什么是韧性电网？

编者按：为更快更好地展示动力与电气工程领域最新的研究成果、观点及想法，促进学科发展，《中国电机工程学报》开设“快报与评论”栏目，征集快报、评论类文章。快报类文章要求在理论和方法上具有突出创新性或颠覆性，创新内容具体，对动力与电气工程学科的研究具有较广泛影响和深远意义。评论类文章为针对某一科学技术问题发表具有鲜明观点性的文章，要求作者在该领域有深厚的研究基础，在行业内具有一定权威性，发表的观点取得一定的科学共识。分为两种类型：1）学术类评论，针对某个特定细分领域的具体问题进行学术探讨，注重对原理与机理的探讨，受众为专业读者；2）观点类评论，针对热点与焦点问题以通俗易懂的语言进行概念阐述与辨析，更注重对科学技术的形象的解释与科普，受众面同时包含专业与非专业/跨专业读者。欢迎广大专家学者踊跃投稿！

阮前途，谢伟，许寅，华斌，宋平，和敬涵，张琪祁

导语：近年来，电网日益复杂，且内外部安全威胁增多，电网安全形势严峻，建设韧性电网势在必行。本文立足于我国电网发展需求和挑战，结合国内外相关领域研究现状，提出了“韧性电网”定义并阐述其关键特征，最后探讨了韧性电网领域的研究需求。

近年来，电力系统呈现高比例可再生能源和电力电子装备接入、负荷多元化、信息-物理高度融合等特点，且来自内外部的安全威胁增多，电网安全形势严峻。新形势下，建设攻不破、打不烂、摧不垮、毁不掉的韧性电网势在必行。

“韧性”一词表示物体受外力作用时产生变形但不折断的性质，也用于比喻顽强持久的精神，在诸多学科领域均有应用。本文结合我国电力系统的特点和需求，提出“韧性电网”的定义：

韧性电网是指能够全面、快速、准确感知电网运行态势，协同电网内外部资源，对各类扰动做出主动预判与积极预备，主动防御，快速恢复重要电力负荷，并能自我学习和持续提升的电网。

上述定义给出了韧性电网应具备的六个关键特征，即感知力、协同力、应变力、防御力、恢复力和学习力。

韧性电网的概念包括狭义和广义两个层面。狭义韧性电网与弹性电网或power grid resilience具有共同特征，主要关注电网的应变力、防御力和恢复力，这三个特征也是韧性电网的核心特征。广义韧性电网则在此基础上增加了感知力、协同力和学习力。广义韧性电网概念一方面考虑了全球气候变化、国际形势变化和电网复杂化给电网安全运行带来的新挑战，另一方面体现了高精度传感、5G通信、物联网、人工智能等新技术给电网发展带来的新机遇，是新形势下对弹性电网和power grid resilience概念的拓展延伸。

韧性电网的六个关键特征及其相互关系如下图所示。

1.感知力：全面、快速、准确感知电网运行状态，预测电网未来运行态势并针对潜在风险作出预警的能力。

2.应变力：电网在事故前主动预判事件影响，制定预案，并采取预备措施以应对突发扰动的能力。

3.防御力：在扰动事件动态发展过程中，电网采取主动防御措施以降低事件影响的能力。

4.恢复力：电网正常功能遭到破坏后，及时启动应急恢复和修复机制，保障重要负荷持续供电，并快速恢复电网功能至正常状态的能力。

5.协同力：电网协同内外部资源共同应对扰动的能力，包括输配协同、源网荷储协同、电网与其他关键基础设施协同、能源大脑与城市运营大脑协同等。

6.学习力：电网从历史事件或其他电网经历的严重停电事故中获取经验，并不断融合新兴技术实现自我提升的能力。

韧性电网与能源互联网是两个相容的概念。一方面，韧性是能源互联网的核心安全属性。一个具有全面感知、灵活应变、强大恢复能力的韧性电网是能源互联网安全特征在物理层面的体现，表征了能源互联网应对多类型扰动和灾害的能力。另一方面，能源互联网为电网韧性提升创造了更大的空间。能源互联网中多种能源和信息网络高度融合，以及人工智能、大数据等先进技术的应用，可有效促进韧性电网应变力、防御力、恢复力、感知力、协同力和学习力的全面提升。

韧性电网是一个新兴的前沿领域，国内外相关研究均处于起步阶段，其研究需求亦处于不断变化中。欢迎广大专家学者共同参与韧性电网的研究和建设，力争形成具有中国特色国际领先的韧性电网核心技术及标准体系，并对外输出，引领全球韧性电网发展。

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