2020年我国能源消费产生的二氧化碳排放中,电力行业占能源行业二氧化碳排放总量的42.5%左右,电力行业的碳达峰、碳中和进度将直接影响整个碳达峰、碳中和目标实现的进程。因此,大规模接入新能源、限制化石能源总量,构建以新能源为主体的新型电力系统,是实现清洁低碳安全高效能源体系的必要手段。
新型电力系统中,电源、电网、储能、负荷(源网储荷)各个环节相互耦合,使得电力系统的分析必须由过去孤立分析方式,向各个环节的协同分析转变。因此,构建数字电网,形成以数据为核心的生产要素,推进电能、风能、太阳能等多种能量流和由数据构成的信息流的深度融合,打通源网储荷各个环节,实现多能源网的协同互动,是电力系统对国家实现碳达峰、碳中和目标提供主动支撑的有效途径。
深入发展电网数字化将有力地推进新型电力系统的建设:一方面,数字电网将使得数据采集终端在数量上越来越多、在类型上越来越广,使得数据在数量和类型上大大增加。同时,各种跨域、跨业务数据系统之间的壁垒逐渐被打破,不同数据系统之间的数据共享为跨域、跨业务数据分析提供了广泛的数据基础;
另一方面,数字电网的建设将催生更加有效的数据处理技术。边缘计算、云计算、人工智能等新一代数字技术的发展,将为新型电力系统中的不同场景、不同领域、不同业务提供更加有力的技术支撑。在此背景下,如何有效获取大量数据,并对其进行关联和综合分析,实现对新型电力系统中各个环节各类场景的准确、统一和全面感知(即数据融合),是电网可观、可测、可控的重要手段。新型电力系统中的数据融合主要包括三个关键步骤:第一,数据采集层面,通过广泛部署小微传感、芯片化智能终端和智能网关,采集大量数据,为电网的全面感知提供有效的数据基础;
第二,数据处理方面,通过充分发挥运用数据融合技术,充分挖掘数据间的关联性,实现数据间的补充和增强,增强新型电力系统中万物互联和全面感知的能力;
第三,数据应用方面,通过跨领域、跨业务数据系统之间的数据共享,加速实现电网状态、设备状态、交易状态、管理状态的全面透明。新型电力系统中,数据融合有利于对目标进行精确感知,从而实现电网的全面可观:数据融合从多种维度对同一目标进行感知,使得被感知目标全面可观;精确可测:单一数据表征的信息有限,一定程度限制了目标感知的精确性,数据融合通过数据之间的补充和增强,实现被感知目标的精确可测;高度可控:对被感知目标的全面可观和精确可测,使得目标越发“透明”,有利于实现其高度可控。