构建技术

新型电力系统建设背景下，配电网数字化转型及分布式新能源大规模并网接入，对配电网的承载能力和供电品质提出更高要求，配电网在能量流、数据流、业务流等方面发生重要转变。福建是“数字中国”的发源地和新型电力系统省级示范区，本报告聚焦福建新型电力系统示范工程中绿色微电网建设，重点介绍福建在城镇、乡村、园区、海岛等场景的微电网的建设思路、应用情况和实践经验。

本项目提出了一种全新的建模方法，操作更简单、效率更高，从根本上解决了电网三维建模生产效率低、生产周期长、技术要求高、模型质量不统一等问题，通过重复利用数宇化移交等成果资源库数据，提升了数据应用价值，避免了重复建设投入，降低了三维项目建设成本，为普及三维新技术应用，莫定了良好的基础。本项目成果创立了一套高密度点云多级索引工作机制，提高了点云数据处理效率。创建了变电站高密度点云多级索引、变电站设备符合度评价的作业方法和工作机制，提升了点云数据处理精度，提高了工作效率。提出了变电站标准模型编码机制，实现了标准模型库的科学管理。基于电网设备生产运行编码规则，制定了变电站设备标准模型编码体系，实现了电网三维标准模型库科学管理，提高了点云数据自动识别与拟合效率。发明了基于自适应形状匹配的点云识别与模型拟合算法，开拓了三维建模新方法。发明了基于自适应形状匹配点云识别与模型拟合算法，打破传统的三维模型构建方式，减少人工干预，提高生产效率和产品精度，降低变电站三维建模成本。引入了VR虚拟技术，增加了人机互动效果。采用Unity:3D仿真系统和虚拟现实硬件设备，提高了变电站三维场景的展示效果，支持了人机互动的漫游浏览、信息查询、环境模拟等功能。

特高压交直流的建设与大规模新能源接入使大电网的调控越来越复杂,而数字孪生能够为电网向数字化转型、提高电网调度运行决策的准确性与实时性提供关键技术支撑。文章首先建立复杂大电网数字孪生虚拟模型,提出实现电网物理系统与数字孪生系统的实时信息交互和协同控制方法,并构建电网数字孪生软件平台。然后介绍基于数字孪生的秒级在线分析系统的架构及实施方案,将在线分析系统的响应速度由分钟级提升到秒级。最后对于数字孪生在复杂大电网调度运行的4个方面应用场景进行探讨。

情景构建建立在大量案例分析、专题研讨及现场调研的基础上，项目选定的两个电厂共三个情景具有代表性，其危害程度及影响范围大、应急任务全面，涵盖了预防、准备、响应和恢复全过程。本项目实现了情景构建技术在发电企业的首次应用，研究成果提升了发电企业典型安全事故的预防与应急响应能力，促进了企业重大突发事件安全管理水平的提升，总体达到国内领先水平，其中情景构建与应急能力建设达到国际先进水平。研究成果的创新性是：基于国内外大量相关典型事故案例的研判，研究掌握重大事故发生、发展的逻辑链和共性规律，确定情景的核心要素，列出了风险清单和任务矩阵，为相关情景构建与应急能力提升奠定基础；基于数学建模和计算机模拟事故后果定量分析，构建高压天然气、液氨泄漏突发事件典型情景，明确了情景关键节点的相关应急任务；验证了高压天然气、液氨泄漏事故发生的机理和构建的情景，为提升应急能力提供技术支撑；提出了基于情景构建和多维矩阵分析的发电企业突发重大事件风险评估方法，指导电厂应急预案制定与提升应急能力，研究成果在二个电厂成功应用。验证了基于情景构建的发电企业应急管理模式的可行性，有效地解决了企业应急预案存在的功能性缺失与冲突、应急任务主体缺失、应急任务程序缺失、应急资源支撑不足等问题，可提升企业应对重大突发事件的应急能力，有效遏制重大事故，在经济和社会效益方面均取得良好的效果。

8月28日，湖北电力科学研究院技术专家曹侃、宿磊在湖北省新型电力系统及农村能源体系构建技术实验室开展实时数据仿真测试。该实验室搭建了新能源电力系统数字仿真区、交直流混合微电网试验平台等，是国网湖北省电力有限公司打造的重要科技创新平台。

本项目通过实地调研分析我国“煤改电”工作现状及问题；构建技术、经济、能效、环保综合指标体系，系统研究“煤改电”可行的推进方式，包括推进方向、范围、技术路线等；提出电能替代 4 个潜力定义和测算方法，给出国网公司经营区分地区分领域电能替代潜力；构建电能替代战略规划模型，以及电能替代发展总体前景规模估算模型与分领域前景规模估算模型；提出我国电能替代中长期发展指导思想、基本原则，并基于定性分析及定量测算提出电能替代战略目标；然后根据战略目标顶层设计给出电能替代中长期发展战略所需的配套保障体系，包括社会分摊机制建设、政策支持和组织实施等；最后提出推进我国电能替代工作的政策措施建议。 课题研究内容专业跨度广泛，系统研究了“煤改电”推进方式、配套电网建设需求、主要类型用户用热需求、多品种能源利用的经济性比较、电能替代政策需求、相关营销人员管理，涉及电力系统、热工、能源经济、政策研究、企业管理等多领域。 课题研究以深入调研为基础，课题调查研究具有深度、广度、准确度，通过 27 个省公司的一线营销员工详细的入户调研，获取用户煤炭消费、生产工艺、产品产量、能耗等多维信息，参考国家能源局和统计局公布数，采用多种方法对电能替代潜力、规划目标等数据进行测算和校核。

​日前，中国电力科学研究院有限公司承担的国家电网有限公司科技项目“面向负荷调控的调度数据链构建技术研究与验证”通过验收。项目成果可提升电网负荷侧资源的可观、可测、可控、可调水平，保障电网安全稳定运行，促进新能源电量消纳。

随着我国能源革命的深入推进，能源系统形态和发展模式发生深刻变革，终端用能环节价值日益凸显，电网企业客户服务面临新形势、新要求。加快“供电服务”向“供电+能效服务”升级，对于保障国家能源安全，提高社会能效，降低企业用能成本，提升公司经营业绩具有重要意义。课题组围绕公司战略，结合企业实际，开展客户服务延伸拓展关键问题研究，形成本报告。 课题组先后开展了福建、山西、湖北等多个地区重点项目的走访、27个省公司电能替代、节能、需求侧响应等业务的书面调研和北京、天津、山东等6个省公司的专项调研，获取了大量的实际数据，也有从国家统计局网站公布数据、环保部门数据库资料中得到的详实数据，构建技术、经济、环保等综合指标体系，系统研究“能效服务”可行的推进方式，包括推进方向、范围、客户群体、策略、路径等；利用生命周期理论构建能效服务市场潜力预测模型，给出电能替代服务、综合能源服务、需求响应服务近中远期的市场潜力。分析了国内外能源企业延伸拓展的现状，研究了电网公司开展能效服务的必要性，明确提出了国家电网有限公司能效服务的业务定位、业务特征、业务分类，并基于公司发展现状定性分析及定量测算出能效服务的市场规模。 结合研究成果，提出思路及目标，然后根据战略目标顶层设计给出能效服务基于业务发展现状，瞄准业务发展目标，提出能效服务的实施路径，进一步梳理明确能效服务主要服务产品，制定了服务策略，研究优化完善了业务流程，提出了推进国家电网有限公司开展能效服务的重点任务。 课题研究以深入调研为基础，课题调查研究具有深度、广度、准确度，专业跨度广泛，系统创新了电网公司能效服务业务的理论，研究了涵盖电能替代、综合能源服务、需求侧响应等能效服务的推进策略与实施路径，通过27个省公司的一线调研，采用多种方法对市场潜力等数据进行测算和校核。课题研究兼具创新性和实用性，提出的模型、方法、政策建议等在国家和地方政府、电网企业的政策制定、业务规划、战略、方案制定、试点应用、项目推进等工作中得到深入应用。依托本课题研究，研究成果形成多项文件印发公司系统实施，对国网公司增供扩销、推动能源消费革命、落实国家能源战略意义重大。项目研究获得软件著作权8项，发明专利受理4项，发表文章8篇。