咱們國家現(xiàn)在正熱火朝天地建設新的電力系統(tǒng)呢，這個新系統(tǒng)特別重要，因為它能幫助我們實現(xiàn)減少碳排放和轉變能源結構的目標。國家發(fā)改委、國家能源局和國家數(shù)據(jù)局一起發(fā)布了個文件，說要加快新電力系統(tǒng)的建設，確保我們能順利達到碳排放的峰值目標。這個新電力系統(tǒng)跟老的完全不一樣，它更環(huán)保，更低碳，但是也面臨著不少技術難題，特別是要把那些時有時無的新能源發(fā)電接入系統(tǒng)，這事兒挺難的，因為它們不穩(wěn)定，有時候多有時候少，搞得老系統(tǒng)有點兒吃不消，容易出問題，所以保證電力系統(tǒng)安全運行是個大挑戰(zhàn)。本文以《基于分布式資源協(xié)同的配電網韌性提升關鍵技術及應用》項目為基礎，來給大家講講這個新電力系統(tǒng)是怎么回事，還有咱們國家的科研人員是怎么努力研究，解決這些難題，讓新電力系統(tǒng)越來越強大的。

1 何謂“新型電力系統(tǒng)”

咱們都知道，老式的電力系統(tǒng)主要靠燒煤、石油和天然氣這些化石燃料來發(fā)電。整個電網就像一條固定的流水線，從發(fā)電到輸電再到用電，一切井井有條。但新潮的電力系統(tǒng)就不一樣了，它像是個大雜燴，把太陽能板、風力發(fā)電機這些新鮮玩意兒都加進來了，還有電池儲能、給電動汽車充電的設施，甚至還有氫能技術。這個系統(tǒng)追求的是各種能源的混搭，既靈活又高效，還環(huán)保低碳。它特別看重如何讓太陽能、風能這些可再生能源大顯身手。而現(xiàn)在的電網像一個聰明的變色龍，能夠靈活應對各種情況，確保電力供應既穩(wěn)定又可靠。

新型電力系統(tǒng)組成元素

哎呀，咱們來聊聊這個超級酷炫的新型電力系統(tǒng)吧！它可是電力界的“雙高雙隨機”達人哦，就是說它能搞定超多可再生能源的接入，還能讓電力電子設備玩得飛起，同時還能應對那些說變就變的供電和用電需求。

現(xiàn)在，新型電力系統(tǒng)和老式電力系統(tǒng)比起來，簡直就是換了個新天地！它們之間有五個超級炫酷的轉變：

（1） 能源結構大變身，從依賴煤炭、天然氣和石油這些老朋友，變成了太陽能、風能、水能和地熱能這些新寵兒，讓我們的能源使用更加高效、環(huán)保和低碳。

（2） 發(fā)電方式也變得超級靈活，從以前那種大電廠發(fā)電的模式，變成了分布式發(fā)電、儲能電站和微電網這些小而美的方式，讓電力供應更加靈活和高效。

（3） 電力負荷特性也變得超級有趣，從以前那種硬邦邦的單向消費模式，變成了生產與消費兩不誤的互動模式，讓新技術、新設備和各種負荷都能玩得開心。

（4） 電網架構也變得五彩斑斕，從以前那種單調的單向輸電，變成了交直流混聯(lián)、微電網、局部直流電網和可調節(jié)負荷的能源互聯(lián)網，讓電力傳輸和配電更加靈活和可控。

（5） 電網運行特性更是變得超級智能，從以前那種“源隨荷動”的模式，變成了“源網荷儲”協(xié)同互動的模式，讓各類能源能夠自由轉換，還能讓電網變得數(shù)字化、智慧化、網絡化。

總的來說，新型電力系統(tǒng)就像是電力界的超級英雄，它擁有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好和開放互動這些超能力，讓我們的能源世界變得更加美好和可持續(xù)！

新型電力系統(tǒng)超能力

2 建設堅強韌性電網的緊迫性和必要性

哎呀，說到電網，它就像是我們生活中的超級英雄，得有超能力才行——超級堅強、超級穩(wěn)定，還得能抗住各種沖擊。但你猜怎么著？當那些時有時無的新能源像潮水一樣涌進來時，我們的電網英雄就有點兒招架不住了。就像是超級英雄遇到了自己的克星，這不，我們得趕緊想辦法，讓電網再次變得無敵，這樣我們的小日子才能繼續(xù)風風火火地過下去呢！

2.1 內外部風險挑戰(zhàn)

咱們的電網越來越龐大，電壓也像過山車一樣越升越高?，F(xiàn)在，太陽能板和風力發(fā)電機這些綠色小伙伴都加入了電網大家庭，還有各種電力小玩意兒，讓電的流向變得像迷宮一樣復雜，有時候電網就像在走鋼絲，一不小心就可能晃悠晃悠的。而且，交流電和直流電這兩個好兄弟，現(xiàn)在手拉手一起工作，讓電網的穩(wěn)定就像在玩雜技一樣，需要特別小心。

再看看外面的世界，地球越來越熱，國際局勢也像過山車一樣起起伏伏，這些都讓咱們的電網像在玩極限運動一樣，面臨著各種各樣的挑戰(zhàn)。自然災害和壞蛋的搗亂，就像不請自來的客人，讓電網的外部環(huán)境變得像是一場冒險游戲，隨時都可能有新的驚喜出現(xiàn)。

風險挑戰(zhàn)

2.2 存在的難點

哎呀，看來咱們的電網小英雄們遇到了點挑戰(zhàn)呢！想象一下，我們的超大城市里，那些負責供電的“超級英雄”們，現(xiàn)在還不能像閃電俠那樣快速地應對各種緊急情況。具體來說，有三個“壞蛋”特別棘手：首先，當壞天氣或者別的什么災難來搗亂時，我們的電網小英雄們很難快速找出哪里最需要幫助；其次，這些小英雄們沒有太多的備選方案，一旦出了問題，要保持重要設施的電力供應就像走鋼絲一樣驚險；最后，我們的小英雄們要和一群性格迥異的“小伙伴”們合作，這些小伙伴就是各種各樣的分布式能源，它們雖然各有所長，但要讓它們齊心協(xié)力，快速恢復電網的活力，那可真是個技術活兒呢！

2.3 韌性電網的主要功能

（1） 讓電網的“指揮官”們能像看高清電影一樣，一目了然地掌握電網的實時動態(tài)；

（2） 讓電網內外的小伙伴們手拉手，一起跳個舞，讓我們的電網更靈活，還能和各種能源、城市玩轉“跳房子”游戲，把那些風能、太陽能帶來的小麻煩都變成小case；

（3） 在“意外”來臨前，我們就像預知未來的先知，提前做好準備，當“意外”真的發(fā)生時，我們就像消防員一樣，迅速撲滅危險的火苗，讓停電的時間短得就像眨個眼，然后趕緊給重要的地方重新供電；

（4） 每次“意外”過后，我們都會像偵探一樣，從中學到新招，讓自己變得更聰明，下次再遇到麻煩時，我們就能像超人一樣，輕松應對。

所以啊，確保電網穩(wěn)穩(wěn)地運行，打造一個能主動應對各種內外部風險引發(fā)的極端情況和各種騷動的“韌性電網”真的太重要了！這已經成為咱們城市經濟持續(xù)發(fā)展的關鍵保障，簡直就是刻不容緩、非做不可的事兒嘛！

韌性電網關鍵特征關系

3 不畏艱辛，潛心研究，碩果累累

為了讓我們那超大型城市的電力系統(tǒng)變成“鋼鐵俠”，不僅穩(wěn)如泰山，還能在風浪中自由翱翔，他們利用新型電力系統(tǒng)里的分布式電源、儲能和新能源汽車這些“超級英雄”，編織了一張從預防、應對到恢復的全方位“安全網”。這樣一來，就算城市遭遇“超級反派”般的極端天氣或其他災難，電力供應也能穩(wěn)如老狗，給上海的經濟和民生安全保駕護航。

這個項目不僅玩出了新花樣，還攻克了技術上的難關，并且成功應用到了實際中。結果咋樣？當然是收獲滿滿，直接抱走了2023年的“上海市科技進步二等獎”大獎，簡直就是“科研界的奧斯卡”??！

主要創(chuàng)新做法有：

（1） 創(chuàng)新提出多源配電網韌性評估與災前協(xié)同規(guī)劃方法。

項目團隊利用新的預測方法和韌性評估技術，開發(fā)了一套軟件，幫助我們更好地預測電網事故，并提前做好準備。這樣一來，我們不僅節(jié)省了成本，還讓電網變得更加堅固，能夠更好地應對各種問題。

（2） 突破了適應多故障場景的重要負荷災中極限生存技術。

咱們的項目團隊可是用上了超級酷炫的配電網自組態(tài)孤島技術，輕松搞定了那些讓人頭疼的隨機故障問題。他們搗鼓出了超級給力的協(xié)調控制小裝置和優(yōu)化軟件，讓咱們在各種故障情況下都能穩(wěn)穩(wěn)地給重要負荷供電，就像給電飯煲插上電源一樣，說來就來！

（3） 創(chuàng)新了源網荷儲協(xié)同的配電網災后快速應急恢復技術。

嘿，你知道嗎？咱們項目團隊簡直是腦洞大開，搞出了超級炫酷的應急恢復方案和在線決策小妙招！他們不僅給傳統(tǒng)的配電網局部黑啟動技術來了個“大變身”，還解決了災后電一斷就亂套的難題。更牛的是，他們還搗鼓出了故障恢復決策軟件和超級控制裝置，這樣一來，災后停電時間嗖嗖地就縮短了！

說到成果，那可真是一籮筐：15項發(fā)明專利在手，5個軟件版權也不落下，還有26篇論文滿天飛，其中SCI級別的就有15篇，還有3篇是ESI里的明星論文，牛得不行！咱們還整了本專著，連IEC國際標準都立項了，簡直要上天！

最牛的是，中國電力企業(yè)聯(lián)合會的大佬們都說咱們這成果，國際上都找不出幾個能比的！現(xiàn)在，這些寶貝已經在上海進博會、上海全城電網、福建、四川還有北美那邊大顯身手了。遇到極端天氣或者高溫保電，它們就是救星，讓電網變得超有韌性，給城市供電加了好多層“保險”！

4 結 語

看看咱們國家這新型電力系統(tǒng)的建設速度，簡直就像坐上了火箭一樣，嗖嗖的！在追求“雙碳”目標和能源轉型的大潮中，電力界的超級英雄們正忙著解決一個又一個技術難題，努力讓我們的電網變得更加堅強、可靠，安全得就像銀行的保險庫一樣。他們的成績，真是讓人豎起大拇指！

我們這里可是超級期待呢，希望有更多這樣的英雄，帶著他們的聰明才智，加入到這場電力革命中來。一起加油，一起攻克難關，讓我們一起把科技的山峰攀登得更高，為實現(xiàn)“雙碳”目標，為我們的地球母親貢獻出一份力量！

（科學性審查人員：艾芊 上海交通大學 教授）