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数字电网是“数字中国”建设基础性环节
盘和林 05-05 09:53

数字化转型是实现电网变革的必由之路,当前,引领电网数字化转型的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。4月25日,第十八届中国南方电网国际技术论坛成功举办。此次论坛以“新型电力系统与数字电网建设”为主题,着力于探索粤港澳三地科技创新合作的长效机制,推动能源产业价值链整合,支撑能源生态系统的形成,以期合力解决碳达峰、碳中和背景下新型电力系统发展的关键共性问题。

“十四五”是我国能源高质量发展新阶段

从全球范围看,世界主要国家均把能源技术视为新一轮科技革命和产业革命的重要突破口,绿色低碳成为了能源技术创新的主要前进方向。在这一背景下,数字化催生下的电网变革,也应紧跟这一革命浪潮拥抱数字技术,抢占未来发展的战略制高点。

“十四五”时期是我国能源高质量发展的新阶段,亟须加快推动能源产业基础高级化和产业链现代化进程,探索能源行业与政府、上下游企业共同建设国家工业互联网,支撑国家工业体系现代化建设。这在客观上便要求电力等传统能源产业将生产资料、知识信息等转化为数字化的生产要素,因而数字电网成为了技术演进与低碳需求升级驱动下电网建设发展的一种新理念、新途径和新思路。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”等技术手段,对传统电网实现“全要素、全业务、全流程”的数字化转型,可显著增强电力系统“可观、可测、可控”的能力。数字电网将生产、管理、运营等一系列流程进行有效集成并实现数字化和智慧化管理,也为新能源的高效吸纳和电力资源的最优利用提供了可能。

数字电网是“数字中国”建设基础性环节

其一,从国家战略层面来看,充分进行数据采集和处理,是保障大规模新能源并网和消纳的基本条件。数字电网不仅是“数字中国”建设基础性环节,也是新能源大规模开发和利用的基础。数字电网建设将形成以电力系统为基础的具备特大规模数字化服务能力的融合型基础设施,可以有效支撑数字中国建设所需的更大范围的资源配置能力、灵活调节能力、安全管控与保障能力和快速响应能力。然而,传统电网的电力数据来源分散、结构多样、关系复杂,无法提供全面的数据资源和数据服务。相比之下,数字电网可以完成智能化决策,通过规划推演、方案模拟、预案验证等一系列数字化技术,实现对实体电网的动态优化和及时纠偏,这将有效提升能源效率、保障供电安全。另一方面,数字电网的广泛应用可使供电系统有效对接社会经济、政府服务等数据,充分发挥数字电网全覆盖、深感知的能源监测优势。

其二,从能源行业发展来看,数字电网是关系国计民生的能源产业的重要支柱,能源的优化配置有助于提高能效,是促进减排降碳、绿色发展的根本性举措。数字电网在提升电力系统安全、可靠、绿色、高效运行水平的基础上,可通过“电力+算力”融合,推动传统电力系统数字化转型变革,其所具备的巨量数据存储能力和强大的计算分析能力,不仅会提升能源行业的产业效率,也将通过实时精准的调控等满足碳排放、碳交易、城市治理等多元化的其他行业的外部需求,有助于重塑能源产业格局。具体来看,数字电网不仅可以实现多网融合、多能互补,向上游还可整合新能源和分布式能源;向下游也可整合智慧用能和需求侧管理,因而电网的数字化建设对能源行业的健康发展显得尤为迫切。

其三,从能源企业运营层面来看,传统电网企业的数字化转型可驱动企业管理和业务变革,进而提升企业的服务效率和协同效能。传统供电服务体系运转存在的共性问题是:专业末端融合不足,指挥调度效率缓慢,流程监管、服务投诉的管控约束力不够。这便可能直接导致在应对突发电网故障时难以作出及时的故障处理和运营维护。如果继续沿着原来的技术路径发展就容易形成路径依赖,将难以突破电力产业发展的瓶颈,更难以适应能源安全与低碳转型的平稳过渡。正因为如此,面向特定能源领域的有效智能算法与强大异构算力的有机融合,是传统电网适应新形态、新任务,满足规划、运行、管理新要求的重要手段。值得一提的是,南方电网公司与时俱进,推进电网深化发展,基于南网云可实现以数据驱动的智能电网规划、建设、运营,实现设备采购、制造、安装、运行、报废的全生命周期管理。在一定程度上发挥了数字技术与传统电网发展的叠加、聚合和倍增效应,也为拓展电动汽车、微电网、虚拟电厂、综合能源服务等商业模式提供了可能。

毫无疑问,数字电网的建设将使得未来电网的生产运行高度依赖网络化和信息化,网络安全和数据安全将成为数字电网平稳运行的重要保障。下一步,需要针对数字电网网络安全综合防护体系建设,开展防范应用安全风险的关键和共性技术,及前沿性、颠覆性技术的重点攻关,从而有效降低电网的系统运行风险。换而言之,数字电网的建设需要优势互补,数字电网开放、互动、共享的数字化平台属性仍要与物理电网安全、可靠、绿色、高效的能源配置属性相融合,在满足低碳、绿色、高效的前提下,确保新时代电网服务的安全和稳定。

(作者系浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任、研究员)

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