國網(wǎng)數(shù)字化工作部副主任范鵬展：新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術支撐體系思考與實踐

　　當前，能源電力發(fā)展面臨保障安全可靠供應、加快清潔低碳轉型、助力實現(xiàn)“雙碳”目標的重大戰(zhàn)略任務。國家電網(wǎng)公司深入貫徹新發(fā)展理念，構建新發(fā)展格局，圍繞建設“具有中國特色國際領先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”戰(zhàn)略目標和“一體四翼”發(fā)展布局，完成新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術支撐體系設計并推進落地實踐，賦能電網(wǎng)數(shù)字化轉型和企業(yè)高質量發(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、開放互動等基本特性。

　　隨著“碳達峰、碳中和”加快推進，能源格局的調整給電網(wǎng)電源結構、負荷特性、電網(wǎng)形態(tài)、技術基礎、運行特性帶來深刻變化。

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

　　一是范圍更廣，采集控制對象規(guī)模更大，大量對象單點容量低、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)荷儲各環(huán)節(jié)協(xié)調互動，打破傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務依賴于分環(huán)節(jié)、分條塊數(shù)據(jù)應用邊界，這就需要統(tǒng)籌匯聚、應用全網(wǎng)采集控制數(shù)據(jù)。

　　三是時效性更強，全環(huán)節(jié)海量數(shù)據(jù)實時匯聚和高效處理，對數(shù)據(jù)采、傳、存、用提出更高時效性要求，需要統(tǒng)籌提升感知采集頻率以及計算算力、網(wǎng)絡通道和安全防護，共同提供支撐。

　　四是隨機性更高，電源側和負荷側均呈現(xiàn)強隨機性，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提出更高要求，需要統(tǒng)籌優(yōu)化拓展控制方式，建立靈活、可靠、經(jīng)濟的控制手段。

　　五是服務更多元，在支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時，也要服務國家“雙碳”目標落地，需要統(tǒng)籌電、碳數(shù)據(jù)采集和相關應用需求，支持碳監(jiān)測、碳核查和碳交易等應用。

　　面對新挑戰(zhàn)需要持續(xù)進行創(chuàng)新，當前數(shù)字技術的空前變革也為新型電力系統(tǒng)的建設帶來了新可能。

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

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

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

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

　　因此，新型電力系統(tǒng)的建設必然要求數(shù)字技術與能源技術的深度融合和廣泛應用，數(shù)字化轉型與新型電力系統(tǒng)的構建需要相互作用、相融并進，建設數(shù)字技術支撐體系是構建新型電力系統(tǒng)的重要基礎支撐。

　　整個支撐體系的目標方面，國家電網(wǎng)公司是以數(shù)字技術為驅動，以企業(yè)級統(tǒng)籌為抓手，以數(shù)據(jù)為核心要素，打造精準反映、狀態(tài)及時、全域計算、協(xié)同聯(lián)動的新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術支撐體系，統(tǒng)籌新型電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)感知和連接，強化共建共享共用，融合數(shù)字技術的計算分析，提高電網(wǎng)的可觀、可測、可調和可控能力。

　　數(shù)字技術支撐體系的建設需要遵循四個方面的設計思路：實體電網(wǎng)和數(shù)字系統(tǒng)的融合，即構建電網(wǎng)“最小化精準采集+數(shù)字系統(tǒng)計算推演”技術體系，以更經(jīng)濟、更合理、更有效的方式實現(xiàn)實體電網(wǎng)在數(shù)字空間的實時動態(tài)呈現(xiàn)、模擬和決策。控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)并舉，最小化設定控制系統(tǒng)邊界，確保控制系統(tǒng)的可靠、即時和安全，充分發(fā)揮信息系統(tǒng)云端化、平臺化、智能化技術優(yōu)勢，滿足互動需求。電碳并重，滿足新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的同時，加強服務國家“雙碳”目標的落地。數(shù)字賦能與管理優(yōu)化并進，注重業(yè)務模式優(yōu)化、管理模式變革，堅持管理和技術一體化推進，以數(shù)字技術驅動流程再造、業(yè)務重塑和管理優(yōu)化。

　　數(shù)字技術支撐體系技術路線方面重點做好四個方面的統(tǒng)籌：

　　統(tǒng)籌基礎設施，即統(tǒng)籌計算算力、網(wǎng)絡通訊、安全防護的基礎設施，基于國網(wǎng)云實現(xiàn)算力資源的全局統(tǒng)一管理，融合多種通訊方式構建一體化電力通訊網(wǎng)絡，打造新型電力系統(tǒng)全場景安全防護體系，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，對新型電力系統(tǒng)全部感知設備進行統(tǒng)一接入、管理和應用，實現(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)，實現(xiàn)全環(huán)節(jié)透明化，重點是統(tǒng)一優(yōu)化新型電力系統(tǒng)采集感知體系的內容和整體布局，全面提升設備本體和采集裝置的數(shù)字化、智能化水平，基于物聯(lián)管理平臺打造企業(yè)級統(tǒng)一物聯(lián)接入能力，支持各類感知設備即插即用、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，實現(xiàn)匯聚全環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一支撐全業(yè)務應用。電網(wǎng)運行方面基于電網(wǎng)資源業(yè)務中臺和企業(yè)級實時量測中心，融合各環(huán)節(jié)實時數(shù)據(jù)，打造動態(tài)電網(wǎng)一張圖。設備管理方面實現(xiàn)設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，堅持架構中臺化，構建企業(yè)全局共享平臺，統(tǒng)一業(yè)務、數(shù)據(jù)、技術服務，實現(xiàn)能力的跨業(yè)務復用、數(shù)據(jù)全局共享。基于業(yè)務中臺持續(xù)沉淀基礎、共性、穩(wěn)定的業(yè)務功能，基于數(shù)據(jù)中臺提供實時和歷史數(shù)據(jù)共享服務，基于技術中臺實現(xiàn)人工智能、區(qū)塊鏈、統(tǒng)一視頻等基礎能力的便捷共享，支撐前端業(yè)務應用快速靈活構建，實現(xiàn)應用透明化。

　　國家電網(wǎng)公司正在加快推進新型電力系統(tǒng)技術支撐體系的落地實踐，圍繞促進能源結構優(yōu)化，滿足多元用能需求，賦能電網(wǎng)轉型升級，服務政府和行業(yè)治理等方面積極探索，取得階段性進展。

　　促進能源結構優(yōu)化方面，通過建設企業(yè)級實時量測中心，實時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節(jié)資源，支持多時間、空間尺度全局協(xié)同優(yōu)化，進一步提升電網(wǎng)能源資源優(yōu)化配置能力，促進新能源消納。以河北和山東公司為例，通過企業(yè)級實時量測中心建設支撐分布式光伏每5分鐘負荷預測和電力電量平衡計算，江蘇公司實現(xiàn)配網(wǎng)故障研判時間由10分鐘縮短到30秒鐘，停電信息發(fā)布時間由15分鐘降低到3分鐘。

　　賦能電網(wǎng)轉型升級方面，通過建設電網(wǎng)資源業(yè)務中臺，實現(xiàn)“發(fā)-輸-變-配-用-新”全環(huán)節(jié)資源統(tǒng)一維護，匯聚電網(wǎng)設備的資源、資產、拓撲、圖形等基礎數(shù)據(jù)，結合企業(yè)級實時量測中心，形成動態(tài)電網(wǎng)一張圖，廣泛支撐電網(wǎng)生產領域新一代應急、設備管理、營銷和同期線損等企業(yè)級應用服務的共建共享。

　　滿足多元用能需求方面，通過基于客戶服務、業(yè)務中臺，打造融合線上線下服務的網(wǎng)上國網(wǎng)，全面推行線上辦電、繳費查詢等業(yè)務功能，實現(xiàn)服務一個入口、客戶一次注冊、業(yè)務一網(wǎng)通辦，推進“供電+能效服務”，促進全社會的節(jié)能降耗，目前線上辦電申請率已經(jīng)超過96%。

　　我們建設省級能源大數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一接入?yún)R聚水、電、煤、氣等132TB數(shù)據(jù)，服務能源資源的優(yōu)化配置和高效利用，承建全國碳排放監(jiān)測服務平臺，面向政府、行業(yè)、企業(yè)提供能效評估、節(jié)能分析、降碳提效等600余項數(shù)據(jù)服務，促進企業(yè)節(jié)能減碳，支撐政府科學治理和決策。

　　面向未來，國家電網(wǎng)公司將加快推進數(shù)字技術與能源技術融合，全力推進新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術支撐體系落地，推進全業(yè)務、全環(huán)節(jié)數(shù)字化轉型，促進能源轉型、電力保供和公司高質量發(fā)展，為服務國家新型能源體系建設貢獻國網(wǎng)力量。