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        新阶段 新格局 新动力

        南方电网公司数字电网建设的实践与探索

        信息来源:南方电网报  发布时间2021-12-17

          供电人员对装有5G信号的无人机进行自动巡线调试。 南网传媒全媒体记者 赖增鹏 摄

         

          12月14日,首届中央企业数字化转型峰会在深圳开幕。会上,南方电网公司总信息师、数字化部总经理吴小辰做了《南方电网数字电网建设实践与探索》的主题演讲,深度解读了数字电网建设的背景及定义,总结了两年来的建设成果,结合“十四五”规划和新型电力系统发展要求,展望了数字电网的发展方向。

          顺势探索,数字电网应势而生

          2020年11月13日,南方电网公司全球首发《数字电网白皮书》,正式提出“数字电网”概念。会议上,吴小辰代表南方电网公司从技术革命、数字经济、国家战略、能源革命四个方面进一步深度分析了数字电网的建设必要性,数字电网建设将数字技术与实体经济深度融合,适应新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展,响应了数字中国、能源革命、数字经济等国家战略部署,赋能传统产业转型升级,催生新产业、新业态、新模式,提升人民用能获得感和满意度,将对经济社会发展和生产生活方式带来深远影响。

          早在2019年,南方电网公司党组书记、董事长孟振平提出“紧紧把握第四次工业革命的历史机遇,将先进数字技术与业务深度融合,建成覆盖电网全环节、贯穿业务全过程、辐射能源产业链上下游的数字平台,实现电网数字化、运营数字化和能源生态系统数字化,推动公司向数字电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型,建设具有全球竞争力的世界一流企业”的战略目标。经过两年多的数字电网建设实践,我们更加坚信并明确“数字电网”是“数字中国”在电网行业的具体实践。

          数字电网可从广度、深度、速度、跨度四个维度深度解读。广度上,覆盖电网全环节,贯穿业务全过程;深度上,新一代数字技术与业务的深度融合,不断促进电网技术进步与经营管理效能提升;速度上,实现电网实时感知、处理、分析、计算的同时,促进企业对内、外部环境的全面洞察和快速反应;跨度上,有效推动产业整合和延伸,催生平台经济,支撑内外部服务撮合,促进能源生态系统形成。

          与21世纪初提出的智能电网不同,智能电网聚焦提高电网对新能源的接纳能力,实现能源可持续发展;而数字电网侧重于建设具备特大型数字化服务能力的新型能源网络,其服务范围从能源领域拓展到经济社会发展等层面;数字电网具有物理属性、技术属性、价值属性三大属性和本体安全、绿色消纳、平台赋能、数据驱动、开放共享、价值创造六大特征,将推动南方电网公司向数字电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型,提升社会电力获得感,践行国家能源战略,支撑“数字中国”建设。

          攻坚克难,数字电网成效显著

          近两年,南方电网公司加速推进数字电网建设,南网云、底座式数据中心、全域物联网、人工智能平台、区块链平台等数字化基础平台陆续建成投运,有效集中了全网计算、存储和数据资源,优化资源配置,构建了集中、开放、共享、智能、安全的新一代数字技术服务体系,并统筹推进数字电网、数字运营、数字服务、数字产业四大建设方向,数字化技术深入赋能业务创新变革,实现了“一码通全网、一次都不跑、只填一张表、就看一张图”,数字电网建设已初具规模。

          数字电网总体架构包含技术架构、安全运行体系、数据资产管理体系和数字化保障体系。吴小辰对技术架构做了深度解读,基础设施层构建了“云管边端”的技术架构,支撑数据规模化采集、传输、存储、计算等要求;技术平台层包括南网云、大数据、物联网、人工智能、区块链等基础技术平台,其中,云数融合的数据中心是南网的一大特色,实现了全网数据集中管理,为全网用户提供统一的数据服务。企业级中台包含了四大中台,分别是业务中台、技术中台、数据中台和安全中台,支撑各类业务场景的快速构建和敏捷迭代和智慧升级。

          吴小辰还从数字电网、数字运营、数字服务、数字产业四个方面阐述了南方电网公司在数字化应用方面的成效。

          数字电网应用是物理电网在数字世界的完整映射,数字世界信息融合推演的结果反馈至物理电网,实现对物理电网优化与重构,让电网更加绿色、安全、高效、经济,达成状态全面感知、设备智能化、数字孪生电网的效果。南方电网公司利用数字化技术对物理电网的结构、设备及运行状态等进行模拟、感知、分析和预测,使电网更加智能、可靠、灵活、高效,适应分布式能源接入和差异化的用户需求。

          数字运营是将数字技术融入电网企业生产、管理和经营全过程,赋能数字化运营与决策。实现管理化繁为简,以数据驱动业务流程再造和组织结构优化,打通业务壁垒,促进跨层级、跨系统、跨部门、跨业务的高效协作。

          数字服务是客户服务过程中的数字化交互、自动化服务和智能化体验。电网企业构建现代供电服务体系,以“服务用户、获取市场”为导向建设敏捷前台,以“资源共享、能力复用”为核心建设高效中台,以“系统支持、全面保障”为宗旨建设坚强后台,实现线上线下的无缝连接,打造流程简洁、反应迅速、灵活定制的应用服务,提高服务效率和客户体验。全南网近2.3亿客户可以在这同一平台上完成查询、缴费、报装申请、服务投诉等业务。

          南方电网公司利用智能眼镜、无人机、流程机器人等智能配件打造数字化员工,并致力实现数字化员工、统一电力市场交易平台、客户服务平台、政务服务、金融服务,并深化“南网在线”智慧营业厅建设,通过用电用能数据的聚合贯通,创新管制业务和增值服务产品,实现用电“一次也不跑”,全力优化电力营商环境。

          数字产业则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,通过构建面向政府、能源产业上下游、客户等产业链相关方的统一数字业务技术平台,使得能量、数据、服务自由交易,创新平台各方的交易和交互方式,强化电网企业在能源产业价值链的整合能力,支撑企业向能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型。南方电网公司致力于打破行业壁垒,打通实业与金融、内部与外部、产业链上下游,实现数据赋能,创造数字化业态。

          未来可期,数字电网建设展望

          “十四五”时期是数字化转型和数字电网建设的关键时期,南方电网公司将按照“巩固、完善、提升、发展”的策略,推动数字化建设的可持续发展。一是以业务为主线,在数字电网智能化程度、企业运行效率、客户优质服务、数字产业成效方面全面领先,构建电网新形态、企业的新业态、能源新生态;二是以技术为主线,在中台运营能力、技术底座支撑能力、数据生产要素价值、网络安全防护水平方面全面领先,全面提升技术赋能、数据赋能、平台赋能能力。

          “十四五”期间,随着数字经济、数据生产要素、新基建、“双碳”目标及新型电力系统等新国家战略发展要求,数字化转型及数字电网建设将深入推进,将全面升级技术架构,构建全新的“4321+”(建设四类数字化应用、三大体系、两大支撑、一个中台)新架构。数字电网以先进数字技术打通源网荷储各环节,贯穿“发输变配用”全过程,提升对大电网的“可观、可测、可控”水平,以数字电网为核心承载,全力推动新型电力系统建设。

          数字电网建设将促进数字技术与电网技术、业务和生态融合演进。南方电网公司将与社会各界携手,共同推进数字电网建设,促进我国能源产业转型升级,推动能源产业变革,提高我国能源行业的整体开放程度,促进能源可持续发展,助力国家治理体系和治理能力现代化建设,为数字经济和数字中国建设贡献力量。 (陈彬 梁锦照 余芸)

          延伸阅读

          数字电网发展历程

          2018年12月

          发布《第四次工业革命对电网转型影响》报告

          2019年5月

          《公司数字化转型和数字南网建设行动方案(2019年版)》

          2019年6~7月

          ● 成立全球首家数字电网

          ● 研究院发布云大物移智专项规划

          ● 南网云上线

          2019年9月

          人工智能平台上线

          2019年12月

          ● 互联网平台上线

          ● 旁站式数据中心升级为底座式数据中心

          ● 客户服务平台上线

          2020年年中

          孟振平董事长在公司工作座谈会上提出技术驱动、业务需求驱动的“双驱动”构想

          2020年8月

          运营管理平台上线

          2020年10月

          《公司数字化转型和数字电网建设促进管理及业务变革行动方案(2020年版)》

          2020年11月

          发布《数字电网白皮书》

          2020年12月

          南网“智瞰”“智搜”上线

          2021年1月

          启动数字化转型和数字电网建设促进三商转型研究

          2021年4~6月

          电网管理平台上线

          2021年7~11月

          ● 2021年7月,发布《南方电网公司数字化转型和数字电网建设促进“三商”转型行动方案》

          ● 2021年11月,参加“首届数字政府建设峰会成果展”,充分展示以数字电网助力数字政府建设相关成果

          现场直击

          上下游合力夯实“数字基座”

          15位院士专家学者共同探讨“数字化转型”和实现碳达峰、碳中和目标的发展之路

          12月15日,为期一天的首届中央企业数字化转型峰会数字电网分论坛在深圳圆满落幕,本次论坛主题为“数字电网共创未来”,旨在积极落实国家关于建设“数字中国”“数字经济”的相关要求,践行国务院国资委关于“数字央企,领跑中国新征程”的战略部署。

          论坛采用线上+线下方式开展,10余位院士、专家就“数字化转型”和实现“双碳”目标的发展之路这一主题进行了交流研讨。国家能源局,国家电网公司、华为等10余家相关单位及企业的业务负责人应邀参加论坛。

          上下游携手共同助力“双碳”目标实现

          实现“双碳”目标,能源是“主战场”,电力是“主力军”,数字化将发挥关键作用。

          一方负责发电,另一方负责将电能传送到千家万户。作为产业链上下游,电网和电厂一直有着密不可分的联系。本次数字电网分论坛,以数字化转型助力“双碳”目标实现再次成为双方的聚合点。

          “我们充分利用数字技术,梳理企业业务流程和业务架构,提高管理效率,降低成本,确保公司‘加快建设世界一流现代化清洁能源企业’这一战略目标尽快实现。”华能集团科技创新与信息化部副主任梁昌乾认为,数字化、智能化将成为推动能源电力系统清洁化转型,保障新型电力系统安全稳定高效运行的重要途径。

          “我们制定的‘流域梯级水库优化调度模型’投入实际应用以来,在广西集控中心范围内已经连续多年,实现了全流域电厂全年零弃水。”据大唐科技创新与信息化部副主任杨琳介绍,大唐集团公司作为中央能源企业,将以数字化手段扎实推动能源技术创新,在确保自身碳达峰、碳中和目标如期实现的同时,助推全社会实现“双碳”目标。

          “数字化转型本质上是新一代信息技术驱动下的一场业务、管理和商业模式的深度变革与重构,技术是数字化转型的支点,而业务是数字化转型的内核。”中广核智能科技(深圳)有限责任公司副总经理柳明认为,为发电企业数字化转型提供方法论与应对策略,使其生产的能源更清洁低碳也是在为助力“双碳”目标实现作贡献。

          “以用电量为基础,它能直接计算出电力间接碳排放量;结合政府公布的上一年化石能源消费值,它能测算化石能源直接碳排放总量、碳排放总量。”论坛上,深圳供电局党委副书记、董事、总经理李敏虹介绍了该局“双碳大脑”的应用情况。李敏虹说,“双碳大脑”不仅能为政府能耗监控、“双碳”管理提供宏观分析、指标展示、问题定位等大数据分析服务,同时,还能为工业园区、公共服务机构等提供能耗监测预警和咨询服务,助力企业、机构降低运营成本。

          夯实基础赋能新型电力系统建设提速

          “新型电力系统建设步伐不断加快,新能源大幅增加,将带来仿真模式、仿真技术、仿真应用场景的重大变革。”针对高比例新能源接入给新型电力系统带来的挑战,中国工程院院士、南方电网公司首席技术专家、南网科研院董事长饶宏给出了自己的方案,他认为,数字仿真技术是建设、运行好新型电力系统不可或缺的重要支撑。新型电力系统的仿真不仅要考虑交直流大电网影响,还需要考虑风、光、温度等自然环境因素影响。仿真技术要依靠数字化技术协同创新,实现关键核心技术的重大突破。

          “我们将通过电力物联网,将用户侧可调节资源纳入电网在线调控范畴,采取虚拟电厂、共享储能等多种业务方式,充分激发多元市场主体主动参与电网互动的积极性,推动‘源随荷动’向‘源荷互动’转变,以较低成本解决负荷‘尖峰化’难题。”针对新能源接入给新型电力系统带来的影响,国家电网公司互联网部副主任樊涛给出了不同解决办法。

          “如何将数据转换为强大的‘电力+算力’,以数据流引领和优化能量流、业务流,实现对发电侧的‘全面可观、精确可测、高度可控’,对电网侧形成云边融合的动态、实时、精准调控,对用电侧需求进行精准把握?当然就需要建设大型及超大型数据中心为海量数据存储、计算、分析应用提供支撑。”公司总信息师、数字化部总经理吴小辰认为,提供强大的算力支持是建成新型电力系统的必要条件之一。

          “数字化转型对业务部门来说就是数字化协同,先是关键设施的多套数字化系统打通融合设备化,再是实现物理网架投资、规划、基建、生产、安全业务一体化融合,用资产全生命周期理念实现透明电网,实现设备可测、状态可观、决策可控。‘一码通全网,只看一个表’就是业务融合的最好体现。”公司生技部总经理钟连宏说。

          中国电子PKS行业专家、广州中软副总经理卫世光认为,通过数字电网推动构建新型电力系统的根本是建设全栈自主可控、本体安全、可信免疫的数字电网系统,应该把安全放在首位。

          华为企业咨询服务部资深专家孙俏文认为,行业企业间存在数字化转型“裂谷”,通过携手发展,形成能力互补,将能进一步加快企业数字化进程。

          据了解,本届中央企业数字化转型峰会举行期间,南方电网公司设在主论坛的数字电网建设展台,在分论坛开展的数字化成果展还受到了行业内外的广泛关注。

          南网传媒全媒体记者 杨彬 通讯员 李金 周薇 朱婷婷 黄志伟

          典型案例

          数字化技术促进电网转型发展

          深圳供电局以数字电网推动构建新型电力系统纪实

          数字平台 夯实数字化转型基础

          2020年,深圳年客户平均停电时间率先进入半小时圈,排名全国50个主要城市第一;福田中心区0.24分钟/户,达到世界领先水平……深圳供电局一直以来承担南方电网公司数字化转型的重任,从“先行先试”到“先行示范”,持续建设数字电网、数字运营、数字服务、数字产业,推动数字化技术与电网发展深度融合,打造新型电力系统,创造无数个全国第一,乃至全球第一,有力支撑了深圳电网安全、可靠、绿色、智能、高效运行。

          电网数字化转型离不开技术的进步和革新。深圳作为全国经济中心城市、综合性国家科学中心,为科技创新提供了最肥沃的土壤。

          深圳供电局是全国最早开展信息化、智能化建设的电网企业之一,以数据促进业务和管理模式变革,积极打造能源类和服务类的企业数字化转型示范。

          全国首个网地一体虚拟电厂运营管理平台、南网首个“多站合一”数据中心、南网首个“双碳”大脑项目……一系列创新成果的背后与深圳供电局一直以来大力倡导“勇于变革,乐于奉献”的南网精神分不开。

          2019年,深圳供电局积极推动与行业顶尖企业的联合创新,特别是与华为联合的数字能源ICT联合创新实验室,为电力行业乃至全球提供了多项技术成果。

          在深圳南山智慧广场里,深圳供电局打造了5140平方米的实体“双创”基地,依托基地内科研、孵化平台资源,大力发展“开放空间+开放技术平台+产业资源+天使风投”的多层次孵化业务,入驻了电能质量实验室、人工智能实验室、直流配电实验室以及30多家创新团队,全力打造粤港澳大湾区乃至全国的数字能源创新高地,大量成果源源不断从这里涌现出来应用于数字化电网建设。据统计,深圳供电局累计荣获省部级及以上科技奖励169项,有效专利数1680件。

          数字电网 “5G+”应用越来越广泛

          从宏观层面上看,5G已成为全球各国数字化战略的先导领域,是国家数字化、信息化发展的基础设施。随着电网规模越来越大,输变配电设备的数量也越来越多,“5G+数字电网”便应运而生,既有效提高电网巡视效率,又能为基层班组减负。

          在500千伏鹏城变电站,通过5G大带宽、低时延网络,智能巡检机器人、5G摄像头采集到的高清视频图像信息,仅用低至1毫秒的时间就回传至指挥中心,将巡视效率提升了2.7倍。

          截至目前,深圳供电局已在全市高压输电线路上部署2727套智能摄像头,并结合了可自动识别外力破坏隐患和设备缺陷的12种自研算法。通过新一代输电智能巡检系统,2小时就可以完成巡视工作,效率较人工作业提升了11倍。

          此外,位于深圳坂田的全球首条5GSA网络配网使得当故障发生时,仅需0.02秒即可实现自动隔离,真正实现停电“零感知”。深圳供电局还有“5G+无人机”等诸多5G应用场景,创建多项行业第一。

          数字服务 市民足不出户办好电

          深圳数字电网建设的成效最终服务广大市民。近年来,深圳供电局充分应用“云大物移智”等先进技术,打造智慧化的供电服务新模式。

          智慧渠道方面,深圳供电局全面实现机器代人,全市营业厅均完成智慧化改造;在南方电网先行建成网上营业厅、掌上营业厅、微信营业厅和支付宝生活号,所有用电业务线上办理,实现数据“多跑路”、客户“不用跑”。

          智慧缴费方面,推出“无感办电、刷脸缴费”、电子合同及签章等新型互联网服务方式,实现“办电不出门”。

          智慧运维方面,打造以客户为中心的配网运维及服务模式,开发“停电地图”,抢修进程像顺丰送件一样,全程可见可查,提升抢修复电效率和全过程服务体验。

          智慧用电方面,自主研发具备电能计量、支持多通信模式和边缘计算的智慧能源网关,目前已在深圳多个住宅小区试点应用。

          一系列的智慧服务也助推了用电营商环境的优化,深圳“获得电力”指标自2019年开始评价以来始终保持第一,供电服务在深圳市公共服务公众满意度评价中连续11年排名第一。 (郑婕蓥 朱婷婷 冷迪)

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