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电力＋算力，为能源变革织一张数字电网

于佳卉 2023-03-28 原文

18世纪60年代，蒸汽技术驱动了第一次工业革命，开创了以机器代替手工劳动的时代，而后人类社会又经历了电气时代和信息时代，如今进入到数字经济时代，算力、存储、带宽等数字技术的突破，推动了数字与产业的创新融合，也为能源行业带来新的变革。

随着新能源的高比例接入，终端能源多样化，相对静态可控的电力系统将转变为动态、快速变化的复杂系统，这对电网提出了更灵活可控的要求。在此背景下，电力行业数字化转型已成必然。那么对于电力系统，数字化转型应该如何做？

数字电网，何为数字？

南方电网公司数字电网领域首席技术专家李鹏认为，电力行业的数字化需要用动态优化策略提高资源配置效率，化解复杂系统的不确定性。通过充分融合新一代数字技术，提升电网全环节和生产、运营全过程的数字化水平，将传统电网转化为数字化、智能化、互联网化的新型电网，从而适应能源变革中的大规模新能源接入，降低电网系统运行风险，而这正是“数字电网”的含义。

数字电网这一概念是南方电网在2020年11月发布的《数字电网白皮书》中正式提出的。它融合了电力和算力，其巨量数据存储能力和计算分析能力，不仅能提升能源行业的产业效率，也将通过实时精准的调控，满足减碳等需求，重塑能源产业格局。

从技术上看，数字电网是由物理电网、孪生电网和支撑技术共同构成的电网生态系统，采用“微型传感﹢边缘计算﹢数据融合”等技术，推动传统电网实现“全要素、全业务、全流程”的数字化转型，增强电力系统“可观、可测、可控”的能力。

从内在属性看，数字电网具有物理、技术、价值三方面属性。

物理电网是数字电网建设的基础，物理电网在电力传输过程中产生的各类数据信息以及基础设施构成了数字电网的基础。

数字化技术是数字电网建设的关键，利用技术打造数字孪生电网，实现数据的采集、存储、运算和驱动业务。

创造价值是数字电网建设的本质，经济价值之外，更是构建能源生态体系，释放数据资产价值，实现资源整合与价值重塑。

从运营层面看，数字电网能驱动企业管理和业务变革，提升企业的服务效率和协同能力。以南方电网为例，南方电网基于南网云，以数据驱动智能电网规划、建设、运营，实现了对设备的全生命周期管理，也为拓展电动汽车、微电网、虚拟电厂等提供了可能。

打开数字电网，里面有什么？

若将数字电网展开来，它其实是由电网数字化、企业数字化、服务数字化和能源生态数字化四个层面交织而成的。

电网数字化是指建立数字孪生模型，将物理电网在数字世界完整映射，通过数字世界和物理世界的双向互动，实现电网量值传递、状态感知、在线检测、行为跟踪、趋势分析等。

企业数字化是将数字技术植入电网企业生产、管理和经营全过程，推动数字化运营与决策，简化管理流程。

客户服务数字化是指电网企业构建现代供电服务体系，推进数字技术深度融入用户服务全业务、全流程，实现线上线下无缝连接，提高服务效率和客户体验。

能源生态数字化是基于数字业务技术平台构建智慧能源产业生态，利用数字技术，引导能量、数据、服务有序流动，构筑更高效、更绿色、更经济的现代能源生态体系。

在电网数字化转型的过程中，一个重要标志是基于云平台的互联网、人工智能、大数据、物联网等新技术的深度应用，平台能力是支撑数字电网的“骨骼”。

其中数字业务平台可以支撑企业管理、运营、服务和数字化能源产业生态运营，以数据驱动业务流程再造和组织结构优化，打通业务边界和信息壁垒，优化资源配置。数字技术平台，汇聚数字基础通用能力，供上层应用调用。通过平台强大的数据管理能力，计算能力，和以数据驱动业务的能力，来支撑电网的数字化转型。

发、输、变、配、用，处处有实践

虽然当前，电网行业仍处于数字化转型的起步阶段，但已有一些企业在数字电网领域率先探索，并做出了诸多实践。南方电网从2019年推动数字化转型，如今已实现了核心业务上云、企业级数据中心对全网数据资产的纳管，并上线运行了电网管理平台。

发电方面，南方电网的建设重点是设备状态监控平台建设、电站智能巡视、新型状态监测装置应用。海南文昌燃气电厂是南方电网首个在海南投产的大型电源项目，建成投产后，每年可节约标准煤约49.02万吨、减排温室气体总量约131.86万吨。文昌燃气电厂也是业内应用国产AI技术的数字化电厂，在2021年度国家能源互联网大会上，文昌燃气电厂获评能源数字化工程。

输电方面，南方电网基本建立了“无人机智能监测为主，直升机为辅，人巡补充”的输电巡检模式，在人均维护线路长度年均增长7%的基础上，跳闸率下降近一半。在南方电网统一巡检系统支撑下，广东电网完成输配电线路倾斜摄影建模解算超4300万张照片，输配电线路航线规划超16万公里，支撑无人机自动驾驶作业超15万公里，完成图像智能识别350万张，发现缺陷隐患7万余处。

变电方面，南方电网建立新标准系统，将业务、设备数字化，实现变电站巡视、操作、安全智能化。通过智能巡视减少人工巡维工时超过55%，通过智能操作使主变压器的停电时间减少了50%。在南方电网深圳供电局500千伏鹏城变电站，工作人员只需点击鼠标，站内的5G智能巡检机器人在1小时便可以完成工作，工作人员表示，若人工巡视至少需要3天。

配电方面，南方电网利用“云大物移智链”技术，逐步实现了配电网设备资产管理智能化、现场作业数字化、电网运行智慧化，建成数字化配网。截至2021年底，南方电网在全网65个地市局共开展智能配电房/智能台区项目18890个，打造了一批特色示范项目。

用电方面，南方电网打造数字化需求侧管理平台，实现数据全采集和传输，将数据信息化并进行有机互联、融合，基于电网数字孪生平台，构建满足用户多元需求的用电用能产品体系。深圳前海蛇口自贸区供电公司智慧园区能源项目，利用智慧储能、有序充电、需求响应技术，预计实现每年发电14万千瓦时覆盖园区用电需求，年减排二氧化碳约140吨。

数字经济时代，数字+绿色的搭配已经蔓延到了各个行业。在电网行业，数字化能够在最大程度提高能源利用效率和新能源渗透率，促进经济健康转型，数字电网将成为新型电力系统建设的最佳形态。

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