18世紀60年代，蒸汽技術(shù)驅(qū)動了第一次工業(yè)革命，開創(chuàng)了以機器代替手工勞動的時代，而后人類社會又經(jīng)歷了電氣時代和信息時代，如今進入到數(shù)字經(jīng)濟時代，算力、存儲、帶寬等數(shù)字技術(shù)的突破，推動了數(shù)字與產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新融合，也為能源行業(yè)帶來新的變革。

隨著新能源的高比例接入，終端能源多樣化，相對靜態(tài)可控的電力系統(tǒng)將轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)、快速變化的復雜系統(tǒng)，這對電網(wǎng)提出了更靈活可控的要求。在此背景下，電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成必然。那么對于電力系統(tǒng)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型應該如何做？

數(shù)字電網(wǎng)，何為數(shù)字？

南方電網(wǎng)公司數(shù)字電網(wǎng)領(lǐng)域首席技術(shù)專家李鵬認為，電力行業(yè)的數(shù)字化需要用動態(tài)優(yōu)化策略提高資源配置效率，化解復雜系統(tǒng)的不確定性。通過充分融合新一代數(shù)字技術(shù)，提升電網(wǎng)全環(huán)節(jié)和生產(chǎn)、運營全過程的數(shù)字化水平，將傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化的新型電網(wǎng)，從而適應能源變革中的大規(guī)模新能源接入，降低電網(wǎng)系統(tǒng)運行風險，而這正是“數(shù)字電網(wǎng)”的含義。

數(shù)字電網(wǎng)這一概念是南方電網(wǎng)在2020年11月發(fā)布的《數(shù)字電網(wǎng)白皮書》中正式提出的。它融合了電力和算力，其巨量數(shù)據(jù)存儲能力和計算分析能力，不僅能提升能源行業(yè)的產(chǎn)業(yè)效率，也將通過實時精準的調(diào)控，滿足減碳等需求，重塑能源產(chǎn)業(yè)格局。

從技術(shù)上看，數(shù)字電網(wǎng)是由物理電網(wǎng)、孿生電網(wǎng)和支撐技術(shù)共同構(gòu)成的電網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，采用“微型傳感﹢邊緣計算﹢數(shù)據(jù)融合”等技術(shù)，推動傳統(tǒng)電網(wǎng)實現(xiàn)“全要素、全業(yè)務(wù)、全流程”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，增強電力系統(tǒng)“可觀、可測、可控”的能力。

從內(nèi)在屬性看，數(shù)字電網(wǎng)具有物理、技術(shù)、價值三方面屬性。

物理電網(wǎng)是數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，物理電網(wǎng)在電力傳輸過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息以及基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成了數(shù)字電網(wǎng)的基礎(chǔ)。

數(shù)字化技術(shù)是數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵，利用技術(shù)打造數(shù)字孿生電網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲、運算和驅(qū)動業(yè)務(wù)。

創(chuàng)造價值是數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)的本質(zhì)，經(jīng)濟價值之外，更是構(gòu)建能源生態(tài)體系，釋放數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值，實現(xiàn)資源整合與價值重塑。

從運營層面看，數(shù)字電網(wǎng)能驅(qū)動企業(yè)管理和業(yè)務(wù)變革，提升企業(yè)的服務(wù)效率和協(xié)同能力。以南方電網(wǎng)為例，南方電網(wǎng)基于南網(wǎng)云，以數(shù)據(jù)驅(qū)動智能電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運營，實現(xiàn)了對設(shè)備的全生命周期管理，也為拓展電動汽車、微電網(wǎng)、虛擬電廠等提供了可能。

打開數(shù)字電網(wǎng)，里面有什么？

若將數(shù)字電網(wǎng)展開來，它其實是由電網(wǎng)數(shù)字化、企業(yè)數(shù)字化、服務(wù)數(shù)字化和能源生態(tài)數(shù)字化四個層面交織而成的。

電網(wǎng)數(shù)字化是指建立數(shù)字孿生模型，將物理電網(wǎng)在數(shù)字世界完整映射，通過數(shù)字世界和物理世界的雙向互動，實現(xiàn)電網(wǎng)量值傳遞、狀態(tài)感知、在線檢測、行為跟蹤、趨勢分析等。

企業(yè)數(shù)字化是將數(shù)字技術(shù)植入電網(wǎng)企業(yè)生產(chǎn)、管理和經(jīng)營全過程，推動數(shù)字化運營與決策，簡化管理流程。

客戶服務(wù)數(shù)字化是指電網(wǎng)企業(yè)構(gòu)建現(xiàn)代供電服務(wù)體系，推進數(shù)字技術(shù)深度融入用戶服務(wù)全業(yè)務(wù)、全流程，實現(xiàn)線上線下無縫連接，提高服務(wù)效率和客戶體驗。

能源生態(tài)數(shù)字化是基于數(shù)字業(yè)務(wù)技術(shù)平臺構(gòu)建智慧能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)，利用數(shù)字技術(shù)，引導能量、數(shù)據(jù)、服務(wù)有序流動，構(gòu)筑更高效、更綠色、更經(jīng)濟的現(xiàn)代能源生態(tài)體系。

在電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，一個重要標志是基于云平臺的互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的深度應用，平臺能力是支撐數(shù)字電網(wǎng)的“骨骼”。

其中數(shù)字業(yè)務(wù)平臺可以支撐企業(yè)管理、運營、服務(wù)和數(shù)字化能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)運營，以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)流程再造和組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化，打通業(yè)務(wù)邊界和信息壁壘，優(yōu)化資源配置。數(shù)字技術(shù)平臺，匯聚數(shù)字基礎(chǔ)通用能力，供上層應用調(diào)用。通過平臺強大的數(shù)據(jù)管理能力，計算能力，和以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)的能力，來支撐電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

發(fā)、輸、變、配、用，處處有實踐

雖然當前，電網(wǎng)行業(yè)仍處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的起步階段，但已有一些企業(yè)在數(shù)字電網(wǎng)領(lǐng)域率先探索，并做出了諸多實踐。南方電網(wǎng)從2019年推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型，如今已實現(xiàn)了核心業(yè)務(wù)上云、企業(yè)級數(shù)據(jù)中心對全網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)的納管，并上線運行了電網(wǎng)管理平臺。

發(fā)電方面，南方電網(wǎng)的建設(shè)重點是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控平臺建設(shè)、電站智能巡視、新型狀態(tài)監(jiān)測裝置應用。海南文昌燃氣電廠是南方電網(wǎng)首個在海南投產(chǎn)的大型電源項目，建成投產(chǎn)后，每年可節(jié)約標準煤約49.02萬噸、減排溫室氣體總量約131.86萬噸。文昌燃氣電廠也是業(yè)內(nèi)應用國產(chǎn)AI技術(shù)的數(shù)字化電廠，在2021年度國家能源互聯(lián)網(wǎng)大會上，文昌燃氣電廠獲評能源數(shù)字化工程。

輸電方面，南方電網(wǎng)基本建立了“無人機智能監(jiān)測為主，直升機為輔，人巡補充”的輸電巡檢模式，在人均維護線路長度年均增長7%的基礎(chǔ)上，跳閘率下降近一半。在南方電網(wǎng)統(tǒng)一巡檢系統(tǒng)支撐下，廣東電網(wǎng)完成輸配電線路傾斜攝影建模解算超4300萬張照片，輸配電線路航線規(guī)劃超16萬公里，支撐無人機自動駕駛作業(yè)超15萬公里，完成圖像智能識別350萬張，發(fā)現(xiàn)缺陷隱患7萬余處。

變電方面，南方電網(wǎng)建立新標準系統(tǒng)，將業(yè)務(wù)、設(shè)備數(shù)字化，實現(xiàn)變電站巡視、操作、安全智能化。通過智能巡視減少人工巡維工時超過55%，通過智能操作使主變壓器的停電時間減少了50%。在南方電網(wǎng)深圳供電局500千伏鵬城變電站，工作人員只需點擊鼠標，站內(nèi)的5G智能巡檢機器人在1小時便可以完成工作，工作人員表示，若人工巡視至少需要3天。

配電方面，南方電網(wǎng)利用“云大物移智鏈”技術(shù)，逐步實現(xiàn)了配電網(wǎng)設(shè)備資產(chǎn)管理智能化、現(xiàn)場作業(yè)數(shù)字化、電網(wǎng)運行智慧化，建成數(shù)字化配網(wǎng)。截至2021年底，南方電網(wǎng)在全網(wǎng)65個地市局共開展智能配電房/智能臺區(qū)項目18890個，打造了一批特色示范項目。

用電方面，南方電網(wǎng)打造數(shù)字化需求側(cè)管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全采集和傳輸，將數(shù)據(jù)信息化并進行有機互聯(lián)、融合，基于電網(wǎng)數(shù)字孿生平臺，構(gòu)建滿足用戶多元需求的用電用能產(chǎn)品體系。深圳前海蛇口自貿(mào)區(qū)供電公司智慧園區(qū)能源項目，利用智慧儲能、有序充電、需求響應技術(shù)，預計實現(xiàn)每年發(fā)電14萬千瓦時覆蓋園區(qū)用電需求，年減排二氧化碳約140噸。

數(shù)字經(jīng)濟時代，數(shù)字+綠色的搭配已經(jīng)蔓延到了各個行業(yè)。在電網(wǎng)行業(yè)，數(shù)字化能夠在最大程度提高能源利用效率和新能源滲透率，促進經(jīng)濟健康轉(zhuǎn)型，數(shù)字電網(wǎng)將成為新型電力系統(tǒng)建設(shè)的最佳形態(tài)。