2021年10月，《2030年前碳達峰行動計畫》發布，從多個角度為能源、工業、建築、交通、經濟等相關行業指明了發展路徑，《規劃》指出“加快建設新型電力體系，建設強智慧型電網”。 2024年1月，國家電網公司在2024年工作會議上提出，要建設新型電力系統，構建新型能源體系，形成新的優質生產力，構建強大的數位化和智慧型電網，為保障能源安全、實現“雙碳”目標做出積極貢獻。
什麼是具有數字智慧型的強電網，我們如何才能使其強大？
亟需提高電網彈性
近年來，全球發生了多起極端事件引發的重大停電事件，造成巨大損失，使電力系統在極端事件面前暴露無誤。 除傳統煤電、水電外，風電、光伏、燃氣發電的容量和比重不斷提公升，促進電力清潔低碳利用。 其中，風能、太陽能、水能等可再生能源具有“靠天吃飯”的特點，存在“氣候風險”。 然而，多能量耦合也增加了故障級聯傳播的風險。 可以看出，多能源電力系統的發展需要能夠兼顧安全、經濟、清潔、低碳目標的新思路和新正規化，而韌性是必不可少的因素。
2021年，上海市《十四五規劃》提出，未來五年，上海要強化安全韌性理念，在基礎設施建設、應急物資儲備和保障方面保持靈活性，提公升城市抗災能力。
2022年，由國網上海電力公司、北京交通大學、清華大學等高校合著的專著《彈性電網》出版，正式提出“彈性電網”的概念，即“乙個能夠全面、快速、準確地感知電網執行情況，與電網內外部資源協同的電網， 對各種干擾做出主動預測和積極準備，主動防守，快速恢復，並能自學並不斷改進”。
目前，彈性電網仍是新興前沿領域，國內外相關研究仍處於起步階段，其研究需求也在不斷變化。
根據目前的研究結果，彈性電網至少應具備以下特徵：
知覺，即全面、快速、準確地感知電網執行狀態，**電網未來執行情況，對潛在風險進行預警。
應變，即電網在事故發生前主動預測事件的影響，制定預案，並採取應對突發性擾動的準備措施。
防禦，即在擾動事件的動態發展中，電網採取主動防禦措施，減少事件的影響。
達觀即在電網正常功能受損後，及時啟動應急恢復和修復機制，保證重要負載的持續供電，使電網功能迅速恢復到正常狀態。
協同，即電網配合內外部資源共同應對擾動，包括輸配協同、源網荷儲協同、電網等關鍵基礎設施協同、能源大腦和城市運營大腦協同等。
學習能力，即電網從歷史事件或電網經歷的其他嚴重停電中吸取教訓，並不斷整合新興技術以改進自身。
表 如何增強電網各級的韌性。
提高電網彈性的問題和挑戰
與其他經濟體相比，中國始終堅持艱苦奮鬥的精神，在這一領域取得了更加顯著的優勢，但仍面臨巨大挑戰。 筆者認為，提高電網韌性主要面臨以下問題和挑戰：
技術挑戰韌性電網的建設需要依靠人工智慧、大資料、物聯網、雲計算和區塊鏈等多種先進技術的支援。 然而，這些技術的應用也面臨著資料安全、私隱保護、演算法優化等一系列技術挑戰。
投資挑戰韌性電網建設需要大量的資金投入，包括裝置更新、技術研發、人才培養等方面的投資。 如何確保資金的最優有效利用，是韌性電網建設的重要挑戰。
監管挑戰韌性電網的建設和運營需要監管和支援。 然而，如何制定合理的監管政策和標準，確保電網安全、可靠、高效執行，也是建設韌性電網面臨的挑戰之一。
市場挑戰電力市場的競爭和開放對韌性電網的建設和運營提出了更高的要求。 如何適應市場需求，提高電網的靈活性和適應性，是韌性電網建設需要面對的市場挑戰。
整合社會資源的挑戰：韌性電網的建設和運營涉及社會的方方面面，如居民、企業等。 如何平衡各方利益，確保電網公平、公正和可持續發展，是建設韌性電網面臨的綜合性挑戰。
建設韌性電網的途徑
能源領域的數位化轉型正在如火如荼地進行。 各省多個試點專案在資源可觀、可衡量、可調、可控等方面不斷取得小突破。 筆者在慢慢繪製藍圖、多點突破的過程中，認為可以加強以下幾個方面，確保韌性電網的落地：
一是研究制定發展規劃。明確發展目標、重點任務和保障措施，制定明確的韌性電網建設規劃。 規劃應綜合考慮能源結構、負荷特性、電網形態、執行特性等因素，確保電網清潔、低碳、安全可控、靈活高效、智慧型友好、開放互動。
二是著力加強技術創新。加大基礎材料和資料科學領域的科技創新力度，推動新技術在電網中的應用。 重點加強人工智慧、大資料、物聯網、雲計算、區塊鏈等技術、5G和6G通訊技術的研發和應用，提公升電網智慧型化水平和突發事件應對能力。
三是快速提公升裝備水平。加強電網裝置的改造和運維管理，提高裝置的可靠性、安全性和效率。 推廣智慧型裝置、自動化裝置和狀態監測裝置，實現裝置的綜合監測和維護。
四是加強協調配合。加強電網與其他關鍵基礎設施的協同，實現資源共享、資訊交換和互聯互通。 建立跨行業協調機制，形成聯合應對突發事件的合力。
五、促進市場機制完善。完善電力市場機制，促進電力市場競爭開放。 通過市場機制引導電力資源最優配置，提高電網的靈活性和適應性。
六、注重創新型人才的培養。加強電網領域人才的培養和引進，建立一支高素質、專業化的電網人才隊伍。 通過人才的培養和引進，推動電網創新和管理創新。
未來展望
建設強大的智慧型電網將是乙個長期且具有挑戰性的過程。 在整體轉型公升級過程中，將調動巨大的社會資源。 如何運用市場機制，合理配置資源，如何調動相關各方的積極性，是除技術之外，還需要關注和建設的另一大課題。 路漫漫其修長，行之於行。
作者 |劉萌萌，青岩集團能源電力研究部研究員。
編輯 |陳澤西.
* |網際網絡。