近年来，台风直击、持续大雨等极端天气也频繁出现，但上海的能源保障不容有失。国网上海市电力公司针对都市型电网的特点和高可靠性需求，特别是大受端、高密集、高复杂性，从源、网、荷多环节入手，依托科技手段多维施策，确保能源供应的安全稳定。
应用超导电缆技术
在寸土寸金之地提高传输效率
到今年9月22日，上海35千伏公里级超导输电示范工程已安全运行1000天。在累计2.4万小时的运行时间里，这条电缆为徐家汇商圈、上海体育馆等核心区域的4.9万户用户稳定输送电量近4.9亿千瓦时，展现了超导技术在城市电网应用中的巨大潜力。
和地面空间类似，上海的地下空间同样寸土寸金。超导电缆的额定电流高达2200安培，传输能力相当于常规电缆的4～6倍，可有效节约地下空间资源。这样的优势对上海而言颇为宝贵。此外，在液氮的超低温环境下，超导材料以接近零电阻的特性高效传输电能，减少电力损耗，提高能源利用效率，为城市电网高负荷背景下的经济运行再拓一条新路。
在超导电缆工程的建设过程中，国网上海电力首次采用了超导电缆全程排管冷缩补偿方法，解决了200摄氏度的温差下内外差异化冷缩导致的接头间电缆伸缩补偿难题，打破了超导电缆工程的长度限制。国网上海电力还自主研发了敷设监控系统及专用工器具，破解了狭小空间内敷设的难题，实现公里级超导电缆大转角、高落差、全路径排管的无损敷设。
工程投运后，国网上海电力利用数字孪生技术，建设了基于实时监控系统的全方位运维管理平台。这一平台不仅可以模拟超导电缆的实际运行情况，实时分析数据，并能够对故障风险提前预警。
为了加强管理平台的感知能力，国网上海电力在1.2千米的超导电缆沿线安装了智能井盖、智能地钉、可视化联动装置等多种智能设备，这些设备能够实时传输电缆的运行状态数据。通过数据监测，运维人员可以及时掌握电缆的温度、压力、流量等参数。在发生异常时，监测系统能够实时反馈，帮助运维人员迅速定位故障类型，实施精准修复，确保电力供应的连续性和稳定性。
在确保工程成功投运、超导电缆安全稳定运行的基础上，国网上海电力还将科技创新的目光投向更广阔的领域，助力推动整个超导产业链的发展。联合研究团队成立了长三角超导产业链联盟，形成了一套以市场为导向，政府支持、企业实施的产业链布局创新机制，实现了从材料生产、低温制冷、设备制造到电网应用的完整产业链聚合，为后续以超导技术为核心的超导电抗器、超导储能、超级开关站乃至5千米超导输电示范工程建设提供了坚强的技术及产业支撑。
在超导产业链的建设过程中，国网上海电力还积极推动相关行业标准的制定，为超导技术的推广和应用提供了规范依据。其牵头制定的超导电缆领域的首个能源行业标准和首个国网企业标准，填补了该领域的空白。
应用可控换相换流阀
提升电网运行可靠性
上海电网的规模庞大、结构复杂、元素众多，需要不断引入新设备和新技术来提升电网运行的可靠性。
2023年6月18日，上海±500千伏南桥换流站设备改造工程竣工投产，工程采用了全球首创并具有完全自主知识产权的可控换相换流阀（CLCC）技术。
南桥站建成于1989年，是我国首座±500千伏直流换流站，也是上海电网最主要的外电入沪“落脚点”之一。随着运行时间的增长，南桥站部分设备老化严重，运行不稳定。2022年9月，国网上海电力启动了南桥站设备改造工程。其中的一场“重头戏”，就是将运行了30多年的换流阀更换为可控换相换流阀，相当于为南桥站进行了一次“换心手术”。
实际上，随着西部新能源大规模东送以及本地新能源比例不断提高，我国华东、华南地区已形成交直流互联的大受端电网系统，面临着多回直流连续换相失败及闭锁的风险，电网系统风险加大。因此，解决多馈入直流系统连续闭锁问题，消除换相失败威胁就显得尤为紧迫。
可控换相换流阀就是破解多回直流连续换相失败及闭锁风险的有效手段。相比于同一电压等级、同等输送容量的柔直方案，可控换相换流阀方案的成本不到二分之一，且占地面积更小，这对上海这类土地资源稀缺的超大城市来说是一个“更优解”。自2023年6月投运以来，南桥站的这套可控换相换流阀已成功抵御6次换相失败，证明了新设备的可靠性。
可控换相换流阀在针对性运维方面存在经验空白。一年多来，国网上海电力运维人员提出了高保真建模与多场快速仿真方法，通过建立阀组、阀控设备等关键器件的真型计算模型，探索多维状态感知与评估技术，对可控换相换流阀开展三维全尺寸电、磁、热多物理场应用评价；同时，建立了配套的可靠性评价方法，优化了运行策略，并开发了可控换相换流阀数字化运维应用系统。
自2023年起，作为南桥站运维单位，国网上海超高压公司牵头了包括国家电网有限公司总部项目、国网上海电力科技项目等在内的12项科技项目，在标准规范、施工改造、运维仿真、状态评价、运维检修数字化、控保技术智能化等方面形成项目和成果布局，深度挖掘持续创新，促进可控换相换流阀改造相关成果转化及应用示范。
国网上海电力将以特有的老站改造工程成功经验为蓝本，形成“可研—标准—工程—专利”的一体化推进模式，打造了“大工程、大项目、群成果、群应用”体系，打破关键技术壁垒，实现国产替代，建立自主可控的国产平台，建立一套集科技创新、先行先试、成果转化为一体的科技创新生态系统。展望未来，相关领域的国产化替代、电网稳定性提升、清洁能源发展等多项指标都将进一步得到提升，并形成示范效应。
打造虚拟电厂
提升负荷调控能力
上海是国内目前区域负荷密度最高、负荷峰谷差最大的城市之一，但尖峰负荷年持续时间不长，仅十几到几十个小时，若依靠传统方式新建大量本地电源作为补充，在经济层面和物理层面均非最优。此外，上海的工商业负荷密度高，电动汽车等新型负荷规模大，局部热点问题逐渐凸显，若不能通过有效手段强化负荷控制能力，不仅会使配电网面临巨大的运行压力和改造问题，还会影响到用户用能体验，更无法满足节能降碳需求。
为了破解上述矛盾，国网上海电力从2014年起就启动了虚拟电厂建设的相关工作，通过建设灵活、可调的电力资源库，充分加强电力电量平衡能力，提升电力平稳供应水平，并同步推动用能侧节能降碳。截至今年9月底，国网上海电力已培育虚拟电厂24家，完成资源接入1678户，申报可调节容量97万千瓦。
上海自贸区临港新片区是虚拟电厂资源聚合拓展与示范应用的典型地区。2023年11月，国网上海电力联合临港新片区管委会出台《临港新片区虚拟电厂精准响应实施方案（试行）》及《临港新片区虚拟电厂精准响应管理办法（试行）》，在借鉴国内外先进虚拟电厂业务模式的基础上，结合临港资源禀赋及发展需求进行了模式创新，明确了虚拟电厂的管理体系及业务流程，在全国首创以电量容量双补贴为主、精准响应激励为辅的运营模式。
2024年1月，临港虚拟电厂管理中心揭牌成立，主要负责临港新片区虚拟电厂的运营管理、平台建设以及资源拓展等，并推动建立一个涵盖“政府—虚拟电厂管理中心—虚拟电厂运营商”的分层管理体系。
根据上海市发展改革委印发的《上海市虚拟电厂高质量发展工作方案》，到2025年，上海全市虚拟电厂调节能力将达到100万千瓦，虚拟电厂商业模式、市场机制、产业生态基本形成。国网上海电力力争到“十五五”期间具备年度最大负荷5%左右的稳定调节能力，使之成为电力保供和峰谷调节的重要支撑，形成可持续、常规化的商业运营模式和国际领先的技术产业生态。
