加快數字化轉型 支撐構建新型電力系統

來源：南方電網報 時間：2021-09-14 10:16

踐行碳達峰碳中和戰略，能源是主戰場，電力是主力軍。南方電網公司先后發布《數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書》和《南方電網公司建設新型電力系統行動方案(2021-2030年)》，明確數字電網是承載新型電力系統的最佳形態，南方電網公司將在構建新型電力系統進程中加快步伐，發揮先行示范作用。

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

對于電網企業而言，數字化轉型的意義在于通過數字技術改造傳統電網業務的生產及管理模式，提高全要素生產率，釋放數字技術對業務的放大、疊加和倍增作用，打造數字電網支撐承載新型電力系統，引領模式創新和機制創新，創造新的效益增長點，助力“雙碳”目標實現。

新型電力系統與數字化轉型

(一)新型電力系統的特征

新型電力系統主要以新能源為主體，是實現碳達峰、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略舉措，是推動綠色能源技術創新發展、提升能源產業基礎能力和產業鏈現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。電力體制改革持續深化，市場在能源資源配置中的決定性作用充分發揮。

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

數字賦能。新型電力系統將呈現數字與物理系統深度融合，以數據流引領和優化能量流、業務流。以數據作為核心生產要素，打通源網荷儲各環節信息，依托強大的“電力+算力”，通過海量信息數據分析和高性能計算技術，實現電力系統安全穩定運行和資源大范圍優化配置，使電網具備超強感知能力、智慧決策能力和快速執行能力。

(二)電網企業數字化轉型的特征

數字化轉型是充分應用數字技術驅動業務、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IT架構。傳統的穩態架構適用于業務相對穩定的企業級應用，但對于市場化、新興的業務，則難以滿足快速變化的業務和市場的需要。敏態IT架構是一種為快速響應業務變化，利用敏捷開發持續交付、靈活支持上層應用創新的IT架構，具備以下特點：一是將相對穩定的功能模塊拆分為微服務，通過容器實現高度自動化的開發運維一體化管理；二是敏態IT架構將重用程度高的功能封裝為業務組件、數據組件和技術組件，業務應用可按需組裝開發并快速上線；三是敏態IT架構提供了統一管理、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、自動化的數字化應用場景。信息化是在線上完成業務協調、流程處理、關鍵信息采集錄入，業務主體工作仍需在物理世界中以線下方式完成。數字化則將物理世界模型按照“鏡像”的方式復制為數字化世界，大部分的線下工作在數字化世界中完成，數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。

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

(三)數字化轉型與新型電力系統的關系

電網企業通過數字化轉型，將建成一個數字化、智能化和互聯網化的新型電網——數字電網。數字電網是以云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等新一代數字技術為核心驅動力，以數據為關鍵生產要素，以現代電力能源網絡與新一代信息網絡為基礎，通過數字技術與能源企業業務、管理深度融合，不斷提高數字化、網絡化、智能化水平，而形成的新型能源生態系統，具有靈活性、開放性、交互性、經濟性、共享性等特性，使電網更加安全、可靠、綠色、高效、智能。

數字電網將成為承載新型電力系統的最佳形態?；跀底只男畔⑴c物理系統融合將成為新型電力系統的顯著特征，新一代數字技術將成為推動新型電力系統發展的核心動力。在新型電力系統中，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的神經末梢網絡；云計算、物聯網提供超大規模信息連接和處理能力，奠定新型電力系統關鍵的數字基礎設施；區塊鏈提供高強度的數據管理和保護能力，構筑新型電力系統生態發展的安全核心。

構建新型電力系統面臨的挑戰

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

對電網安全穩定運行提出挑戰。新能源具有廣泛的接入優勢，但存在動態無功支撐不足、系統電壓穩定問題突出的難點。大規模新能源接入使系統不確定性增加，對電網安全構成威脅；同時，新能源應用還存在發電單體容量小、數量多的問題。未來，全國新能源發電單元將達數千萬，氣象環境、運行控制等信號數量可達數十億，系統調度運行極其復雜，控制措施配置和實施難度大。

對電力系統經濟運行提出挑戰。新能源能量密度小、發電年利用小時數低，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消納、系統安全與可靠供電，總體上新型電力系統建設和運營成本將上升。電網企業必須履行好保底供電責任，統籌好系統可靠安全供電和經濟性之間的關系，及時開展電價趨勢分析，推動電源側降本增效，用戶側節能提效，利用靈活的市場機制釋放源網荷儲各環節潛力，將供電成本控制在合理范圍。

數字電網將全面賦能新型電力系統構建

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

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

在“網”側。數字電網將支撐新型電力系統中萬物互聯和全面感知，實現電網狀態、設備狀態、交易狀態、管理狀態的全面透明，大幅提升電力系統發、輸、變、配、用各環節的運行效率和安全水平：基于全面、準確、透明的數據收集和分析，及時發現、預警電網風險，做出智能判斷和決策；基于數字處理、學習、分析、洞察等技術，全面提高電力系統安全、可靠、綠色、高效運行水平。

在“荷”側。數字電網將是踐行“人民電業為人民”的關鍵途徑，大數據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。依托互聯網客戶服務平臺，以數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，全力服務需求側綠色低碳轉型，促進電動汽車、儲能、微電網、電能替代、綜合能源服務的發展，加快推進現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。發揮數據作為核心生產要素作用，貫通海量分布式發電、儲能系統、充電樁、柔性負荷等各主體信息，為儲能配網高效協同互動、引導儲能設施有序充放電提供數據支撐。充分運用大數據、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，促進用戶側深度參與電力系統調節，有利于深化南方區域電力輔助服務市場建設。

數字電網將更好地體現電網在新型電力系統中的平臺作用和樞紐作用，奠定新型電力系統關鍵的數字基礎設施，實現“源網荷儲”高度協同，使電網服務從以“優質電力”為核心的主營業務拓展到以“強大算力”為核心的數字產業領域，不斷培育新產品、新模式、新業態、新場景，為企業帶來全方位的變革，進一步推動數字經濟創新發展。