國(guó)網(wǎng)數(shù)字化工作部副主任范鵬展：新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術(shù)支撐體系思考與實(shí)踐

　　當(dāng)前，能源電力發(fā)展面臨保障安全可靠供應(yīng)、加快清潔低碳轉(zhuǎn)型、助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重大戰(zhàn)略任務(wù)。國(guó)家電網(wǎng)公司深入貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，圍繞建設(shè)“具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”戰(zhàn)略目標(biāo)和“一體四翼”發(fā)展布局，完成新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術(shù)支撐體系設(shè)計(jì)并推進(jìn)落地實(shí)踐，賦能電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

　　新型電力系統(tǒng)是新型能源體系的重要組成部分，具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)等基本特性。

　　隨著“碳達(dá)峰、碳中和”加快推進(jìn)，能源格局的調(diào)整給電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、電網(wǎng)形態(tài)、技術(shù)基礎(chǔ)、運(yùn)行特性帶來(lái)深刻變化。

　　新型電力系統(tǒng)這些新特征、新變化對(duì)電網(wǎng)數(shù)字化同樣也提出了新要求。

　　一是范圍更廣，采集控制對(duì)象規(guī)模更大，大量對(duì)象單點(diǎn)容量低、位置分散，這就需要統(tǒng)籌采集控制裝置的管理、優(yōu)化配置策略、提升采集控制有效性。

　　二是環(huán)節(jié)更多，源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)互動(dòng)，打破傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務(wù)依賴于分環(huán)節(jié)、分條塊數(shù)據(jù)應(yīng)用邊界，這就需要統(tǒng)籌匯聚、應(yīng)用全網(wǎng)采集控制數(shù)據(jù)。

　　三是時(shí)效性更強(qiáng)，全環(huán)節(jié)海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯聚和高效處理，對(duì)數(shù)據(jù)采、傳、存、用提出更高時(shí)效性要求，需要統(tǒng)籌提升感知采集頻率以及計(jì)算算力、網(wǎng)絡(luò)通道和安全防護(hù)，共同提供支撐。

　　四是隨機(jī)性更高，電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均呈現(xiàn)強(qiáng)隨機(jī)性，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出更高要求，需要統(tǒng)籌優(yōu)化拓展控制方式，建立靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)的控制手段。

　　五是服務(wù)更多元，在支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，也要服務(wù)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)落地，需要統(tǒng)籌電、碳數(shù)據(jù)采集和相關(guān)應(yīng)用需求，支持碳監(jiān)測(cè)、碳核查和碳交易等應(yīng)用。

　　面對(duì)新挑戰(zhàn)需要持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新，當(dāng)前數(shù)字技術(shù)的空前變革也為新型電力系統(tǒng)的建設(shè)帶來(lái)了新可能。

　　一是帶來(lái)了廣泛互聯(lián)互通的新可能。利用先進(jìn)的數(shù)字傳感及物聯(lián)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集、全域共享、支撐新型電力系統(tǒng)各類對(duì)象隨需接入。

　　二是帶來(lái)了全局協(xié)同計(jì)算的新可能。利用云計(jì)算、邊緣計(jì)算等數(shù)字技術(shù)，可以支撐海量的新能源設(shè)備及交互式用能設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)、分層分級(jí)控制。

　　三是帶來(lái)了全域在線透明的新可能。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)統(tǒng)籌源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)資源，可以推動(dòng)新型電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)在線、全業(yè)務(wù)透明。

　　四是帶來(lái)了智能友好互動(dòng)的新可能。推動(dòng)人工智能等技術(shù)與電網(wǎng)業(yè)務(wù)的深度融合，可以支持各類設(shè)備的即插即用，滿足電網(wǎng)的多元用能需求。

　　因此，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)必然要求數(shù)字技術(shù)與能源技術(shù)的深度融合和廣泛應(yīng)用，數(shù)字化轉(zhuǎn)型與新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建需要相互作用、相融并進(jìn)，建設(shè)數(shù)字技術(shù)支撐體系是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)支撐。

　　整個(gè)支撐體系的目標(biāo)方面，國(guó)家電網(wǎng)公司是以數(shù)字技術(shù)為驅(qū)動(dòng)，以企業(yè)級(jí)統(tǒng)籌為抓手，以數(shù)據(jù)為核心要素，打造精準(zhǔn)反映、狀態(tài)及時(shí)、全域計(jì)算、協(xié)同聯(lián)動(dòng)的新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術(shù)支撐體系，統(tǒng)籌新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)感知和連接，強(qiáng)化共建共享共用，融合數(shù)字技術(shù)的計(jì)算分析，提高電網(wǎng)的可觀、可測(cè)、可調(diào)和可控能力。

　　數(shù)字技術(shù)支撐體系的建設(shè)需要遵循四個(gè)方面的設(shè)計(jì)思路：實(shí)體電網(wǎng)和數(shù)字系統(tǒng)的融合，即構(gòu)建電網(wǎng)“最小化精準(zhǔn)采集+數(shù)字系統(tǒng)計(jì)算推演”技術(shù)體系，以更經(jīng)濟(jì)、更合理、更有效的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)體電網(wǎng)在數(shù)字空間的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)、模擬和決策。控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)并舉，最小化設(shè)定控制系統(tǒng)邊界，確?？刂葡到y(tǒng)的可靠、即時(shí)和安全，充分發(fā)揮信息系統(tǒng)云端化、平臺(tái)化、智能化技術(shù)優(yōu)勢(shì)，滿足互動(dòng)需求。電碳并重，滿足新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的同時(shí)，加強(qiáng)服務(wù)國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的落地。數(shù)字賦能與管理優(yōu)化并進(jìn)，注重業(yè)務(wù)模式優(yōu)化、管理模式變革，堅(jiān)持管理和技術(shù)一體化推進(jìn)，以數(shù)字技術(shù)驅(qū)動(dòng)流程再造、業(yè)務(wù)重塑和管理優(yōu)化。

　　數(shù)字技術(shù)支撐體系技術(shù)路線方面重點(diǎn)做好四個(gè)方面的統(tǒng)籌：

　　統(tǒng)籌基礎(chǔ)設(shè)施，即統(tǒng)籌計(jì)算算力、網(wǎng)絡(luò)通訊、安全防護(hù)的基礎(chǔ)設(shè)施，基于國(guó)網(wǎng)云實(shí)現(xiàn)算力資源的全局統(tǒng)一管理，融合多種通訊方式構(gòu)建一體化電力通訊網(wǎng)絡(luò)，打造新型電力系統(tǒng)全場(chǎng)景安全防護(hù)體系，為各環(huán)節(jié)提供多層次可信、全方位感知的安全保障能力。

　　統(tǒng)籌感知管理，對(duì)新型電力系統(tǒng)全部感知設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一接入、管理和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入和控制指令的統(tǒng)一下發(fā)，實(shí)現(xiàn)全環(huán)節(jié)透明化，重點(diǎn)是統(tǒng)一優(yōu)化新型電力系統(tǒng)采集感知體系的內(nèi)容和整體布局，全面提升設(shè)備本體和采集裝置的數(shù)字化、智能化水平，基于物聯(lián)管理平臺(tái)打造企業(yè)級(jí)統(tǒng)一物聯(lián)接入能力，支持各類感知設(shè)備即插即用、全局統(tǒng)籌、共建共享。

　　統(tǒng)籌數(shù)據(jù)匯聚，打造統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底座，實(shí)現(xiàn)匯聚全環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一支撐全業(yè)務(wù)應(yīng)用。電網(wǎng)運(yùn)行方面基于電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺(tái)和企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)量測(cè)中心，融合各環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，打造動(dòng)態(tài)電網(wǎng)一張圖。設(shè)備管理方面實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理流程貫通和數(shù)據(jù)匯聚共享。

　　統(tǒng)籌支撐平臺(tái)，堅(jiān)持架構(gòu)中臺(tái)化，構(gòu)建企業(yè)全局共享平臺(tái)，統(tǒng)一業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、技術(shù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)能力的跨業(yè)務(wù)復(fù)用、數(shù)據(jù)全局共享。基于業(yè)務(wù)中臺(tái)持續(xù)沉淀基礎(chǔ)、共性、穩(wěn)定的業(yè)務(wù)功能，基于數(shù)據(jù)中臺(tái)提供實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)共享服務(wù)，基于技術(shù)中臺(tái)實(shí)現(xiàn)人工智能、區(qū)塊鏈、統(tǒng)一視頻等基礎(chǔ)能力的便捷共享，支撐前端業(yè)務(wù)應(yīng)用快速靈活構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用透明化。

　　國(guó)家電網(wǎng)公司正在加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)技術(shù)支撐體系的落地實(shí)踐，圍繞促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，滿足多元用能需求，賦能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，服務(wù)政府和行業(yè)治理等方面積極探索，取得階段性進(jìn)展。

　　促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，通過(guò)建設(shè)企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)量測(cè)中心，實(shí)時(shí)匯聚新能源電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)采集數(shù)據(jù)，整合各類要素和可調(diào)節(jié)資源，支持多時(shí)間、空間尺度全局協(xié)同優(yōu)化，進(jìn)一步提升電網(wǎng)能源資源優(yōu)化配置能力，促進(jìn)新能源消納。以河北和山東公司為例，通過(guò)企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)量測(cè)中心建設(shè)支撐分布式光伏每5分鐘負(fù)荷預(yù)測(cè)和電力電量平衡計(jì)算，江蘇公司實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)故障研判時(shí)間由10分鐘縮短到30秒鐘，停電信息發(fā)布時(shí)間由15分鐘降低到3分鐘。

　　賦能電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)方面，通過(guò)建設(shè)電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“發(fā)-輸-變-配-用-新”全環(huán)節(jié)資源統(tǒng)一維護(hù)，匯聚電網(wǎng)設(shè)備的資源、資產(chǎn)、拓?fù)?、圖形等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)量測(cè)中心，形成動(dòng)態(tài)電網(wǎng)一張圖，廣泛支撐電網(wǎng)生產(chǎn)領(lǐng)域新一代應(yīng)急、設(shè)備管理、營(yíng)銷和同期線損等企業(yè)級(jí)應(yīng)用服務(wù)的共建共享。

　　滿足多元用能需求方面，通過(guò)基于客戶服務(wù)、業(yè)務(wù)中臺(tái)，打造融合線上線下服務(wù)的網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)，全面推行線上辦電、繳費(fèi)查詢等業(yè)務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)服務(wù)一個(gè)入口、客戶一次注冊(cè)、業(yè)務(wù)一網(wǎng)通辦，推進(jìn)“供電+能效服務(wù)”，促進(jìn)全社會(huì)的節(jié)能降耗，目前線上辦電申請(qǐng)率已經(jīng)超過(guò)96%。

　　我們建設(shè)省級(jí)能源大數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一接入?yún)R聚水、電、煤、氣等132TB數(shù)據(jù)，服務(wù)能源資源的優(yōu)化配置和高效利用，承建全國(guó)碳排放監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)，面向政府、行業(yè)、企業(yè)提供能效評(píng)估、節(jié)能分析、降碳提效等600余項(xiàng)數(shù)據(jù)服務(wù)，促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減碳，支撐政府科學(xué)治理和決策。

　　面向未來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司將加快推進(jìn)數(shù)字技術(shù)與能源技術(shù)融合，全力推進(jìn)新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術(shù)支撐體系落地，推進(jìn)全業(yè)務(wù)、全環(huán)節(jié)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、電力保供和公司高質(zhì)量發(fā)展，為服務(wù)國(guó)家新型能源體系建設(shè)貢獻(xiàn)國(guó)網(wǎng)力量。