加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型 支撐構建新型電力系統(tǒng)

來源：南方電網(wǎng)報 時間：2021-09-14 10:16

踐行碳達峰碳中和戰(zhàn)略，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍。南方電網(wǎng)公司先后發(fā)布《數(shù)字電網(wǎng)推動構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)白皮書》和《南方電網(wǎng)公司建設新型電力系統(tǒng)行動方案(2021-2030年)》，明確數(shù)字電網(wǎng)是承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)，南方電網(wǎng)公司將在構建新型電力系統(tǒng)進程中加快步伐，發(fā)揮先行示范作用。

兩年來，南方電網(wǎng)公司大力推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字電網(wǎng)建設，2019年印發(fā)《公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字電網(wǎng)建設行動方案》，首次提出“數(shù)字電網(wǎng)”概念，構成了以“4321”工程為主要內(nèi)容的數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術路線。2020年將行動方案升級形成2020年版，進一步明確了數(shù)字電網(wǎng)的內(nèi)涵和外延。

對于電網(wǎng)企業(yè)而言，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意義在于通過數(shù)字技術改造傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務的生產(chǎn)及管理模式，提高全要素生產(chǎn)率，釋放數(shù)字技術對業(yè)務的放大、疊加和倍增作用，打造數(shù)字電網(wǎng)支撐承載新型電力系統(tǒng)，引領模式創(chuàng)新和機制創(chuàng)新，創(chuàng)造新的效益增長點，助力“雙碳”目標實現(xiàn)。

新型電力系統(tǒng)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型

(一)新型電力系統(tǒng)的特征

新型電力系統(tǒng)主要以新能源為主體，是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要手段，是推動能源革命、保障能源供應安全的重要戰(zhàn)略舉措，是推動綠色能源技術創(chuàng)新發(fā)展、提升能源產(chǎn)業(yè)基礎能力和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平的重要抓手，具備以下三個特征。

綠色高效。新能源將成為新增電源的主體，并在電源結構中占主導地位。終端能源消費“新電氣化”進程加快，用能清潔化和能效水平顯著提升。電力體制改革持續(xù)深化，市場在能源資源配置中的決定性作用充分發(fā)揮。

柔性開放。電網(wǎng)作為消納高比例新能源的核心樞紐作用更加顯著。儲能規(guī)?；瘧糜辛μ嵘娏ο到y(tǒng)調(diào)節(jié)能力、綜合效率和安全保障能力。

數(shù)字賦能。新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合，以數(shù)據(jù)流引領和優(yōu)化能量流、業(yè)務流。以數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素，打通源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)信息，依托強大的“電力+算力”，通過海量信息數(shù)據(jù)分析和高性能計算技術，實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和資源大范圍優(yōu)化配置，使電網(wǎng)具備超強感知能力、智慧決策能力和快速執(zhí)行能力。

(二)電網(wǎng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的特征

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是充分應用數(shù)字技術驅(qū)動業(yè)務、流程及服務的根本性變革，具備以下三個特征。

靈活高效的敏態(tài)IT架構。傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)架構適用于業(yè)務相對穩(wěn)定的企業(yè)級應用，但對于市場化、新興的業(yè)務，則難以滿足快速變化的業(yè)務和市場的需要。敏態(tài)IT架構是一種為快速響應業(yè)務變化，利用敏捷開發(fā)持續(xù)交付、靈活支持上層應用創(chuàng)新的IT架構，具備以下特點：一是將相對穩(wěn)定的功能模塊拆分為微服務，通過容器實現(xiàn)高度自動化的開發(fā)運維一體化管理；二是敏態(tài)IT架構將重用程度高的功能封裝為業(yè)務組件、數(shù)據(jù)組件和技術組件，業(yè)務應用可按需組裝開發(fā)并快速上線；三是敏態(tài)IT架構提供了統(tǒng)一管理、彈性擴容、按需分配、無感修復的一站式安全防護能力。

智能化、自動化的數(shù)字化應用場景。信息化是在線上完成業(yè)務協(xié)調(diào)、流程處理、關鍵信息采集錄入，業(yè)務主體工作仍需在物理世界中以線下方式完成。數(shù)字化則將物理世界模型按照“鏡像”的方式復制為數(shù)字化世界，大部分的線下工作在數(shù)字化世界中完成，數(shù)字化世界的結果信息，通過指揮物理世界的設備和機器完成操作。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型將推動企業(yè)根本性變革。數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅僅是數(shù)字技術的應用，還會創(chuàng)造出嶄新的數(shù)字化應用場景，為企業(yè)帶來全方位的變革，包括以下六個方面。一是在作業(yè)模式方面，通過人工智能結合物聯(lián)網(wǎng)，以機器代人的方式，將作業(yè)人員從繁雜重復的操作中解放出來；二是在流程管理方面，通過數(shù)字化展現(xiàn)、機器人流程自動化，促進企業(yè)管理流程的扁平化、協(xié)同化、自動化；三是在組織結構方面，新技術的應用促使企業(yè)組織結構發(fā)生新的變化，如成立創(chuàng)新部門；四是在企業(yè)決策方面，利用大數(shù)據(jù)為企業(yè)實現(xiàn)自動判斷和科學決策；五是在客戶關系方面，通過數(shù)字化客戶渠道、數(shù)據(jù)資產(chǎn)運營兩個維度，促進企業(yè)和用戶更多地互動，進一步細分市場和提供個性化的產(chǎn)品及服務，實現(xiàn)客戶服務全新體驗；六是在生態(tài)構建方面，通過構建面向政府、上下游產(chǎn)業(yè)和用戶的互聯(lián)互通平臺，廣泛整合各環(huán)節(jié)資源，挖掘數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值，催生新的商業(yè)模式，形成能源生態(tài)圈。

(三)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與新型電力系統(tǒng)的關系

電網(wǎng)企業(yè)通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型，將建成一個數(shù)字化、智能化和互聯(lián)網(wǎng)化的新型電網(wǎng)——數(shù)字電網(wǎng)。數(shù)字電網(wǎng)是以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術為核心驅(qū)動力，以數(shù)據(jù)為關鍵生產(chǎn)要素，以現(xiàn)代電力能源網(wǎng)絡與新一代信息網(wǎng)絡為基礎，通過數(shù)字技術與能源企業(yè)業(yè)務、管理深度融合，不斷提高數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化水平，而形成的新型能源生態(tài)系統(tǒng)，具有靈活性、開放性、交互性、經(jīng)濟性、共享性等特性，使電網(wǎng)更加安全、可靠、綠色、高效、智能。

數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。基于數(shù)字化的信息與物理系統(tǒng)融合將成為新型電力系統(tǒng)的顯著特征，新一代數(shù)字技術將成為推動新型電力系統(tǒng)發(fā)展的核心動力。在新型電力系統(tǒng)中，小微傳感、芯片化智能終端提供靈活、便捷、準確、高效的邊緣感知和控制能力，形成覆蓋新型電力系統(tǒng)的神經(jīng)末梢網(wǎng)絡；云計算、物聯(lián)網(wǎng)提供超大規(guī)模信息連接和處理能力，奠定新型電力系統(tǒng)關鍵的數(shù)字基礎設施；區(qū)塊鏈提供高強度的數(shù)據(jù)管理和保護能力，構筑新型電力系統(tǒng)生態(tài)發(fā)展的安全核心。

構建新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

對持續(xù)可靠供電提出挑戰(zhàn)。新能源的隨機性、波動性、間歇性對持續(xù)可靠供電帶來挑戰(zhàn)，常規(guī)電源調(diào)節(jié)難以應對新能源日內(nèi)功率波動，新能源消納存在巨大挑戰(zhàn)。由于風光等新能源發(fā)電不確定性大，風電發(fā)電量主要集中在春冬兩季，光伏發(fā)電量主要集中在夏秋兩季；另一方面，風電利用小時數(shù)、光伏利用小時數(shù)相差很大，對持續(xù)可靠供電提出更高要求。

對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提出挑戰(zhàn)。新能源具有廣泛的接入優(yōu)勢，但存在動態(tài)無功支撐不足、系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題突出的難點。大規(guī)模新能源接入使系統(tǒng)不確定性增加，對電網(wǎng)安全構成威脅；同時，新能源應用還存在發(fā)電單體容量小、數(shù)量多的問題。未來，全國新能源發(fā)電單元將達數(shù)千萬，氣象環(huán)境、運行控制等信號數(shù)量可達數(shù)十億，系統(tǒng)調(diào)度運行極其復雜，控制措施配置和實施難度大。

對電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行提出挑戰(zhàn)。新能源能量密度小、發(fā)電年利用小時數(shù)低，且大型新能源基地通常遠離負荷中心,為保障高比例新能源并網(wǎng)消納、系統(tǒng)安全與可靠供電，總體上新型電力系統(tǒng)建設和運營成本將上升。電網(wǎng)企業(yè)必須履行好保底供電責任，統(tǒng)籌好系統(tǒng)可靠安全供電和經(jīng)濟性之間的關系，及時開展電價趨勢分析，推動電源側(cè)降本增效，用戶側(cè)節(jié)能提效，利用靈活的市場機制釋放源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)潛力，將供電成本控制在合理范圍。

數(shù)字電網(wǎng)將全面賦能新型電力系統(tǒng)構建

數(shù)字電網(wǎng)將依托新一代數(shù)字技術，整合多元異構數(shù)據(jù)，應用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術提升新型電力系統(tǒng)中海量異構數(shù)據(jù)的高效敏捷處理能力，多元算力架構提供超強算力，實現(xiàn)“電力+算力”深度融合，從“源網(wǎng)荷儲”各側(cè)數(shù)字賦能新型電力系統(tǒng)，有效承載新型電力系統(tǒng)中大規(guī)模新能源的安全、可靠、高效接入。

在“源”側(cè)。數(shù)字電網(wǎng)將進一步提高能源生產(chǎn)的清潔低碳水平。數(shù)字技術將極大地提升新能源的監(jiān)視、控制、保護能力，作用于風電場、光伏電站等實時狀態(tài)監(jiān)測、發(fā)電功率預測、自動發(fā)電控制和無人值守運維等關鍵業(yè)務，大幅提升新能源的“可觀、可測、可控”水平。數(shù)字技術將極大地提升傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)的功能和性能，支持千萬臺級新能源發(fā)電設備作為主力電源參與電力系統(tǒng)調(diào)控過程，奠定新型電力系統(tǒng)充分消納新能源、確保安全運行和清潔低碳的關鍵基礎。

在“網(wǎng)”側(cè)。數(shù)字電網(wǎng)將支撐新型電力系統(tǒng)中萬物互聯(lián)和全面感知，實現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)、設備狀態(tài)、交易狀態(tài)、管理狀態(tài)的全面透明，大幅提升電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用各環(huán)節(jié)的運行效率和安全水平：基于全面、準確、透明的數(shù)據(jù)收集和分析，及時發(fā)現(xiàn)、預警電網(wǎng)風險，做出智能判斷和決策；基于數(shù)字處理、學習、分析、洞察等技術，全面提高電力系統(tǒng)安全、可靠、綠色、高效運行水平。

在“荷”側(cè)。數(shù)字電網(wǎng)將是踐行“人民電業(yè)為人民”的關鍵途徑，大數(shù)據(jù)和人工智能可以對客戶需求進行精準分析，最大限度地滿足清潔化、個性化、便捷化用電需求。依托互聯(lián)網(wǎng)客戶服務平臺，以數(shù)字化手段提供更加靈活、高效、個性化的用能普惠服務以及能效管理、節(jié)能服務等增值服務，著力提升能源使用效率，全力服務需求側(cè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，促進電動汽車、儲能、微電網(wǎng)、電能替代、綜合能源服務的發(fā)展，加快推進現(xiàn)代供電服務體系建設，為用戶提供綠色、低碳、便捷、高效的新型供電服務，滿足客戶對美好生活的能源電力需求。

在“儲”側(cè)。發(fā)揮數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素作用，貫通海量分布式發(fā)電、儲能系統(tǒng)、充電樁、柔性負荷等各主體信息，為儲能配網(wǎng)高效協(xié)同互動、引導儲能設施有序充放電提供數(shù)據(jù)支撐。充分運用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，形成適應抽水蓄能、新型儲能等新興市場主體參與的市場交易機制，促進用戶側(cè)深度參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)，有利于深化南方區(qū)域電力輔助服務市場建設。

數(shù)字電網(wǎng)將更好地體現(xiàn)電網(wǎng)在新型電力系統(tǒng)中的平臺作用和樞紐作用，奠定新型電力系統(tǒng)關鍵的數(shù)字基礎設施，實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”高度協(xié)同，使電網(wǎng)服務從以“優(yōu)質(zhì)電力”為核心的主營業(yè)務拓展到以“強大算力”為核心的數(shù)字產(chǎn)業(yè)領域，不斷培育新產(chǎn)品、新模式、新業(yè)態(tài)、新場景，為企業(yè)帶來全方位的變革，進一步推動數(shù)字經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展。