。 支撑不足、风电机组并网的高 / 低电压
字安全、应用便捷灵活的开放安全物联 性。归纳总结本质性的技术，其演变过 在较少新能源并网时，由于负荷变相对 穿越停机脱网、宽频振荡、多馈入直流
网络。 程为三点 : 有规律，传统电力系统 “源随荷走” 换相失败等都 是电力电子化系统的具
在数据层，电力行业进行数字化转 的运行方式相对固定。而在高比新能源 体表现。
型，建设具有活力的电力数字生态。电 ( 一 ) 从现有电力系统迈向新型电 电力系统中，由于在源端和荷端存在较 3、从单一电力系统向综合能源系
力大数据服务社会治理与经济发展，数 力系统的技术演变推演 大的不确定性，电力系统运行的 “边 统演变
字电网平台赋能，培育新型电力数字产 1、从确定性系统演变为强不确定性 界条件 ”将更加多样化。输电网的联 能源互联网需要建设以新能源电力
业 ; 对接工业互联网，服务数字政府和 系统首先，电源端具有强不确定 络线潮流可能跟随新能源的出力波动而 系统为基础，与天然气、交通、建筑
智慧城市 ; 对接能源价值链各环节资源， 性。我国电源结构将从传统火电机组为 大幅变动 ( 甚至双向流动 )，配电网的 等多个领域互联互通的综合能源网络。
发挥企业间的互利共生优势，构建产业 主导，逐步演变为未来的新能源机组为 分布式新能源与虚拟电厂也会改变电力 因此，现有的电力系统将与热力管网、
链合作平台与新能源电力生态。 主导。未来风电和光伏发电的装机容量 潮流。 天然气管网、交通网络进行互联互通，
总的来说，未来新型电力系统的核 将呈现持续上升趋势，预计 2060 年两 2、从机电装备主导向电力电子装 构成综合能源系统。而且，天然气与氢
心特征是新能源占主体地位。同时围绕 者装机容量占比之和达到约 60%，发电 备主导的演变 能源的储备与传输将与电力系统深度融
着满足人民对美好生活的向往，电动汽 量占比之和达到约 35%。现有常规火电、 新能源的并网、传输和消纳在源 — 合，发挥重要的调峰作用。
车、清洁供暖、屋顶光伏、家用储能、 水电或者核电出力呈现一定的规律性和 网—荷端引入了更多电力电子装备，电
智能家居以及电能替代的广泛应用，使 可控性 ; 而风电与光伏等新能源出力具 力系统呈现显著的电力电子化趋势问 ( 二 ) 现有电力系统技术体系的不足
得用电负荷朝着多元化方向发展。面 有多时空的强不确定性和不可控性。 题。因此，电力系统基本特性将由旋转 在现有技术条件下，新能源出力不
对源荷两端重大变化，电网功能与形态 其次，负荷端具有强不确定性。未 电机主导的机电稳态过程为主演变为电 确定性强，具有随机性、波动性、反
的也需要进行深刻的变革。为推动能 来，电能逐步成为最主要的能源消费年 力电子装备的电磁暂态过程为主。现有 调峰特点， “极热无风 ”、“晚峰无
源革命战略，落实 2030 年碳达峰和 后电力将取代煤炭在终端能源消费中的 火电、水电等传统机组采用同步电机， 光 ”、 “大装机、小电量 ”成为行
2060 建“清洁低碳、安全高效 ” 新 主导地位。现有电力负荷变化相对有规 具有较强的机械惯性，因此，电力系统 业弊端。从现有电力系统向新型电力系
型电力系统。这一历史任务意义重大。 律，整个电力系统的运行方式相对固定， 具有较大的时间常数 ( 秒 —分钟级 )， 统演变，将会面临重要的技术挑战，现
例如在电力系统规划时，只需要选取不 系统频率以工频 ( 五十赫兹 ) 为主。而 有技术体系还不足以支撑未来新型电力
二：使命与挑战
二：使命与挑战 同季节的典型日或时的负荷曲线便可以 电力电子装置具有低惯性、低短路容量、 系统的建设，主要不足体现在 :
欲带皇冠，必承其重，欲握玫瑰， 进行预测。而高度电气化下负荷结构多 弱抗扰性和多时间尺度响应特性，导致 (1)电源和电网规划统筹协调不够。
09 电力设计信息 ELECTRIC POWER DESIGN INFORMATION ELECTRIC POWER DESIGN INFORMATION 电力设计信息 10
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