構建新型電力系統是貫徹落實國家能源安全新戰略的重大(dà)需要,是實現我(wǒ)(wǒ)國能源結構轉型發展的關鍵助力,是實現“雙碳”目标的必由之路。而新型電力系統在不同建設階段将呈現出豐富的特征,在推動能源轉型發展的同時也将給電力系統的仿真決策帶來許多新挑戰。
結合國家“雙碳”戰略目标的部署,以2030年及2060年爲關鍵時間節點,新型電力系統建設可被劃分(fēn)爲發展期及成型期兩個階段。在由發展到成型的過程中(zhōng),新型電力系統逐步實現化石能源爲支撐到新能源全覆蓋的轉化,其建設貫穿“電力生(shēng)産-電力供給-電力消費(fèi)-電力市場”的全過程,呈現出大(dà)規模、多主體(tǐ)、快時變、高随機、非線性的特征,給新型電力系統仿真決策帶來了如下(xià)挑戰:
一(yī)是新型電力系統調控對象大(dà)規模持續變化,非線性特征突出,運行不确定性加劇;
二是市場主體(tǐ)出現随機行爲及複雜(zá)博弈關系;
三是系統時空耦合關系複雜(zá),推演及決策的尺度多、跨度大(dà);
四是仿真任務繁雜(zá),計算壓力大(dà),系統實時認知(zhī)決策困難。
而傳統電力系統仿真決策軟件多集中(zhōng)于解決一(yī)定規模、尺度、範圍及任務下(xià)的确定性問題,依賴于固定且嚴格的數學機理模型,通過集中(zhōng)式平台進行統一(yī)計算求解。這将難以完全适應新型電力系統帶來的新挑戰:
在仿真的真實性方面,挑戰一(yī)、二、三表示電力系統運行特性向随機化和複雜(zá)化轉變,傳統仿真決策系統面向單一(yī)業務的數學機理模型在未來可能出現計算失準的現象。
在決策的有效性方面,挑戰一(yī)、三、四表示電力系統仿真決策從規模、尺度、跨度到任務都将會快速增長,傳統仿真決策系統集中(zhōng)式平台從計算到安全都面臨着巨大(dà)壓力,逐步難以滿足未來電力系統實時可觀、可知(zhī)、可控的決策需求。
因此,作爲新一(yī)代仿真決策系統,數字孿生(shēng)需要構築新型電力系統模型生(shēng)成演進的新格局,以對龐大(dà)、開(kāi)放(fàng)、随機且随社會發展動态變化的新型電力系統進行準确刻畫及實時映射,保證其準确性;同時,數字孿生(shēng)應完善新型電力系統認知(zhī)決策關鍵技術體(tǐ)系,以适應新型電力系統不斷發展的業務需求,保證其有效性,最終助力新型電力系統認知(zhī)決策新發展。
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