世界范圍內(nèi)以數(shù)字化、智能化為特征的工業(yè)4.0正在進(jìn)行中，而今世界再次站在變革的風(fēng)口，“碳達(dá)峰碳中和”已成為全球主要經(jīng)濟(jì)體的共識(shí)和使命，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI、5G等數(shù)字化技術(shù)的崛起，正帶來(lái)一場(chǎng)廣泛而深刻的社會(huì)經(jīng)濟(jì)變革。
  新型電力系統(tǒng)為什么需要數(shù)字電網(wǎng)？
  新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)緊密銜接、協(xié)調(diào)互動(dòng)，海量對(duì)象廣泛接入、密集交互，打破了傳統(tǒng)電網(wǎng)業(yè)務(wù)依賴分環(huán)節(jié)、分條塊數(shù)據(jù)應(yīng)用的邊界，需要統(tǒng)籌匯聚、應(yīng)用全網(wǎng)采集控制數(shù)據(jù)，應(yīng)對(duì)新能源處理不確定帶來(lái)的平衡難題。
  新能源廣泛接入是新型電力系統(tǒng)涉及的采集控制對(duì)象規(guī)模更大，且逐步向配電側(cè)和用戶側(cè)延伸和下沉，大量對(duì)象單點(diǎn)容量低、位置分散，需要統(tǒng)籌采集控制裝置的管理，優(yōu)化配置策略，提升采集的控制有效性。
  新型電力系統(tǒng)的電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均呈現(xiàn)強(qiáng)隨機(jī)性，需要統(tǒng)籌優(yōu)化拓展現(xiàn)有控制方式，應(yīng)用多種控制策略、控制渠道，建立靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)的控制手段。建立在源網(wǎng)荷儲(chǔ)全環(huán)節(jié)海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)匯聚和高腰處理的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存、應(yīng)用提出了更高的時(shí)效性要求，需要統(tǒng)籌提升感知采集頻率以及計(jì)算算力、網(wǎng)絡(luò)通道和安全防護(hù)。
  “數(shù)字化”與“電網(wǎng)”的加速融合，推動(dòng)電網(wǎng)行業(yè)上下游鏈條走向全面改造。無(wú)論是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從大機(jī)組、遠(yuǎn)距離、超高壓聯(lián)網(wǎng)，向骨干電源與分布式電源結(jié)合、主干電網(wǎng)與局域配網(wǎng)和微電網(wǎng)結(jié)合演進(jìn)；還是電力企業(yè)管理模式、技術(shù)體系、生態(tài)構(gòu)建全面變革，從“單一保障供能”向“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)商”的轉(zhuǎn)型，都需要電網(wǎng)數(shù)字化來(lái)支撐。
  傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足新型電力系統(tǒng)的建設(shè)需要。數(shù)字電網(wǎng)充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息通信技術(shù)，數(shù)字電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程是傳統(tǒng)電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化過(guò)程。
  以“計(jì)算能力+數(shù)據(jù)+模型+算法”形成強(qiáng)大的“算力”，依托物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)打通電網(wǎng)相關(guān)各方的感知、分析、決策、業(yè)務(wù)等各環(huán)節(jié)，使電力系統(tǒng)具備超強(qiáng)感知能力、明智決策能力和快速執(zhí)行能力，從而變革傳統(tǒng)電網(wǎng)的管理、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)模式，驅(qū)動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的能量流、資金流、物流、業(yè)務(wù)流、人才流的廣泛配置，用“電力+算力”推動(dòng)能源革命和新能源體系建設(shè)，助力國(guó)家經(jīng)濟(jì)體系現(xiàn)代化，構(gòu)建本體安全的數(shù)字電網(wǎng)新體系。
  兩網(wǎng)對(duì)數(shù)字化的探索
  國(guó)家電網(wǎng)
  從2009年構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)的智慧電網(wǎng)，解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力大規(guī)模輸送問(wèn)題；到2016年的能源互聯(lián)網(wǎng)，對(duì)現(xiàn)代能源體系與信息技術(shù)進(jìn)行深入融合，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型；再到2019年的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和2021年新型電力系統(tǒng)，以順應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和“雙碳” 的發(fā)展趨勢(shì)。
  2020年，國(guó)網(wǎng)在數(shù)字新基建領(lǐng)域投入247億元；2021年12月13日，國(guó)網(wǎng)發(fā)布的“數(shù)字新基建”十大重點(diǎn)建設(shè)任務(wù)：主要用來(lái)部署電網(wǎng)數(shù)字化平臺(tái)：能源大數(shù)據(jù)中心、電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用、電力物聯(lián)網(wǎng)、能源工業(yè)云網(wǎng)、智慧能源綜合服務(wù)、能源互聯(lián)網(wǎng)5G應(yīng)用、電力人工智能應(yīng)用、能源區(qū)塊鏈應(yīng)用、電力北斗應(yīng)用。2022年7月23日，國(guó)家電網(wǎng)有限公司在第五屆數(shù)字中國(guó)建設(shè)峰會(huì)上發(fā)布《新型電力系統(tǒng)數(shù)字技術(shù)支撐體系白皮書》。
  2021年9月9日，在2021能源電力轉(zhuǎn)型國(guó)際論壇上，國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)、黨組書記辛保安披露，“十四五”期間國(guó)家電網(wǎng)計(jì)劃投入3500億美元（約合2.23萬(wàn)億元），推進(jìn)電網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)。國(guó)家電網(wǎng)董事長(zhǎng)辛保安日前在接受央視采訪時(shí)表示，2023年公司將加大投資，電網(wǎng)投資將超過(guò)5200億元人民幣，再創(chuàng)歷史新高。
  南方電網(wǎng)
  2019年南網(wǎng)首次將數(shù)字化轉(zhuǎn)型提高到戰(zhàn)略高度，同年，全面建成基于云數(shù)一體的數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)，成立全球首家數(shù)字電網(wǎng)研究院。2020年深化平臺(tái)應(yīng)用推動(dòng)業(yè)務(wù)變革；2021年數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)促進(jìn)三商轉(zhuǎn)型。
  2021年11月，南方電網(wǎng)公司印發(fā)《南方電網(wǎng)“十四五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》提出，“十四五”期間，南方電網(wǎng)電網(wǎng)建設(shè)將規(guī)劃投資約6700億元，較“十三五”增加33%，進(jìn)一步加快電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。
  輸變電數(shù)字化、配網(wǎng)數(shù)字化、電力調(diào)度是目前新型電力系統(tǒng)里電網(wǎng)需要優(yōu)化解決的問(wèn)題。
  輸變電數(shù)字化：智能巡檢、操作排除安全隱患，機(jī)器巡視為主、人工檢查型巡視為輔的巡視模式、“調(diào)度監(jiān)控中心替代”的遠(yuǎn)方操作模式等。
  Eg：國(guó)家電網(wǎng)公司深化“立體巡檢+集中監(jiān)控”輸電運(yùn)維模式，2022年實(shí)現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用無(wú)人機(jī)巡檢鐵塔398萬(wàn)基，較人工效率提升66.6%;建成306個(gè)集中監(jiān)控班組，特高壓線路、重要輸電通道基本實(shí)現(xiàn)可視化覆蓋。
  南方電網(wǎng)全網(wǎng)配備8000架無(wú)人機(jī)，110kV以上線路覆蓋率95%，全年機(jī)巡88.7萬(wàn)公里，占比約70%；全網(wǎng)500KV及以上線路三維數(shù)字化通道、無(wú)人機(jī)覆蓋率100%，配置2.1萬(wàn)套輸電在線監(jiān)測(cè)終端，全網(wǎng)500kV及以上線路外部隱患終端覆蓋率100%。
  配電數(shù)字化：利用“云大物移智鏈”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)資產(chǎn)管理智能化、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)數(shù)字化、電網(wǎng)運(yùn)行智慧化、生產(chǎn)決策智慧化。
  （1）多源配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)：隨著高比例分布式電源和多樣化負(fù)荷的接入， 城市配電網(wǎng)將呈現(xiàn)出“有源”、“多向”、“雙高”的特征。未來(lái)將繼續(xù)規(guī)范接入標(biāo)準(zhǔn)、推動(dòng)一二次設(shè)備融合、提升邊緣計(jì)算能力、推進(jìn)光纖通訊，同時(shí)結(jié)合虛擬電廠方案，推動(dòng)配網(wǎng)側(cè)高效運(yùn)營(yíng)。
  （2）自愈配網(wǎng)調(diào)控：全面感知監(jiān)測(cè)能力、提高通訊能力、提高AI解決問(wèn)題能力。
  （3）網(wǎng)荷友好互動(dòng)：友好滿足各類電源和用能設(shè)施接入需要，實(shí)現(xiàn)客戶側(cè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷設(shè)備的即插即用，柔性聯(lián)接。
  Eg:相關(guān)專家在主題為“數(shù)字化配網(wǎng)探究”的報(bào)告中，明確提出隨著配網(wǎng)用電需求連年攀升，用電場(chǎng)景從過(guò)去單一供電模式轉(zhuǎn)向多元化服務(wù)模式轉(zhuǎn)變，分布式電源、智慧充電樁等場(chǎng)景對(duì)配網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提出更高要求。國(guó)網(wǎng)公司旨在通過(guò)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化打造智慧配電網(wǎng)，提升電網(wǎng)綠色安全、泛在互聯(lián)、高效互動(dòng)和智能開放能力。
  配電網(wǎng)作為服務(wù)客戶的“最后一公里”，以數(shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)“設(shè)備狀態(tài)、運(yùn)行環(huán)境、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、用戶用電”的全感知，解決配電網(wǎng)的“停電在哪里、負(fù)荷在哪里、風(fēng)險(xiǎn)在哪里”等問(wèn)題，提升精細(xì)化管理服務(wù)水平。
  電力調(diào)度數(shù)字化：數(shù)智調(diào)度助力數(shù)字電網(wǎng)構(gòu)建
  （1）智能電網(wǎng)調(diào)度：提升電力預(yù)測(cè)的可靠性，和調(diào)度部門的指令傳達(dá)、操作鏈接等數(shù)字化水平，實(shí)現(xiàn)高效頂層電力調(diào)度。
  （2）虛擬電廠：虛擬電廠概念的核心可以總結(jié)為“通信”和“聚合”。虛擬電廠的關(guān)鍵技術(shù)主要包括協(xié)調(diào)控制技術(shù)、智能計(jì)量技術(shù)以及信息通信技術(shù)。虛擬電廠最具吸引力的功能在于能夠聚合DER參與電力市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)行，為配電網(wǎng)和輸電網(wǎng)提供管理和輔助服務(wù)。
  電網(wǎng)涉及千家萬(wàn)戶，聯(lián)接能源生產(chǎn)和消費(fèi)，不僅是能源傳遞的重要基礎(chǔ)，也是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的能源產(chǎn)業(yè)重要支柱。
  十四五期間，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的加快改造和建設(shè)，提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)銜接，為清潔能源消納提供可靠、高效的電力保障，將為“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)及構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。