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國網數(shù)字化部主任 魏曉菁:解讀《新型電(diàn)力系統數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系白皮書(shū)》背景、目标及意義更新時(shí)間(jiān):2022-07-25 │ 點擊數(shù):

來(lái)源:電(diàn)力标準快訊 2022-07-25 10:41 發表于河(hé)北



       第五屆數(shù)字中國建設峰會(huì)智慧能源分論壇由國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司主辦,本次論壇是國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司在數(shù)字中國建設峰會(huì)第二次舉辦分論壇,主題是“數(shù)字賦能能源轉型,創新引領智慧發展”。國網福建省電(diàn)力有(yǒu)限公司、國網信息通(tōng)信産業集團有(yǒu)限公司、福州市人(rén)民政府共同承辦,主要包括觀看數(shù)字化宣傳片、領導緻辭、發布《新型電(diàn)力系數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系白皮書(shū)》、嘉賓主旨演講等四個(gè)部分。

       國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司數(shù)字化部主任 魏曉菁:尊敬的各位領導、各位專家(jiā)、各位來(lái)賓,大(dà)家(jiā)下午好!非常高(gāo)興能夠相會(huì)在福建,相會(huì)在數(shù)字中國建設峰會(huì),與大(dà)家(jiā)共同就智慧能源的話(huà)題進行(xíng)交流和(hé)討(tǎo)論,也非常榮幸能夠代表國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司,就《新型電(diàn)力系統數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系白皮書(shū)》進行(xíng)正式的發布。當前,能源電(diàn)力發展面臨着保障安全可(kě)靠供應、加快清潔低(dī)碳轉型、助力實現“雙碳”目标的重大(dà)戰略任務。國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司貫徹新發展理(lǐ)念,自覺肩負責任使命,圍繞建設具有(yǒu)中國特色國際領先的能源互聯網企業的戰略目标和(hé)“一體(tǐ)四翼”的發展布局,全力構建新型電(diàn)力系統。國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司去年發布了新型電(diàn)力系統建設行(xíng)動方案。在此基礎上(shàng),結合發展需求,經過多(duō)輪次的論證、調研、分析,今年完成了新型電(diàn)力系統數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系的設計(jì)工作(zuò),目前已經投入到了建設實踐之中。結合相關的內(nèi)容,國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司整理(lǐ)形成了《新型電(diàn)力系統技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系的白皮書(shū)》,正式對社會(huì)發布,希望能夠凝聚社會(huì)各方的力量,共同推動新型電(diàn)力系統的建設。下面,我就三個(gè)方面與大(dà)家(jiā)進行(xíng)分享。

       第一方面,背景與意義。

       新型電(diàn)力系統承載着能源轉型的曆史使命,是清潔低(dī)碳、安全高(gāo)效能源體(tǐ)系的重要組成部分,具有(yǒu)清潔低(dī)碳、安全可(kě)控、靈活高(gāo)效、智能友(yǒu)好、開(kāi)放互動等特征。同時(shí),随着能源格局的深刻調整,給電(diàn)源結構、負荷特性、電(diàn)網形态、技(jì)術(shù)基礎和(hé)運行(xíng)特征帶來(lái)了深刻的變化。新型電(diàn)力系統的新特征、新變化,對電(diàn)網數(shù)字化提出了一系列的新要求,主要體(tǐ)現在五個(gè)方面:

       第一,範圍更廣。新型電(diàn)力系統的采集控制(zhì)對象範圍更廣、規模更大(dà),而且逐步向配用電(diàn)側延伸和(hé)下沉。大(dà)量的對象單元容量低(dī)、位置分散,需要統籌采集側控的管理(lǐ),同時(shí)提升采集側控的有(yǒu)效性。第二,環節更多(duō)。新型電(diàn)力系統源網荷儲各環節緊密銜接、協同互動,打破了原來(lái)傳統電(diàn)網依賴于分環節、分條塊數(shù)據應用的邊界,需要統籌彙聚應用全網的采集側控數(shù)據,來(lái)應對新能源出力不确定性等一系列的問題。第三,時(shí)效性更強。新型電(diàn)力系統業務開(kāi)展需要全環節海量數(shù)據的實時(shí)彙聚和(hé)高(gāo)效處理(lǐ),對數(shù)據的采、傳、存、用,提出了更高(gāo)的時(shí)效性要求。需要統籌提升采集感知的頻度,以及計(jì)算(suàn)的算(suàn)力、網絡的通(tōng)道(dào)和(hé)安全防護的能力、水(shuǐ)平,來(lái)共同提供支撐。第四,随機性更高(gāo)。新型電(diàn)力系統的電(diàn)源側和(hé)負荷側,均呈現了強随機性,對電(diàn)網的安全穩定運行(xíng)提出了更高(gāo)的要求,需要統籌優化現有(yǒu)的控制(zhì)方式,應用多(duō)種控制(zhì)策略,建立靈活、可(kě)靠、經濟的控制(zhì)手段。第五,服務更多(duō)元。新型電(diàn)力系統在支撐電(diàn)力系統安全穩定運行(xíng)的同時(shí),還(hái)要服務國家(jiā)“雙碳”目标的落地,需要統籌電(diàn)、碳相關數(shù)據的采集和(hé)相關應用的要求,來(lái)支撐像碳監測、碳核查、碳交易等一系列的應用。

       數(shù)字技(jì)術(shù)也為(wèi)新型電(diàn)力系統的構建帶來(lái)了可(kě)能。

       第一,在連接方面帶來(lái)了廣泛的互聯互通(tōng)的新可(kě)能。利用先進的數(shù)字傳感、物聯技(jì)術(shù),可(kě)以支撐新型電(diàn)力系統各類對象的随需接入。第二,在算(suàn)力方面帶來(lái)了全局協同計(jì)算(suàn)的新可(kě)能。利用雲計(jì)算(suàn)、邊緣計(jì)算(suàn)等數(shù)字技(jì)術(shù),可(kě)以構建全局的算(suàn)力服務,來(lái)支撐海量的新能源設備和(hé)用能設施的在線監測、分層分級的控制(zhì)。第三,在數(shù)據方面帶來(lái)了全局在線透明(míng)的新可(kě)能。利用大(dà)數(shù)據技(jì)術(shù),統籌源網荷儲各環節的數(shù)據資源,可(kě)以實現電(diàn)源出力和(hé)用電(diàn)負荷的精準模拟預測,推動新型電(diàn)力系統全環節在線、全業務透明(míng)。第四,在智能方面帶來(lái)了智能友(yǒu)好互動的新可(kě)能。利用人(rén)工智能等技(jì)術(shù)與電(diàn)網業務深度融合,可(kě)以實現對全環節海量分散對象的智能協調控制(zhì),支持各類設備即插即用。新型電(diàn)力系統建設必然要求數(shù)字技(jì)術(shù)和(hé)能源技(jì)術(shù)深度融合、廣泛應用,實現電(diàn)網數(shù)字化轉型。同時(shí),電(diàn)網數(shù)字化轉型與新型電(diàn)力系統構建也需要相互作(zuò)用、相融并進,沒有(yǒu)電(diàn)網數(shù)字化轉型,就沒有(yǒu)新型電(diàn)力系統。電(diàn)網數(shù)字化轉型需要構建頂層的數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系,來(lái)實現電(diàn)網數(shù)字化的全局建設,在更大(dà)範圍、更高(gāo)頻度、更深層次來(lái)推動數(shù)字化資源的優化配置,來(lái)更好地支撐和(hé)服務新型電(diàn)力系統建設。

       第二方面,目标和(hé)原則。

       構建新型電(diàn)力系統數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系總體(tǐ)目标,是深入貫徹“四個(gè)革命、一個(gè)合作(zuò)”能源安全新戰略,和(hé)構建新型電(diàn)力系統的相關需要。以數(shù)字技(jì)術(shù)為(wèi)驅動力,以企業級統籌為(wèi)抓手,以數(shù)據為(wèi)核心要素,堅持架構中台化、數(shù)據價值化、業務智能化,打造精準反映、狀态及時(shí)、全域計(jì)算(suàn)、協同聯動的新型電(diàn)力系統數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系,來(lái)統籌新型電(diàn)力系統各環節的感知和(hé)連接,強化共建、共享和(hé)共用,融合數(shù)字系統的計(jì)算(suàn)分析,來(lái)提升電(diàn)網可(kě)觀、可(kě)測、可(kě)調、可(kě)控的能力,構建形成數(shù)字智能電(diàn)網,來(lái)高(gāo)質量地推進新型電(diàn)力系統建設。數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系的特征是精準反映、狀态及時(shí)、全域計(jì)算(suàn)和(hé)協同聯動。在精準反映方面,需要整合新型電(diàn)力系統各環節的設備拓撲等數(shù)據,統一源網荷儲對象的數(shù)據标準,精準反映實體(tǐ)電(diàn)網站(zhàn)、線、電(diàn)互相關的關系和(hé)位置信息,來(lái)實現數(shù)字電(diàn)網對實體(tǐ)電(diàn)網的精準映射,提升可(kě)觀測、可(kě)描述的能力。在狀态及時(shí)方面,基于物聯感知和(hé)分析計(jì)算(suàn),可(kě)以全面地提升新型電(diàn)力系統各環節狀态和(hé)及時(shí)的感知能力,來(lái)實現用戶側的分鍾級采集,以及精準控制(zhì),滿足以環節對象靈活控制(zhì)的需要。在協同計(jì)算(suàn)方面,需要統籌數(shù)字化的基礎資源,站(zhàn)在系統性、全局性的視(shì)角,來(lái)實現對新型電(diàn)力系統全環節、全業務來(lái)提供計(jì)算(suàn)服務,支撐各類資源在更大(dà)空(kōng)間(jiān)、更大(dà)時(shí)間(jiān)範圍內(nèi)進行(xíng)優化配置。在協同聯動方面,要堅持架構中台化,推動全局能力共建、共享、共用,構建互動的生(shēng)态來(lái)推動源網荷儲協同互動和(hé)市場(chǎng)主體(tǐ)的廣泛參與。

       新型電(diàn)力系統技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系建設,需要遵從業務必要性、技(jì)術(shù)可(kě)行(xíng)性、經濟合理(lǐ)性和(hé)安全可(kě)靠性四個(gè)主要原則。同時(shí),在設計(jì)方面遵循四個(gè)方面的設計(jì)思路:第一,實體(tǐ)電(diàn)網和(hé)數(shù)字系統的融合。要充分發揮數(shù)據要素和(hé)計(jì)算(suàn)推演的作(zuò)用,構建電(diàn)網最小(xiǎo)化采集和(hé)數(shù)字系統計(jì)算(suàn)推演的技(jì)術(shù)體(tǐ)系,以更加經濟、更加合理(lǐ)、更加有(yǒu)效的方式,來(lái)實現實體(tǐ)電(diàn)網在數(shù)字空(kōng)間(jiān)的實時(shí)動态呈現和(hé)模拟決策。“最小(xiǎo)化采集+數(shù)字系統的計(jì)算(suàn)推演”,這個(gè)實質上(shàng)是我們技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系的一個(gè)核心,也就是說我們并不是要在我們電(diàn)力系統的全環節來(lái)進行(xíng)普遍的、廣泛的采集,而是要結合我們實際的需要和(hé)需求來(lái)進行(xíng)精準的采集。在精準采集的基礎上(shàng),結合我們對電(diàn)網的拓撲的感知和(hé)對電(diàn)網拓撲的管理(lǐ),來(lái)進行(xíng)計(jì)算(suàn)分析,來(lái)推演我們新型電(diàn)力系統各環節的狀态,來(lái)進行(xíng)新型電(diàn)力系統電(diàn)網一系列的控制(zhì)。所以,核心思想是以此來(lái)構建實體(tǐ)電(diàn)網在數(shù)字世界的一個(gè)孿生(shēng)體(tǐ),構建數(shù)字孿生(shēng)電(diàn)網的平台。第二,控制(zhì)系統與信息系統并舉。主要是要明(míng)确業務邊界,最小(xiǎo)化設定控制(zhì)系統的邊界。控制(zhì)系統主體(tǐ)是采用工業控制(zhì)的路線,來(lái)确保控制(zhì)系統可(kě)靠性、及時(shí)性和(hé)安全性,同時(shí)要充分發揮信息系統雲端化、平台化、智能化的技(jì)術(shù)優勢,來(lái)滿足互動的需要。第三,電(diàn)碳并重。在滿足新型電(diàn)力系統安全穩定運行(xíng)的同時(shí),也要支撐新能源高(gāo)比例大(dà)規模接入的同時(shí),來(lái)加強能源電(diàn)力系統碳監測、碳計(jì)量、碳交易等碳業務的開(kāi)展,來(lái)服務國家(jiā)雙碳目标的落地,就是電(diàn)碳并重。第四,數(shù)字賦能與管理(lǐ)優化并進。在推進技(jì)術(shù)融合創新的同時(shí),要注重業務模式的優化、管理(lǐ)模式的變革,堅持管理(lǐ)和(hé)技(jì)術(shù)的一體(tǐ)化推進。以數(shù)字技(jì)術(shù)驅動流程再造、業務重塑,同步推進管理(lǐ)優化,來(lái)改進電(diàn)網運行(xíng)模式和(hé)管理(lǐ)方式,激發生(shēng)産組織模式和(hé)互動方式的活力。

       第三個(gè)方面,體(tǐ)系框架。

       第一,架構藍(lán)圖。新型電(diàn)力系統數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系的整體(tǐ)框架分為(wèi)三區(qū)四層,即生(shēng)産控制(zhì)大(dà)區(qū)、管理(lǐ)信息大(dà)區(qū)和(hé)互聯網大(dà)區(qū)三區(qū),以及“采、傳、存、用”四個(gè)層次,構建以企業中台為(wèi)核心的架構體(tǐ)系,同時(shí)打造企業級的實時(shí)量測中心。通(tōng)過企業級實時(shí)量測中心,在線彙聚全環節的采集數(shù)據,融合數(shù)字系統的計(jì)算(suàn)分析,來(lái)提升電(diàn)網的可(kě)觀、可(kě)測、可(kě)調、可(kě)控的能力。

       在這個(gè)體(tǐ)系之中,要持續構建中台架構,同時(shí)也要明(míng)确兩個(gè)邊界,優化“采、傳、存、用”四個(gè)層次,尤其重點要着力實現“三個(gè)透明(míng)化”。一、實現設備透明(míng)化。主要是要提升設備本體(tǐ)和(hé)采集裝置的數(shù)字化水(shuǐ)平,通(tōng)過統一的物聯接入,來(lái)支撐各類型終端的即插即用,來(lái)促進感知設備的共建共享,這是設備的透明(míng)化。二、實現數(shù)據的透明(míng)化。打造企業級實時(shí)量測中心,在線按需彙聚全環節的采集數(shù)據,來(lái)滿足前端的各項應用需求,以企業級實時(shí)量測中心為(wèi)核心,來(lái)進行(xíng)數(shù)據的共享和(hé)共用。三、實現應用的透明(míng)化。打造企業級的應用服務,基于企業中台來(lái)沉澱共性的能力,來(lái)支撐各類業務靈活構建和(hé)應用的貫通(tōng)。

       第二,技(jì)術(shù)路線。做(zuò)到五個(gè)統籌:一、統籌基礎設施。按照企業全局共享的原則,統籌計(jì)算(suàn)算(suàn)力、通(tōng)信網絡和(hé)安全防護的基礎設施,來(lái)提升基礎設施的利用率,降低(dī)建設運維成本,滿足新型電(diàn)力系統全環節海量數(shù)據實時(shí)彙聚和(hé)高(gāo)效處理(lǐ)的需要。二、統籌感知管理(lǐ)。主要是全面提升設備本體(tǐ)和(hé)采集裝置的數(shù)字化、智能化水(shuǐ)平,按照“最小(xiǎo)化采集+數(shù)字系統計(jì)算(suàn)推演”的技(jì)術(shù)路線,來(lái)充分地應用已有(yǒu)感知設備,統籌優化新增感知設備的部署策略,來(lái)降低(dī)建設成本。同時(shí),通(tōng)過物聯管理(lǐ)平台,形成企業級的統一物聯接入能力,對管理(lǐ)信息大(dà)區(qū)和(hé)互聯網大(dà)區(qū)感知設備進行(xíng)統一的接入、管理(lǐ)和(hé)應用,實現各類感知設備的全局統籌和(hé)共建共享。三、統籌數(shù)據彙聚。在統一彙聚控制(zhì)系統和(hé)信息系統全環節數(shù)據的基礎上(shàng),打造企業級實時(shí)量測中心。同時(shí),基于數(shù)據中台構建曆史量測中心,來(lái)保障電(diàn)網資源資産信息同源。通(tōng)過數(shù)字系統的實時(shí)計(jì)算(suàn)推演和(hé)分析拟合,來(lái)實現實體(tǐ)電(diàn)網在數(shù)字空(kōng)間(jiān)的動态呈現。建設能源大(dà)數(shù)據中心,接入內(nèi)外部的能源數(shù)據,來(lái)支撐碳管理(lǐ)、綠電(diàn)交易和(hé)數(shù)據增值服務等業務的開(kāi)展。四、統籌支撐平台。重點是堅持架構的中台化,構建企業級全局共享的平台,統一業務、數(shù)據和(hé)技(jì)術(shù)的服務,實現能力跨專業複用、數(shù)據的全局共享,以及基于業務中台、數(shù)據中台和(hé)技(jì)術(shù)中台來(lái)支撐業務應用的快速靈活構建。五、統籌應用構建。按照統一規劃、統一設計(jì)、統一建設、統一運維的原則,來(lái)統籌新型電(diàn)力系統數(shù)字化應用的構建,來(lái)着力打造企業級全局的應用系統,來(lái)避免功能的交叉重複和(hé)數(shù)據的多(duō)頭采集,避免形成新的孤島和(hé)煙囪。

       第三,技(jì)術(shù)體(tǐ)系。以數(shù)據為(wèi)核心,重點圍繞主網和(hé)配網兩個(gè)層次,聚焦電(diàn)、非電(diàn)和(hé)碳三大(dà)類數(shù)據,對各層次的關系和(hé)數(shù)據流轉進行(xíng)設計(jì)。一、電(diàn)類數(shù)據。在主網側實現主網電(diàn)力數(shù)據的實時(shí)感知,并接入生(shēng)産控制(zhì)大(dà)區(qū),通(tōng)過企業級實時(shí)量測中心,來(lái)實現數(shù)據的實時(shí)轉發和(hé)統一的計(jì)算(suàn)服務。在配網側重點是通(tōng)過配網的最小(xiǎo)化采集和(hé)終端用戶的用電(diàn)信息采集等數(shù)據采集,來(lái)結合靜态電(diàn)網的網架拓撲,通(tōng)過計(jì)算(suàn)推演,來(lái)實現配網側的可(kě)觀、可(kě)測、可(kě)調、可(kě)控。二、非電(diàn)力數(shù)據。主要是指電(diàn)網的設備本體(tǐ),以及運行(xíng)環境的相關感知信息。通(tōng)過傳感器(qì)、攝像頭等裝置,來(lái)實現主配網非電(diàn)類數(shù)據的采集。通(tōng)過物聯管理(lǐ)平台,實現非電(diàn)類的智慧感知管理(lǐ)和(hé)數(shù)據接入,通(tōng)過企業級實時(shí)量測中心彙聚各類非電(diàn)的感知數(shù)據,為(wèi)應用提供實時(shí)數(shù)據的共享和(hé)服務。三、碳類數(shù)據。碳類數(shù)據主要包括火(huǒ)電(diàn)廠的碳計(jì)量數(shù)據、外部能源數(shù)據和(hé)用戶用電(diàn)數(shù)據,通(tōng)過能源大(dà)數(shù)據中心來(lái)實現外部能源數(shù)據的彙聚,并且傳送至數(shù)據中台,通(tōng)過兩級數(shù)據中台實現對碳相關數(shù)據的統一彙聚,來(lái)支撐相關碳數(shù)據的分析和(hé)業務的開(kāi)展。

       第四,支撐和(hé)保障。一、健全基層的支撐體(tǐ)系,通(tōng)過強化基層的數(shù)字化核心班組的建設,來(lái)強化數(shù)字電(diàn)網的支撐和(hé)維護,來(lái)統籌開(kāi)展各環節數(shù)據的采集、數(shù)據的治理(lǐ)、數(shù)據的應用和(hé)運維支撐的工作(zuò)。二、深化數(shù)據的定源定責,建立數(shù)據主人(rén)制(zhì),明(míng)确“一數(shù)一源、一源一責”的定源定責基礎機制(zhì),形成一套标準統一、責權明(míng)确的全局數(shù)據管理(lǐ)體(tǐ)系,為(wèi)新型電(diàn)力系統夯實我們的資源基礎。三、加強自主技(jì)術(shù)的研究,重點是要加強技(jì)術(shù)攻關的布局,融合大(dà)數(shù)據、人(rén)工智能等技(jì)術(shù)應用,來(lái)研究數(shù)字技(jì)術(shù)推演的新模式,聚焦新型的終端,數(shù)字的傳感等核心技(jì)術(shù),數(shù)字裝備的研制(zhì),來(lái)形成我們自主知識産權的數(shù)字能力。

       未來(lái),國家(jiā)電(diàn)網有(yǒu)限公司也将圍繞構建新型電(diàn)力系統、服務“雙碳”目标,始終發揮責任央企的表率作(zuò)用,以建設新型電(diàn)力系統數(shù)字技(jì)術(shù)支撐體(tǐ)系為(wèi)起點,以數(shù)字技(jì)術(shù)推進電(diàn)網更智能,以平台賦能推動運營更高(gāo)效,以業務創新推動服務更卓越,以雙碳布局促進能源更綠色,加快推動電(diàn)網向能源互聯網升級,為(wèi)促進能源清潔低(dī)碳轉型,保障國家(jiā)能源安全提供國網方案,貢獻國網力量。以上(shàng)是我發布的核心內(nèi)容,感謝各位領導、各位專家(jiā)的聆聽(tīng),謝謝大(dà)家(jiā)!