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10月30日，国网浙江省电力有限公司召开电网稳定暨继电保护专业工作会议。
此次会议上，加强电网仿真计算被屡屡提及。会议提出，要加快推动常规机电仿真向机电＋电磁仿真转变。未来浙江电网将深化电磁仿真平台应用，以适应新型电力系统规划研究需求，并充分利用网上电网、新能源云等数字化平台，提升规划数据的全面性和完整性，推动人工智能在电网规划各环节应用，提升规划智能化水平。
那么，电网仿真计算在这次会上为何被屡屡提及？在当前电网发展中，又将发挥什么作用？
近年来，随着新能源发电技术、直流输电技术、微电网、充电站、虚拟电厂等新技术的发展，省域新型电力系统中出现了大规模新能源接入、直流馈入落点增多、电动汽车成熟普及、多品类能源集中交互耦合日益深化等推动能源结构转变的新变化，使得新型电力系统出现宽频振荡、惯量不足、电压支撑不足、随机波动等新问题，呈现电网动态宽频化、潮流双向随机化、多元交互复杂化、能流协同多元化的新特征。
2015年，在新疆哈密风电基地首次发生由新能源控制起主导作用引发的宽频振荡事故，最终导致受影响3台66万千瓦火电机组保护动作退出运行，并引起远处某特高压直流送端换流站功率跌落1/3，影响西电东送供电可靠性。
这为同样面临输电方式柔性化、电力电源清洁化趋势，电网形态逐渐复杂化的浙江敲响了警钟。今年7月，甘肃-浙江特高压直流输电工程开工建设，目前浙江在建和建成四条特高压直流输电大通道，未来将规划建设第五直流。同时省内正在大规模发展风光新能源，截至目前，新能源装机超过5000万千瓦，未来预计将超过1.2亿千瓦。交直流混联大电网和海量新能源的接入，进一步加剧了宽频振荡事故发生的可能性，存在潜在的巨大电网运行风险。
而遍布城乡、工业园区的新型负荷的广泛接入，也让电网运行形态更加复杂。在金华永康哈尔斯园区，由420千瓦光伏、2.32兆瓦时储能以及最多2000千瓦的可调节负荷，构成多元的负荷形态。供电公司主导建立“五金微网”能效项目，协调“源、网、荷、储、充”，保障能源多样化供给的同时，努力实现供需动态平衡和电网安全稳定运行。
未来，这样的场景会越来越多、电网形态越来越复杂。如何保障电网安全运行？
全电压宽频段数字实时仿真技术“高精度、多场景、强适应”的特点，能够显著提升电力系统规划、运行和管理能力。为浙江新型电力系统安全稳定运行与保供提供强有力的技术支持。在安全稳定方面，该技术能够辅助电网规划和运行人员提前识别潜在的风险点，采取预防措施，避免系统因不稳定而导致的大面积停电事件。在可靠保供方面，该技术能够结合全年生产时序进行模拟运行，合理安排机组与电网的运行方式，确保负荷的持续可靠供电。不仅提升电网的整体性能，还为实现清洁低碳、安全高效的能源目标奠定了坚实基础。
2023年12月19日，国网浙江电力新型电力系统规划联合仿真实验基地在国网浙江经研院揭牌，建成全国首个省地县一体化全电压宽频段数字实时仿真平台，对浙江电网开展全域全电压宽频带电磁暂态仿真计算，研究新型电力系统安全与保供领域热点问题，开展多直流馈入的规划关键技术等重大技术研究，核心研究成果获得国家电网公司科技进步一等奖，全面支撑浙江新型电力系统科学规划与安全稳定运行。
省级层面，建立浙江220千伏及以上电网全电磁暂态模型，开展新增馈入直流安全稳定校核、220千伏新能源接入宽频带风险分析和电压质量治理研究以及开展省域重大工程的规划研究。
通过仿真平台对外来电经特高压直流落点、沿海新能源经交直流多元方式接入规划方案开展安全稳定分析校验，可以保障远在千里之外的沙漠、戈壁、荒漠和省域沿海的清洁电力供应浙江负荷中心，为浙江经济发展注入不竭动力。
地市层面，仿真平台构建了110千伏及以下配电网全电磁实时仿真场景，开展大规模新能源接入下的配电网电压、电能质量、线损等多维度影响分析。衢州是省内光伏装机比例最高的地市。光伏发电不确定性却给清洁能源有效利用带来难题，特别是在春节、国庆等节假日期间，工业企业相继停产，用电负荷降低，再遇上晴好天气光伏大发，不仅有可能无法消纳，还会带来末端电压偏高等稳定问题。衢州仿真平台通过实时监测光伏、储能、水电和用电负荷等信息，提前预测电力供应和消耗情况，及时调整发电和用电之间的平衡。这种提前预判、主动控制风险能力对应对光伏电力输出不稳定的问题至关重要，让电网更加灵活、稳定，保障了山区居民和企业能够持续享受清洁、安全、可靠的电力供应。
在县域层面，仿真平台聚焦于小区域能源最优配置的方案制定，对工业园区、大型商业体等场景，构建仿真模型，指导供电网格内新能源、储能多元素优化配置与运行。宁波前湾新区数字经济产业园内，汇聚了集成电路、智能终端、汽车电子等多领域数字经济产业，对电压和频率稳定性要求远高于一般生产线。仿真平台通过精确计算，设计园区配置6.2兆瓦分布式光伏、1260千瓦储能设备及120千瓦可调负荷，不仅提高能源利用效率，还增强应对设备故障等突发状况能力，为企业生产及新质生产力研发提供了稳定的电力供应。
仿真平台通过多场景、高精度的运算模拟，为浙江新型电力系统发展中可能产生的新问题开出了“治未病”良方，让规划阶段的每一步都能实现“精准”的未雨绸缪，从而全面提升系统的安全运行水平。
见未来，新质生产力的探索
随着电力系统复杂性不断增加，将电网仿真、新能源发电预测技术等与人工智能相结合，可能是未来最引人注目的趋势之一。
在未来，通过引入AI算法，仿真平台有望实现自动识别电网中的异常行为，预测潜在故障，并提供优化控制策略。机器学习可以通过历史数据训练，考虑更多实时的变量因素，从而更准确预测新能源发电的波动性，更好地平衡供需关系，更精准、全面辨识出高稳定风险的系统运行方式。电网仿真与上游的人工智能算法服务业及下游的智能设备制造业双向融合，将在多个层面推动电力装备产业的协同发展，唤醒能源为链主的全供应链新质生产力。
政策环境方面，国家和地方政府已经出台了一系列政策和措施来支持新型电力系统的发展。这为全电压宽频段数字实时仿真技术的研发和应用提供了明确的政策导向。全电压宽频段数字实时仿真技术，不仅支持高比例可再生能源的接入，提升系统的灵活性和调节能力，还能加强电网的安全稳定运行，推动数字化转型，并带动相关产业的发展。
任何事物在面临机遇的同时，都会遇到困难和挑战，全电压宽频段数字实时仿真技术也是一样。当前，建设和维护全电压宽频段数字实时仿真平台需要探索仿真成果的转化与商业应用，在价值创造的同时兼顾经济效益。同时，为满足技术发展的需求，更需要加强专业人才培养，建立完善的人才培养体系，提高从业人员的专业技能。
电从远方来，也从身边来，不论是面向跨越千里的绿电走廊，还是星罗棋布的本地新能源，抑或是日新月异的新型负荷，全电磁暂态仿真技术将为实现电网安全稳定与源网荷储协调互动打通真正的底层逻辑链，助力浙江发挥省域新型电力系统示范作用，加速能源的绿色、安全、经济转型。
供稿
经研院 王晨轩 刘曌煜 许恩超
衢州公司 王敏
宁波公司 冯怿彬
金华公司 傅鹏
编辑
张正华 邓通
校对
朱斐白 范艺涵
