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悦数图数据库 2025-01-09

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新型电力系统的特征和技术需求

随着新能源的快速发展，构建新型电力系统成为实现能源转型和碳中和目标的关键。这要求着新型电力系统需要具备清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同和灵活智能五大特征。通过分时分区电碳因子计算，确保绿色低碳的清洁属性；增强系统稳定性和供电能力，保障多时间尺度电力平衡；调动需求侧资源，促进多级源网荷储碳协同；采用智能调度技术，提高系统的灵活性和智能化水平。新型电力系统致力于清洁能源的最大化应用，并全面提升电力系统的安全性、经济性和智能化程度，为可持续发展奠定基础。在此背景下，图数据库技术以其强大的数据关联分析能力，为解决这些问题提供了新的思路和技术支持。

能源建设快速发展带来的挑战

清洁能源的最大化应用

新能源发电的快速增长带来了电网接入能力的巨大考验。据《2024 电力供需分析报告》统计，到 2024 年底全国发电装机容量将达到 33.2 亿千瓦，其中新能源装机占比超过 40%。然而，新能源富集区面临弃风弃光的严重问题。此外，根据中国电力企业联合会的数据，2022 年全国弃风弃光电量约为 150 亿千瓦时，主要集中在西北和东北地区。此外，在某些时段，即使新能源发电量大，但当地电力需求较低，导致无法消纳这些电能。2023 年某些省份的新能源发电利用率仅为 80% 左右，意味着有 20% 的电能被浪费。

保证大电网的安全稳定运行

直流输电和新能源发电引入了大量电力电子设备，电网的电力电子化特征愈发凸显，稳定形态也更加复杂。例如，某些地区在 2023 年经历了多次由新能源发电波动引起的电网频率波动事件，影响了电网的稳定性。此外，随着电网规模的扩大和跨区域输电线路的增加，电网的调度和控制变得更加复杂，尤其是在高峰负荷时段和突发事件中，如何快速响应和恢复电力供应成为一大挑战。

实现市场化运作下的公正公平

随着电力市场化的推进和监管的强化，电网调度运行的标准化和规范化运作变得尤为重要。交易模式的复杂化要求电网适应更多的市场参与者和更复杂的交易模式。市场监管的强化要求电网调度机构在保证电力供应的同时，还要维护市场的公平竞争，防止市场操纵和不公平交易行为。例如，在 2022 年的某些电力市场中，曾发生过市场主体通过操控报价影响市场价格的事件，导致市场秩序紊乱。

解决方案：

基于一张图构建整套电网模型

全局建模与高效计算

通过构建源网荷储电力系统的全息图模型，利用图数据库的强大计算力，实现了对大规模数据和复杂关系的有效管理和处理。这种全息图模型不仅能够全面展示电网的物理和逻辑结构，还支持多维度的分析和优化，为电网的高效运行和智能管理提供了强有力的支持。

实时并行计算的优势

“存算一体”的计算模式使得电网行业的实时分析更为高效。通过构建电力专用函数库，并对电力系统状态估计、在线潮流和预想故障分析等核心计算功能进行模块解析，图数据库可以高效地执行多种电力专用计算任务。这不仅提升了电网分析应用软件的开发速度，还显著提高了计算性能，满足现代大电网对超实时态势感知的需求。

预想故障分析

基于图分析技术和并行计算能力，为预想故障分析提供了全方位解决方案。图数据库通过其灵活的结构和强大的分析能力，为预想故障分析提供了全新的解决方案。它不仅能够快速、准确地辨识系统运行中的潜在风险，还能显著提升分析软件的整体性能，满足现代大电网对超实时态势感知的需求。

成功案例：某电力调度中心的成功实践

某电力调度中心采用了悦数图数据库，成功地构造了一个融合调度、配网、暂态和市场等多类业务的统一时空立体图模型。这一模型使得设备间的关联关系从全量秒级计算转变为增量毫秒级读取，极大地提升了调度控制效率和准确性。该模型不仅揭示了新型电力系统的特征，还为电力调度提供了更全面和准确的数据支持，使得调度决策更加科学和高效。

在经济效益方面，悦数图数据库实现了自动化系统的高效分析计算，节约了超过 600 万元的服务器投入成本。同时，实现了轻量化运维，节约了系统运维人力资源成本超过 700 万元。更重要的是，激发了市场主体的活力，间接产生了发电侧现货市场结算电费收益超过百亿元。

在社会效益方面，悦数图数据库的应用显著提高了电力行业图模构建效率与交互规范性，增强了系统风险预判能力，降低了停电风险。现货市场优化计算效率的提升，支持了现货市场出清超过5万次，为电力市场的稳定运行提供了强有力的技术支持。通过这些应用，该电力调度控制中心不仅提高了风险预判能力，降低了停电风险，还能自动识别风险预警断面超过 5000 次，从而更好地保障了电力系统的平稳运行。