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      新階段 新格局 新動力

      南方電網公司數字電網建設的實踐與探索

      信息來源:南方電網報  發布時間2021-12-17

        供電人員對裝有5G信號的無人機進行自動巡線調試。 南網傳媒全媒體記者 賴增鵬 攝

       

        12月14日,首屆中央企業數字化轉型峰會在深圳開幕。會上,南方電網公司總信息師、數字化部總經理吳小辰做了《南方電網數字電網建設實踐與探索》的主題演講,深度解讀了數字電網建設的背景及定義,總結了兩年來的建設成果,結合“十四五”規劃和新型電力系統發展要求,展望了數字電網的發展方向。

        順勢探索,數字電網應勢而生

        2020年11月13日,南方電網公司全球首發《數字電網白皮書》,正式提出“數字電網”概念。會議上,吳小辰代表南方電網公司從技術革命、數字經濟、國家戰略、能源革命四個方面進一步深度分析了數字電網的建設必要性,數字電網建設將數字技術與實體經濟深度融合,適應新一輪科技革命和產業變革蓬勃發展,響應了數字中國、能源革命、數字經濟等國家戰略部署,賦能傳統產業轉型升級,催生新產業、新業態、新模式,提升人民用能獲得感和滿意度,將對經濟社會發展和生產生活方式帶來深遠影響。

        早在2019年,南方電網公司黨組書記、董事長孟振平提出“緊緊把握第四次工業革命的歷史機遇,將先進數字技術與業務深度融合,建成覆蓋電網全環節、貫穿業務全過程、輻射能源產業鏈上下游的數字平臺,實現電網數字化、運營數字化和能源生態系統數字化,推動公司向數字電網運營商、能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商轉型,建設具有全球競爭力的世界一流企業”的戰略目標。經過兩年多的數字電網建設實踐,我們更加堅信并明確“數字電網”是“數字中國”在電網行業的具體實踐。

        數字電網可從廣度、深度、速度、跨度四個維度深度解讀。廣度上,覆蓋電網全環節,貫穿業務全過程;深度上,新一代數字技術與業務的深度融合,不斷促進電網技術進步與經營管理效能提升;速度上,實現電網實時感知、處理、分析、計算的同時,促進企業對內、外部環境的全面洞察和快速反應;跨度上,有效推動產業整合和延伸,催生平臺經濟,支撐內外部服務撮合,促進能源生態系統形成。

        與21世紀初提出的智能電網不同,智能電網聚焦提高電網對新能源的接納能力,實現能源可持續發展;而數字電網側重于建設具備特大型數字化服務能力的新型能源網絡,其服務范圍從能源領域拓展到經濟社會發展等層面;數字電網具有物理屬性、技術屬性、價值屬性三大屬性和本體安全、綠色消納、平臺賦能、數據驅動、開放共享、價值創造六大特征,將推動南方電網公司向數字電網運營商、能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商轉型,提升社會電力獲得感,踐行國家能源戰略,支撐“數字中國”建設。

        攻堅克難,數字電網成效顯著

        近兩年,南方電網公司加速推進數字電網建設,南網云、底座式數據中心、全域物聯網、人工智能平臺、區塊鏈平臺等數字化基礎平臺陸續建成投運,有效集中了全網計算、存儲和數據資源,優化資源配置,構建了集中、開放、共享、智能、安全的新一代數字技術服務體系,并統籌推進數字電網、數字運營、數字服務、數字產業四大建設方向,數字化技術深入賦能業務創新變革,實現了“一碼通全網、一次都不跑、只填一張表、就看一張圖”,數字電網建設已初具規模。

        數字電網總體架構包含技術架構、安全運行體系、數據資產管理體系和數字化保障體系。吳小辰對技術架構做了深度解讀,基礎設施層構建了“云管邊端”的技術架構,支撐數據規?;杉?、傳輸、存儲、計算等要求;技術平臺層包括南網云、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等基礎技術平臺,其中,云數融合的數據中心是南網的一大特色,實現了全網數據集中管理,為全網用戶提供統一的數據服務。企業級中臺包含了四大中臺,分別是業務中臺、技術中臺、數據中臺和安全中臺,支撐各類業務場景的快速構建和敏捷迭代和智慧升級。

        吳小辰還從數字電網、數字運營、數字服務、數字產業四個方面闡述了南方電網公司在數字化應用方面的成效。

        數字電網應用是物理電網在數字世界的完整映射,數字世界信息融合推演的結果反饋至物理電網,實現對物理電網優化與重構,讓電網更加綠色、安全、高效、經濟,達成狀態全面感知、設備智能化、數字孿生電網的效果。南方電網公司利用數字化技術對物理電網的結構、設備及運行狀態等進行模擬、感知、分析和預測,使電網更加智能、可靠、靈活、高效,適應分布式能源接入和差異化的用戶需求。

        數字運營是將數字技術融入電網企業生產、管理和經營全過程,賦能數字化運營與決策。實現管理化繁為簡,以數據驅動業務流程再造和組織結構優化,打通業務壁壘,促進跨層級、跨系統、跨部門、跨業務的高效協作。

        數字服務是客戶服務過程中的數字化交互、自動化服務和智能化體驗。電網企業構建現代供電服務體系,以“服務用戶、獲取市場”為導向建設敏捷前臺,以“資源共享、能力復用”為核心建設高效中臺,以“系統支持、全面保障”為宗旨建設堅強后臺,實現線上線下的無縫連接,打造流程簡潔、反應迅速、靈活定制的應用服務,提高服務效率和客戶體驗。全南網近2.3億客戶可以在這同一平臺上完成查詢、繳費、報裝申請、服務投訴等業務。

        南方電網公司利用智能眼鏡、無人機、流程機器人等智能配件打造數字化員工,并致力實現數字化員工、統一電力市場交易平臺、客戶服務平臺、政務服務、金融服務,并深化“南網在線”智慧營業廳建設,通過用電用能數據的聚合貫通,創新管制業務和增值服務產品,實現用電“一次也不跑”,全力優化電力營商環境。

        數字產業則是基于數字業務技術平臺構建智慧能源產業生態,利用數字技術,通過構建面向政府、能源產業上下游、客戶等產業鏈相關方的統一數字業務技術平臺,使得能量、數據、服務自由交易,創新平臺各方的交易和交互方式,強化電網企業在能源產業價值鏈的整合能力,支撐企業向能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商轉型。南方電網公司致力于打破行業壁壘,打通實業與金融、內部與外部、產業鏈上下游,實現數據賦能,創造數字化業態。

        未來可期,數字電網建設展望

        “十四五”時期是數字化轉型和數字電網建設的關鍵時期,南方電網公司將按照“鞏固、完善、提升、發展”的策略,推動數字化建設的可持續發展。一是以業務為主線,在數字電網智能化程度、企業運行效率、客戶優質服務、數字產業成效方面全面領先,構建電網新形態、企業的新業態、能源新生態;二是以技術為主線,在中臺運營能力、技術底座支撐能力、數據生產要素價值、網絡安全防護水平方面全面領先,全面提升技術賦能、數據賦能、平臺賦能能力。

        “十四五”期間,隨著數字經濟、數據生產要素、新基建、“雙碳”目標及新型電力系統等新國家戰略發展要求,數字化轉型及數字電網建設將深入推進,將全面升級技術架構,構建全新的“4321+”(建設四類數字化應用、三大體系、兩大支撐、一個中臺)新架構。數字電網以先進數字技術打通源網荷儲各環節,貫穿“發輸變配用”全過程,提升對大電網的“可觀、可測、可控”水平,以數字電網為核心承載,全力推動新型電力系統建設。

        數字電網建設將促進數字技術與電網技術、業務和生態融合演進。南方電網公司將與社會各界攜手,共同推進數字電網建設,促進我國能源產業轉型升級,推動能源產業變革,提高我國能源行業的整體開放程度,促進能源可持續發展,助力國家治理體系和治理能力現代化建設,為數字經濟和數字中國建設貢獻力量。 (陳彬 梁錦照 余蕓)

        延伸閱讀

        數字電網發展歷程

        2018年12月

        發布《第四次工業革命對電網轉型影響》報告

        2019年5月

        《公司數字化轉型和數字南網建設行動方案(2019年版)》

        2019年6~7月

        ● 成立全球首家數字電網

        ● 研究院發布云大物移智專項規劃

        ● 南網云上線

        2019年9月

        人工智能平臺上線

        2019年12月

        ● 互聯網平臺上線

        ● 旁站式數據中心升級為底座式數據中心

        ● 客戶服務平臺上線

        2020年年中

        孟振平董事長在公司工作座談會上提出技術驅動、業務需求驅動的“雙驅動”構想

        2020年8月

        運營管理平臺上線

        2020年10月

        《公司數字化轉型和數字電網建設促進管理及業務變革行動方案(2020年版)》

        2020年11月

        發布《數字電網白皮書》

        2020年12月

        南網“智瞰”“智搜”上線

        2021年1月

        啟動數字化轉型和數字電網建設促進三商轉型研究

        2021年4~6月

        電網管理平臺上線

        2021年7~11月

        ● 2021年7月,發布《南方電網公司數字化轉型和數字電網建設促進“三商”轉型行動方案》

        ● 2021年11月,參加“首屆數字政府建設峰會成果展”,充分展示以數字電網助力數字政府建設相關成果

        現場直擊

        上下游合力夯實“數字基座”

        15位院士專家學者共同探討“數字化轉型”和實現碳達峰、碳中和目標的發展之路

        12月15日,為期一天的首屆中央企業數字化轉型峰會數字電網分論壇在深圳圓滿落幕,本次論壇主題為“數字電網共創未來”,旨在積極落實國家關于建設“數字中國”“數字經濟”的相關要求,踐行國務院國資委關于“數字央企,領跑中國新征程”的戰略部署。

        論壇采用線上+線下方式開展,10余位院士、專家就“數字化轉型”和實現“雙碳”目標的發展之路這一主題進行了交流研討。國家能源局,國家電網公司、華為等10余家相關單位及企業的業務負責人應邀參加論壇。

        上下游攜手共同助力“雙碳”目標實現

        實現“雙碳”目標,能源是“主戰場”,電力是“主力軍”,數字化將發揮關鍵作用。

        一方負責發電,另一方負責將電能傳送到千家萬戶。作為產業鏈上下游,電網和電廠一直有著密不可分的聯系。本次數字電網分論壇,以數字化轉型助力“雙碳”目標實現再次成為雙方的聚合點。

        “我們充分利用數字技術,梳理企業業務流程和業務架構,提高管理效率,降低成本,確保公司‘加快建設世界一流現代化清潔能源企業’這一戰略目標盡快實現?!比A能集團科技創新與信息化部副主任梁昌乾認為,數字化、智能化將成為推動能源電力系統清潔化轉型,保障新型電力系統安全穩定高效運行的重要途徑。

        “我們制定的‘流域梯級水庫優化調度模型’投入實際應用以來,在廣西集控中心范圍內已經連續多年,實現了全流域電廠全年零棄水?!睋筇瓶萍紕撔屡c信息化部副主任楊琳介紹,大唐集團公司作為中央能源企業,將以數字化手段扎實推動能源技術創新,在確保自身碳達峰、碳中和目標如期實現的同時,助推全社會實現“雙碳”目標。

        “數字化轉型本質上是新一代信息技術驅動下的一場業務、管理和商業模式的深度變革與重構,技術是數字化轉型的支點,而業務是數字化轉型的內核?!敝袕V核智能科技(深圳)有限責任公司副總經理柳明認為,為發電企業數字化轉型提供方法論與應對策略,使其生產的能源更清潔低碳也是在為助力“雙碳”目標實現作貢獻。

        “以用電量為基礎,它能直接計算出電力間接碳排放量;結合政府公布的上一年化石能源消費值,它能測算化石能源直接碳排放總量、碳排放總量?!闭搲?,深圳供電局黨委副書記、董事、總經理李敏虹介紹了該局“雙碳大腦”的應用情況。李敏虹說,“雙碳大腦”不僅能為政府能耗監控、“雙碳”管理提供宏觀分析、指標展示、問題定位等大數據分析服務,同時,還能為工業園區、公共服務機構等提供能耗監測預警和咨詢服務,助力企業、機構降低運營成本。

        夯實基礎賦能新型電力系統建設提速

        “新型電力系統建設步伐不斷加快,新能源大幅增加,將帶來仿真模式、仿真技術、仿真應用場景的重大變革?!贬槍Ω弑壤履茉唇尤虢o新型電力系統帶來的挑戰,中國工程院院士、南方電網公司首席技術專家、南網科研院董事長饒宏給出了自己的方案,他認為,數字仿真技術是建設、運行好新型電力系統不可或缺的重要支撐。新型電力系統的仿真不僅要考慮交直流大電網影響,還需要考慮風、光、溫度等自然環境因素影響。仿真技術要依靠數字化技術協同創新,實現關鍵核心技術的重大突破。

        “我們將通過電力物聯網,將用戶側可調節資源納入電網在線調控范疇,采取虛擬電廠、共享儲能等多種業務方式,充分激發多元市場主體主動參與電網互動的積極性,推動‘源隨荷動’向‘源荷互動’轉變,以較低成本解決負荷‘尖峰化’難題?!贬槍π履茉唇尤虢o新型電力系統帶來的影響,國家電網公司互聯網部副主任樊濤給出了不同解決辦法。

        “如何將數據轉換為強大的‘電力+算力’,以數據流引領和優化能量流、業務流,實現對發電側的‘全面可觀、精確可測、高度可控’,對電網側形成云邊融合的動態、實時、精準調控,對用電側需求進行精準把握?當然就需要建設大型及超大型數據中心為海量數據存儲、計算、分析應用提供支撐?!惫究傂畔?、數字化部總經理吳小辰認為,提供強大的算力支持是建成新型電力系統的必要條件之一。

        “數字化轉型對業務部門來說就是數字化協同,先是關鍵設施的多套數字化系統打通融合設備化,再是實現物理網架投資、規劃、基建、生產、安全業務一體化融合,用資產全生命周期理念實現透明電網,實現設備可測、狀態可觀、決策可控?!淮a通全網,只看一個表’就是業務融合的最好體現?!惫旧疾靠偨浝礴娺B宏說。

        中國電子PKS行業專家、廣州中軟副總經理衛世光認為,通過數字電網推動構建新型電力系統的根本是建設全棧自主可控、本體安全、可信免疫的數字電網系統,應該把安全放在首位。

        華為企業咨詢服務部資深專家孫俏文認為,行業企業間存在數字化轉型“裂谷”,通過攜手發展,形成能力互補,將能進一步加快企業數字化進程。

        據了解,本屆中央企業數字化轉型峰會舉行期間,南方電網公司設在主論壇的數字電網建設展臺,在分論壇開展的數字化成果展還受到了行業內外的廣泛關注。

        南網傳媒全媒體記者 楊彬 通訊員 李金 周薇 朱婷婷 黃志偉

        典型案例

        數字化技術促進電網轉型發展

        深圳供電局以數字電網推動構建新型電力系統紀實

        數字平臺 夯實數字化轉型基礎

        2020年,深圳年客戶平均停電時間率先進入半小時圈,排名全國50個主要城市第一;福田中心區0.24分鐘/戶,達到世界領先水平……深圳供電局一直以來承擔南方電網公司數字化轉型的重任,從“先行先試”到“先行示范”,持續建設數字電網、數字運營、數字服務、數字產業,推動數字化技術與電網發展深度融合,打造新型電力系統,創造無數個全國第一,乃至全球第一,有力支撐了深圳電網安全、可靠、綠色、智能、高效運行。

        電網數字化轉型離不開技術的進步和革新。深圳作為全國經濟中心城市、綜合性國家科學中心,為科技創新提供了最肥沃的土壤。

        深圳供電局是全國最早開展信息化、智能化建設的電網企業之一,以數據促進業務和管理模式變革,積極打造能源類和服務類的企業數字化轉型示范。

        全國首個網地一體虛擬電廠運營管理平臺、南網首個“多站合一”數據中心、南網首個“雙碳”大腦項目……一系列創新成果的背后與深圳供電局一直以來大力倡導“勇于變革,樂于奉獻”的南網精神分不開。

        2019年,深圳供電局積極推動與行業頂尖企業的聯合創新,特別是與華為聯合的數字能源ICT聯合創新實驗室,為電力行業乃至全球提供了多項技術成果。

        在深圳南山智慧廣場里,深圳供電局打造了5140平方米的實體“雙創”基地,依托基地內科研、孵化平臺資源,大力發展“開放空間+開放技術平臺+產業資源+天使風投”的多層次孵化業務,入駐了電能質量實驗室、人工智能實驗室、直流配電實驗室以及30多家創新團隊,全力打造粵港澳大灣區乃至全國的數字能源創新高地,大量成果源源不斷從這里涌現出來應用于數字化電網建設。據統計,深圳供電局累計榮獲省部級及以上科技獎勵169項,有效專利數1680件。

        數字電網 “5G+”應用越來越廣泛

        從宏觀層面上看,5G已成為全球各國數字化戰略的先導領域,是國家數字化、信息化發展的基礎設施。隨著電網規模越來越大,輸變配電設備的數量也越來越多,“5G+數字電網”便應運而生,既有效提高電網巡視效率,又能為基層班組減負。

        在500千伏鵬城變電站,通過5G大帶寬、低時延網絡,智能巡檢機器人、5G攝像頭采集到的高清視頻圖像信息,僅用低至1毫秒的時間就回傳至指揮中心,將巡視效率提升了2.7倍。

        截至目前,深圳供電局已在全市高壓輸電線路上部署2727套智能攝像頭,并結合了可自動識別外力破壞隱患和設備缺陷的12種自研算法。通過新一代輸電智能巡檢系統,2小時就可以完成巡視工作,效率較人工作業提升了11倍。

        此外,位于深圳坂田的全球首條5GSA網絡配網使得當故障發生時,僅需0.02秒即可實現自動隔離,真正實現停電“零感知”。深圳供電局還有“5G+無人機”等諸多5G應用場景,創建多項行業第一。

        數字服務 市民足不出戶辦好電

        深圳數字電網建設的成效最終服務廣大市民。近年來,深圳供電局充分應用“云大物移智”等先進技術,打造智慧化的供電服務新模式。

        智慧渠道方面,深圳供電局全面實現機器代人,全市營業廳均完成智慧化改造;在南方電網先行建成網上營業廳、掌上營業廳、微信營業廳和支付寶生活號,所有用電業務線上辦理,實現數據“多跑路”、客戶“不用跑”。

        智慧繳費方面,推出“無感辦電、刷臉繳費”、電子合同及簽章等新型互聯網服務方式,實現“辦電不出門”。

        智慧運維方面,打造以客戶為中心的配網運維及服務模式,開發“停電地圖”,搶修進程像順豐送件一樣,全程可見可查,提升搶修復電效率和全過程服務體驗。

        智慧用電方面,自主研發具備電能計量、支持多通信模式和邊緣計算的智慧能源網關,目前已在深圳多個住宅小區試點應用。

        一系列的智慧服務也助推了用電營商環境的優化,深圳“獲得電力”指標自2019年開始評價以來始終保持第一,供電服務在深圳市公共服務公眾滿意度評價中連續11年排名第一。 (鄭婕鎣 朱婷婷 冷迪)

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