構建新型電力系統(tǒng)是貫徹落實國家能源安全新戰(zhàn)略的重大需要,是實現(xiàn)我國能源結構轉型發(fā)展的關鍵助力,是實現(xiàn)“雙碳”目標的必由之路。而新型電力系統(tǒng)在不同建設階段將呈現(xiàn)出豐富的特征,在推動能源轉型發(fā)展的同時也將給電力系統(tǒng)的仿真決策帶來許多新挑戰(zhàn)。
結合國家“雙碳”戰(zhàn)略目標的部署,以2030年及2060年為關鍵時間節(jié)點,新型電力系統(tǒng)建設可被劃分為發(fā)展期及成型期兩個階段。在由發(fā)展到成型的過程中,新型電力系統(tǒng)逐步實現(xiàn)化石能源為支撐到新能源全覆蓋的轉化,其建設貫穿“電力生產(chǎn)-電力供給-電力消費-電力市場”的全過程,呈現(xiàn)出大規(guī)模、多主體、快時變、高隨機、非線性的特征,給新型電力系統(tǒng)仿真決策帶來了如下挑戰(zhàn):
一是新型電力系統(tǒng)調控對象大規(guī)模持續(xù)變化,非線性特征突出,運行不確定性加劇;
二是市場主體出現(xiàn)隨機行為及復雜博弈關系;
三是系統(tǒng)時空耦合關系復雜,推演及決策的尺度多、跨度大;
四是仿真任務繁雜,計算壓力大,系統(tǒng)實時認知決策困難。
而傳統(tǒng)電力系統(tǒng)仿真決策軟件多集中于解決一定規(guī)模、尺度、范圍及任務下的確定性問題,依賴于固定且嚴格的數(shù)學機理模型,通過集中式平臺進行統(tǒng)一計算求解。這將難以完全適應新型電力系統(tǒng)帶來的新挑戰(zhàn):
在仿真的真實性方面,挑戰(zhàn)一、二、三表示電力系統(tǒng)運行特性向隨機化和復雜化轉變,傳統(tǒng)仿真決策系統(tǒng)面向單一業(yè)務的數(shù)學機理模型在未來可能出現(xiàn)計算失準的現(xiàn)象。
在決策的有效性方面,挑戰(zhàn)一、三、四表示電力系統(tǒng)仿真決策從規(guī)模、尺度、跨度到任務都將會快速增長,傳統(tǒng)仿真決策系統(tǒng)集中式平臺從計算到安全都面臨著巨大壓力,逐步難以滿足未來電力系統(tǒng)實時可觀、可知、可控的決策需求。
因此,作為新一代仿真決策系統(tǒng),數(shù)字孿生需要構筑新型電力系統(tǒng)模型生成演進的新格局,以對龐大、開放、隨機且隨社會發(fā)展動態(tài)變化的新型電力系統(tǒng)進行準確刻畫及實時映射,保證其準確性;同時,數(shù)字孿生應完善新型電力系統(tǒng)認知決策關鍵技術體系,以適應新型電力系統(tǒng)不斷發(fā)展的業(yè)務需求,保證其有效性,最終助力新型電力系統(tǒng)認知決策新發(fā)展。
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