盛夏时节，在广州科学城南方电网科学研究院国家能源大电网技术研发（实验）中心，电力科研工作迎来智能新变革——该院自主研发的驭理电力科学智能方舟（以下简称“电力AI研究员”）正式“上岗”，成为科研人员的专属“超级助手”。其可独立完成全流程科研工作，整合各类数据、工具与硬件资源，自主攻关电力领域难题。
电力AI研究员的落地应用，是当下我国电网向着数智化转型升级、以AI赋能科研创新的鲜活缩影。放眼全球能源发展大势，能源低碳转型步伐持续提速，我国新型电力系统建设迈入攻坚关键期——新能源高比例并网、源网荷储（即电源、电网、负荷、储能）深度互动，重塑传统电力生产输送与调度运行整体格局。同时，国内电网建设早已告别单纯扩张物理输电网架的粗放模式，转而将数智化、一体化作为发展主线，着力打造主干电网、配电网、智能微电网三层协同联动的现代化新型电网平台，推动传统电网迭代升级为综合型现代化超级电网，全力护航新型能源体系高质量发展。
传统电网
难以适配供需新格局
随着国内新能源产业跨越式成长，电力供需格局迎来重塑。国家能源局数据显示，今年上半年，全国可再生能源发电量近2万亿千瓦时，同比增加约9%，占全部发电量的41.2%，可满足全社会近四成的用电需求。其中，风光发电量合计1.25万亿千瓦时，同比增长9.3%，占全社会用电量的24.6%。也就是说，全国用的每四度电中，就有一度电是风光所发。
当前，我国已进入大规模高比例新能源并网发展新时期，新型电力系统建设提速。然而，高用电需求、高新能源渗透率、更大规模电力输送也给我国电力系统结构与运行带来了深刻变化，传统电网承压，诸多发展痛点集中显现。
“传统电网以‘单向输电、被动适应’为主，如今能源结构发生改变，需要构建能够灵活消纳高比例新能源的新型电网架构。”中国电力企业联合会规划发展部主任张琳在接受《证券日报》记者采访时表示。
据悉，传统电网主要依靠新增线路、扩容变电站来应对用电负荷增长，是典型的被动扩容模式，存在架构固化、功能单一、互动能力不足等短板，仅以保障社会基础用电为核心目标。
针对行业转型过程中暴露出的各类难点堵点，国家发展改革委、国家能源局近日发布的《新型电力系统建设“十五五”规划》明确提出，“加快形成绿色低碳的电力供给格局”“着力构建主配微协同的新型电网”“促进用电侧协同发展”“增强电力系统调节能力”。
“‘十五五’期间，我国电力需求仍将保持刚性增长，年均新增用电量预计达到6000亿千瓦时，相当于一个中等经济体量国家的用电水平，到2030年全社会用电量预计达到13.5万亿千瓦时。目前，我国已经基本形成煤、气、核和可再生能源多元发展的清洁电力供应体系。”中国电力企业联合会常务副理事长杨昆向《证券日报》记者表示。
新型电网高度契合新型能源体系建设整体要求，坐拥业态创新、电能高速传输、全天候可靠保供三大核心优势，其重要使命是承接海量新能源并网接入、支撑全国统一电力市场平稳运转、满足全社会多元化高品质用电需求，推动电力服务从“有电可用”的基础阶段迈向“优质好用”的高质量阶段。
“建设新型电网能够进一步提升能源资源大范围优化配置能力，增强电网抗风险能力和极端场景保供能力。”电力行业规划研究与监测预警中心综合战略规划研究所所长王雪松认为。
“主配微”三网联动
破除层级壁垒
地处山区的广州从化桃莲村，曾经供电薄弱，如今，依托中国南方电网有限责任公司（以下简称“南方电网”）首个水光储一体化智能微电网集群，其已形成“主网托底、配网统筹、微网自治”的供电格局。《证券日报》记者站在村头高处俯瞰，只见13个子微网错落分布，光伏板沿着山坡铺展，小水电与储能设备协同运行。据介绍，巡检人员可通过智能终端实时监控全网状态。
“当初决定在桃莲村开咖啡馆，最担心的就是农村基础设施能不能跟得上。精品咖啡对设备稳定性要求很高，电压不稳会直接影响咖啡品质。”桃莲村鸭头咖啡馆主理人黄先生向记者坦言，“现在即便是在节假日客流高峰，我们的设备也能保持最佳状态。这种用电体验和在城市里没有任何差别。”
自2026年1月份投运以来，桃莲村智能微电网集群构建起三层联动体系：主干电网提供电压支撑与备用容量，配电网层面统一协调功率交换与故障转供，智能微电网实现水光储多源互补、并离网无缝切换。以往山区常见的电压不稳、停电频发等难题得到根本性解决，片区年均停电时间接近零，光伏消纳率提升至98%，有效支撑了文旅等产业升级。桃莲村的实践成为“主配微”三网协同赋能乡村振兴的典型案例。
据了解，传统电网一直存在主干电网、配电网、智能微电网各自独立运行、功能割裂、联动不足等突出问题。层级壁垒导致资源无法统筹调配、区域供电不均衡、分布式新能源消纳难、偏远区域供电质量差等一系列问题，成为制约电网高质量发展的结构性短板。
针对层级割裂的固有弊端，新型电网打通主干电网、配电网、智能微电网三个层级联动通道，构建分工有序、上下协同的一体化网架体系。
建设新型电网，首先要筑牢主干电网“大骨架”。“十五五”时期，我国将新增投产多条特高压直流输电通道，电力互济能力也将有所提升。这些工程将把西部“沙戈荒”大型风光基地、西南水风光一体化基地等产出的绿电，送往东中部负荷中心，确保供用电稳定。
同时，过去的配电网相当于“单行道”，从电厂发电到高压线路送电，电流只有一个方向。而新型配电网要实现“双向互动”，例如，电动汽车不仅从电网充电，还能在用电高峰期向电网送电。
在智能微电网层面，根据国家发展改革委、国家能源局印发的《新型能源体系建设“十五五”规划》，加快建设智能电网，建设智能化调度体系，提高新能源消纳水平。因地制宜发展智能微电网和绿电直连。加快推进虚拟电厂规模化发展，2030年虚拟电厂调节能力达到5000万千瓦以上。
这套分工清晰、环环相扣的三层架构，为后续国家层面加大电网投资、全产业链协同落地奠定了坚实的框架基础。
中国电力企业联合会方面认为，电网工程具有投资规模大、产业链条长、辐射带动力强等特点，对稳增长具有积极拉动作用，也为经济社会高质量发展提供了重要支撑。
“主配微”三网联动架构的落地，需要电力全产业链市场主体优势互补，打造全域共建共享的产业生态。其中，各细分赛道上市公司凭借技术与资源优势，成为架构落地的核心支撑力量。
Wind数据显示，A股布局电网相关业务的上市公司合计174家。“从产业布局看，主干电网是传统优势领域，A股上市公司中已形成完整的产业链条，覆盖输变电设备、电缆及导线、调度自动化系统等核心环节；配电网市场参与者较多，主要集中在配电自动化、配电设备等核心环节；智能微电网作为新兴赛道，竞争格局相对分散，技术集成度高，涉及光储充一体化、微网控制等前沿技术，是未来电网智能化建设的关键方向之一。”万联证券高端装备行业分析师冯永棋对《证券日报》记者表示。
多元技术
护航新型电力系统
事实上，在主干电网、配电网、智能微电网三级联动体系推进，产业建设持续提速的背后，仍有诸多现实瓶颈制约着新型电网向安全、智能、高效方向迭代升级。当前，风电、光伏实现规模化集中并网，充电桩、分布式储能等海量新型负荷不断接入系统，电网正式迈入新能源高渗透率、电力电子设备高占比的“双高”发展新阶段。以往依托火电等传统同步电源构建的电网安全防护体系，已难以适配新能源出力波动性强、用电负荷结构复杂多变的新型运行工况。
业内认为，针对当前发展痛点，破解新型电网运行瓶颈、推动电网能级系统性跃升，在于以全域联动为抓手，打通源网荷储各环节壁垒，整合技术、管理、平台、资源等，全方位赋能电网安全、高效、智能运行。
“传统调控手段已难以保障电网实时功率平衡，AI智能优化与动态调节能力恰好适配行业发展需求。”南方电网战略级高级专业技术专家梁凌宇表示。
在此大背景下，现阶段前述电力AI研究员已经在新型电力系统运行机理研究、新型环氧电工材料研发及设备老化机理研究等场景中成功应用。另外，在南方电网，一套自主打造的电力人工智能大模型正成为新型电力系统的“智慧中枢”，把调度员从繁忙中解放出来，从容应对每一次波动。
与此同时，电网安全监测技术也取得新突破。今年4月份，由南方电网科学研究院主导研发的我国首个主动式电网惯量实时监测系统在云南成功应用。
如果把电网想象成一辆汽车，惯量就取决于车身自重，车子重，在路面颠簸情况下车身晃动幅度就小；以此类比，电网惯量强，在遇上新能源大幅波动、发电机组故障跳闸等情况时，电网频率就不会剧烈“晃动”。这套监测系统如同为电网频率做全方位CT（计算机断层扫描）体检，可实时、精准监测全网惯量。
“电网惯量决定着系统频率抗干扰能力，惯量越强，电网运行越平稳。这也是评判新能源承载能力、制定电网安稳策略的核心指标。电网惯量实时监测系统助力电网‘可观、可测、可调、可控’，既能精准预判频率安全风险，也为惯量辅助服务市场搭建了技术底座。”南方电网科学研究院电力电子所副所长黄伟煌向《证券日报》记者表示。
此外，今年5月底，厦门实证储能科技研究院正式启用。这一平台具备全球最完整的储能系统全场景一站式检测实证条件，内设全球首个站域级储能并网运行检测实证实验室。该研究院院长陈小波向《证券日报》记者介绍：“‘实证型储能’模式以全尺寸、整站为检验单元，在最接近真实场景、真实电网、真实运行工况的条件下给予系统性验证。这不是在做测试项目的简单加法，我们主动还原电网最严酷的极端工况，把储能电站作为一个有机整体来检验，让储能成为电网可信的基础设施。”
“电网的安全，从来不是靠推演，而是靠真实场景下的数据与经验积累。凡是经不起真实场景检验的技术，终究无法托付于电网。”国网湖南省电力有限公司电网防灾减灾全国重点实验室主任陆佳政认为。
一系列前沿技术落地、实证平台搭建，为新型电网打通技术堵点、筑牢安全底盘，也为后续全域联动体系全面铺开扫清了障碍。
未来，随着全域联动体系持续完善、落地见效，新型电网将更加有效突破传统运行管控局限，实现安全防控能力、资源配置能力、智能调控能力的全方位跃升。一方面可充分承接大规模新能源消纳需求，持续助力能源绿色低碳转型；另一方面可全面筑牢电网安全稳定运行底线，为新型能源体系建设、经济社会高质量发展提供坚实可靠的电力支撑，彰显电网建设的核心价值与战略意义。
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