近年來，臺風直擊、持續大雨等極端天氣也頻繁出現，但上海的能源保障不容有失。國網上海市電力公司針對都市型電網的特點和高可靠性需求，特別是大受端、高密集、高復雜性，從源、網、荷多環節入手，依托科技手段多維施策，確保能源供應的安全穩定。

應用超導電纜技術

在寸土寸金之地提高傳輸效率

到今年9月22日，上海35千伏公里級超導輸電示范工程已安全運行1000天。在累計2.4萬小時的運行時間里，這條電纜為徐家匯商圈、上海體育館等核心區域的4.9萬戶用戶穩定輸送電量近4.9億千瓦時，展現了超導技術在城市電網應用中的巨大潛力。

和地面空間類似，上海的地下空間同樣寸土寸金。超導電纜的額定電流高達2200安培，傳輸能力相當于常規電纜的4～6倍，可有效節約地下空間資源。這樣的優勢對上海而言頗為寶貴。此外，在液氮的超低溫環境下，超導材料以接近零電阻的特性高效傳輸電能，減少電力損耗，提高能源利用效率，為城市電網高負荷背景下的經濟運行再拓一條新路。

在超導電纜工程的建設過程中，國網上海電力首次采用了超導電纜全程排管冷縮補償方法，解決了200攝氏度的溫差下內外差異化冷縮導致的接頭間電纜伸縮補償難題，打破了超導電纜工程的長度限制。國網上海電力還自主研發了敷設監控系統及專用工器具，破解了狹小空間內敷設的難題，實現公里級超導電纜大轉角、高落差、全路徑排管的無損敷設。

工程投運后，國網上海電力利用數字孿生技術，建設了基于實時監控系統的全方位運維管理平臺。這一平臺不僅可以模擬超導電纜的實際運行情況，實時分析數據，并能夠對故障風險提前預警。

為了加強管理平臺的感知能力，國網上海電力在1.2千米的超導電纜沿線安裝了智能井蓋、智能地釘、可視化聯動裝置等多種智能設備，這些設備能夠實時傳輸電纜的運行狀態數據。通過數據監測，運維人員可以及時掌握電纜的溫度、壓力、流量等參數。在發生異常時，監測系統能夠實時反饋，幫助運維人員迅速定位故障類型，實施精準修復，確保電力供應的連續性和穩定性。

在確保工程成功投運、超導電纜安全穩定運行的基礎上，國網上海電力還將科技創新的目光投向更廣闊的領域，助力推動整個超導產業鏈的發展。聯合研究團隊成立了長三角超導產業鏈聯盟，形成了一套以市場為導向，政府支持、企業實施的產業鏈布局創新機制，實現了從材料生產、低溫制冷、設備制造到電網應用的完整產業鏈聚合，為后續以超導技術為核心的超導電抗器、超導儲能、超級開關站乃至5千米超導輸電示范工程建設提供了堅強的技術及產業支撐。

在超導產業鏈的建設過程中，國網上海電力還積極推動相關行業標準的制定，為超導技術的推廣和應用提供了規范依據。其牽頭制定的超導電纜領域的首個能源行業標準和首個國網企業標準，填補了該領域的空白。

應用可控換相換流閥

提升電網運行可靠性

上海電網的規模龐大、結構復雜、元素眾多，需要不斷引入新設備和新技術來提升電網運行的可靠性。

2023年6月18日，上?！?00千伏南橋換流站設備改造工程竣工投產，工程采用了全球首創并具有完全自主知識產權的可控換相換流閥（CLCC）技術。

南橋站建成于1989年，是我國首座±500千伏直流換流站，也是上海電網最主要的外電入滬“落腳點”之一。隨著運行時間的增長，南橋站部分設備老化嚴重，運行不穩定。2022年9月，國網上海電力啟動了南橋站設備改造工程。其中的一場“重頭戲”，就是將運行了30多年的換流閥更換為可控換相換流閥，相當于為南橋站進行了一次“換心手術”。

實際上，隨著西部新能源大規模東送以及本地新能源比例不斷提高，我國華東、華南地區已形成交直流互聯的大受端電網系統，面臨著多回直流連續換相失敗及閉鎖的風險，電網系統風險加大。因此，解決多饋入直流系統連續閉鎖問題，消除換相失敗威脅就顯得尤為緊迫。

可控換相換流閥就是破解多回直流連續換相失敗及閉鎖風險的有效手段。相比于同一電壓等級、同等輸送容量的柔直方案，可控換相換流閥方案的成本不到二分之一，且占地面積更小，這對上海這類土地資源稀缺的超大城市來說是一個“更優解”。自2023年6月投運以來，南橋站的這套可控換相換流閥已成功抵御6次換相失敗，證明了新設備的可靠性。

可控換相換流閥在針對性運維方面存在經驗空白。一年多來，國網上海電力運維人員提出了高保真建模與多場快速仿真方法，通過建立閥組、閥控設備等關鍵器件的真型計算模型，探索多維狀態感知與評估技術，對可控換相換流閥開展三維全尺寸電、磁、熱多物理場應用評價；同時，建立了配套的可靠性評價方法，優化了運行策略，并開發了可控換相換流閥數字化運維應用系統。

自2023年起，作為南橋站運維單位，國網上海超高壓公司牽頭了包括國家電網有限公司總部項目、國網上海電力科技項目等在內的12項科技項目，在標準規范、施工改造、運維仿真、狀態評價、運維檢修數字化、控保技術智能化等方面形成項目和成果布局，深度挖掘持續創新，促進可控換相換流閥改造相關成果轉化及應用示范。

國網上海電力將以特有的老站改造工程成功經驗為藍本，形成“可研—標準—工程—專利”的一體化推進模式，打造了“大工程、大項目、群成果、群應用”體系，打破關鍵技術壁壘，實現國產替代，建立自主可控的國產平臺，建立一套集科技創新、先行先試、成果轉化為一體的科技創新生態系統。展望未來，相關領域的國產化替代、電網穩定性提升、清潔能源發展等多項指標都將進一步得到提升，并形成示范效應。

打造虛擬電廠

提升負荷調控能力

上海是國內目前區域負荷密度最高、負荷峰谷差最大的城市之一，但尖峰負荷年持續時間不長，僅十幾到幾十個小時，若依靠傳統方式新建大量本地電源作為補充，在經濟層面和物理層面均非最優。此外，上海的工商業負荷密度高，電動汽車等新型負荷規模大，局部熱點問題逐漸凸顯，若不能通過有效手段強化負荷控制能力，不僅會使配電網面臨巨大的運行壓力和改造問題，還會影響到用戶用能體驗，更無法滿足節能降碳需求。

為了破解上述矛盾，國網上海電力從2014年起就啟動了虛擬電廠建設的相關工作，通過建設靈活、可調的電力資源庫，充分加強電力電量平衡能力，提升電力平穩供應水平，并同步推動用能側節能降碳。截至今年9月底，國網上海電力已培育虛擬電廠24家，完成資源接入1678戶，申報可調節容量97萬千瓦。

上海自貿區臨港新片區是虛擬電廠資源聚合拓展與示范應用的典型地區。2023年11月，國網上海電力聯合臨港新片區管委會出臺《臨港新片區虛擬電廠精準響應實施方案（試行）》及《臨港新片區虛擬電廠精準響應管理辦法（試行）》，在借鑒國內外先進虛擬電廠業務模式的基礎上，結合臨港資源稟賦及發展需求進行了模式創新，明確了虛擬電廠的管理體系及業務流程，在全國首創以電量容量雙補貼為主、精準響應激勵為輔的運營模式。

2024年1月，臨港虛擬電廠管理中心揭牌成立，主要負責臨港新片區虛擬電廠的運營管理、平臺建設以及資源拓展等，并推動建立一個涵蓋“政府—虛擬電廠管理中心—虛擬電廠運營商”的分層管理體系。

根據上海市發展改革委印發的《上海市虛擬電廠高質量發展工作方案》，到2025年，上海全市虛擬電廠調節能力將達到100萬千瓦，虛擬電廠商業模式、市場機制、產業生態基本形成。國網上海電力力爭到“十五五”期間具備年度最大負荷5%左右的穩定調節能力，使之成為電力保供和峰谷調節的重要支撐，形成可持續、常規化的商業運營模式和國際領先的技術產業生態。