新型電力系統(tǒng)視角下電網業(yè)務數(shù)字化轉型路徑探討

秦士兵

（重慶廣匯供電服務有限責任公司信息通信分公司，重慶 400000）

0 引言

近年來，國內外對數(shù)字化轉型的研究很多。但現(xiàn)有研究大多包括企業(yè)轉型方法論和實施路徑的探索，電網企業(yè)的進一步數(shù)字化轉型主要基于電網數(shù)字化建設，管理轉型研究則基于電網數(shù)字化適配，很少報道公司層面的建設情況。為了加強新型電力系統(tǒng)優(yōu)質高效發(fā)展，進行了供電發(fā)展數(shù)字化轉型框架研究與決策業(yè)務路徑的探討，通過系統(tǒng)分析了新型電力系統(tǒng)向運行數(shù)字化轉變的典型特點、發(fā)展規(guī)模與條件，探討并提出了數(shù)字化的轉變目標。開發(fā)業(yè)務的時機抉擇和三個階段數(shù)字化轉換策略。最后，全面推動中國電網數(shù)字化轉變。

1 數(shù)字化轉型基本概念

1.1 信息化

國家有關發(fā)展戰(zhàn)略中提出，綜合運用信息技術史信息化的主要體現(xiàn)，于此同時開發(fā)運用信息資源，進行信息交互和知識共建共享，提高經濟增長質量，促進經濟社會發(fā)展轉變的歷史過程。在公司或部門開展的業(yè)務可以簡單地理解為：利用計算機和通信技術為日常工作服務，提高工作效率，即通過紙張到信息，以達到“線上”與“線下”的轉換。

1.2 數(shù)字化

數(shù)字化的概念為通過運用新型計算機技術，建立數(shù)據(jù)獲取、傳輸、保存、管理、反饋的信息閉環(huán)，以打通不同階段、各種行業(yè)之間的信息障礙，提升行業(yè)的運營效率，從而建立數(shù)據(jù)文化的服務體系。從商用方面考慮，利用新型技術，形成數(shù)據(jù)收集、傳遞、儲存、管理、反饋的閉環(huán)，打通各個階段、各種產業(yè)間的數(shù)據(jù)壁壘，提高產業(yè)整合運作效能，形成數(shù)字經營的系統(tǒng)。從商用方面考慮，還需掌握云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、人工智能等前沿科技，并利用這些技術把現(xiàn)實世界重新構成為數(shù)字社會，從而實現(xiàn)對物理社會的完全虛擬，并完成由“物理”到“虛擬”的轉換。

1.3 數(shù)字化轉型

國務院發(fā)展研究中心課題組給出數(shù)字化發(fā)展的概念為在數(shù)字化的基礎上，應用現(xiàn)代的信息技術意味著在根源上改善信息收集、管理、運算、儲存與傳遞的全過程，這一進程促進企業(yè)和行業(yè)內部的信息流通，打破企業(yè)的信息封鎖，促進整個產業(yè)的信息傳遞，提高效率，更新數(shù)字經濟體系。依靠電網運營商與能源設計院、建筑公司、設備供應商高效合作的生態(tài)利基優(yōu)勢上下游企業(yè)加強合作。

2 新型電力系統(tǒng)數(shù)字化轉型的要求

2.1 總體布局

利用數(shù)字信息技術，集成了能源與電網相關主題的天氣數(shù)據(jù)、氣候地理信息、電網數(shù)據(jù)，和將電力信息與數(shù)字信息技術緊密結合，為科技發(fā)展與電網運營利用信息資源，大力實現(xiàn)資源電力大數(shù)據(jù)“生產要素”，是資源優(yōu)化、分配與利用中的關鍵而重要的信息驅動行動，以實現(xiàn)資源態(tài)勢認知、全球管理與科學決策，推動資源管理系統(tǒng)的精細化操作與改革，改變企業(yè)傳統(tǒng)的運行管理模式。利用大數(shù)據(jù)分析技術，建立健全的企業(yè)管理系統(tǒng)，可根據(jù)新電能的各個行業(yè)領域構建合理的計算模式，并通過對各應用領域的行業(yè)數(shù)據(jù)分析不斷輸入迭代智能算法，優(yōu)化公司傳統(tǒng)的經營流程。同時通過經營管理模式改革與業(yè)務流程重塑，建立完善的公司數(shù)字生態(tài)，以確保新能源系統(tǒng)高水平運營。

新型電力系統(tǒng)在發(fā)電側以新能源為基礎，在設備側進行數(shù)字化改造提升，在消費側形成多層次源、電網、荷儲的整合[1]。新動力系統(tǒng)是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略的關鍵平臺，是強智能的向環(huán)保、安全、智慧的全方位轉型，它是工商界新動力模式的延續(xù)與拓展。

2.2 突出特點

未來電力系統(tǒng)的典型特點是分散型電網接入比率較大，源網荷儲協(xié)同調度，終端負載多重交互，基礎設施數(shù)字化賦能。

（1）高比例的分布式電源。新能源系統(tǒng)的核心特點是新能源接入比例高，未來新能源的廣泛接入將提供智能靈活、友好并網、靈活交互、主動支撐等服務。

（2）電源、網絡、負載、資料存儲的協(xié)調工作。未來電力系統(tǒng)要解決了面對著超高比例獲取新能源技術的巨大系統(tǒng)風險（即隨機性和波動性）的系統(tǒng)軟弱性問題，并充分利用了電網中大規(guī)模資源配置的巨大潛力。作為數(shù)據(jù)驅動的智慧調度網絡的一部分，已經形成了“源-網-荷-存儲”的全網協(xié)調運營規(guī)劃模型。

2.3 發(fā)展業(yè)務數(shù)字化轉型的新要求

針對新型電力系統(tǒng)未來發(fā)展規(guī)劃，提出了新要求。

（1）決策分析基于大數(shù)據(jù)[2]。為實現(xiàn)新能源系統(tǒng)多能互補、多互動的靈活運行，需要基于供電、電網、負荷等大數(shù)據(jù)的協(xié)同分析，做出合理決策。

（2）需要更多人的規(guī)劃。分布式供電的隨機性、負載的多樣化、用戶反應的不確定性給供電系統(tǒng)造成了極大的沖擊，原有的設計無負荷約束已無法適應，必須考慮電能質量、碳排放標準、最優(yōu)經濟性等各種約束條件的規(guī)劃。

3 “三階段”數(shù)字化轉型體系

國家電網公司了加大數(shù)字化規(guī)劃建設力度，業(yè)務驅動的數(shù)字化轉型仍處于探索階段。根據(jù)實際業(yè)務需求，制定轉型目標，明確時機，構建轉型體系框架，形成通用方法，達到對其他部門的參考效果。

3.1 轉型方向

在數(shù)據(jù)分析的基礎上，進行科學、嚴謹決策，實現(xiàn)“主動、智能、高效”開發(fā)業(yè)務的數(shù)字化轉型。在大數(shù)據(jù)挖掘的平臺上，企業(yè)實現(xiàn)高度智能、嚴謹決策，從而實現(xiàn)了“主動、智能、高效”開發(fā)業(yè)務的數(shù)字化轉型。積極主動體現(xiàn)在發(fā)展轉型的理念上，傳統(tǒng)轉型由“滿足需求”向“創(chuàng)造需求”的過渡。智能表現(xiàn)主要包括轉變策略與技術能力轉變兩個層面，即將傳統(tǒng)決策的評判方式轉化為“用數(shù)據(jù)說話，用數(shù)據(jù)做決策”；而技術能力的轉化已經由單一的傳統(tǒng)信息技術，向人工智能技術、強大數(shù)據(jù)挖掘能力和新一代信息技術的運用轉化。效率體現(xiàn)在管理模式上，從多階段到扁平化的“端到端、點對點”轉型。

3.2 時間選擇

根據(jù)“第二曲線理論”，任何一個增長曲線都將滑到拋物線的極限（增長極限），而持續(xù)增長的秘訣便是在第一曲線的極值點前出現(xiàn)了一個新的S 曲線。在這一點上，知識、方法和技能可以使新曲線完成初步的探索。數(shù)字化成為信息化發(fā)展的第二曲線，如圖1 所示，即信息化高峰前的數(shù)字化打破，成為高質量快速發(fā)展的關鍵，這說明推動經濟數(shù)字化轉型的重要性。

圖1 數(shù)字化是信息化的第二條曲線

3.3 數(shù)字化轉型體系框架建設思路

本文提出“前、中、后三期”的數(shù)字化轉型思路，分3個階段實現(xiàn)發(fā)展行業(yè)的數(shù)字化轉型，方向清晰、邏輯嚴謹清晰。在下層部門收集數(shù)字化需求，加快數(shù)字化發(fā)展的基礎建設。

3.3.1 第一階段

第一階段任務為整理業(yè)務、落實要求、鞏固基礎。

（1）組織業(yè)務——建立“業(yè)務骨干”。為保證業(yè)務清單實事求是、貼近基礎、不重復、不遺漏、準確排序，要深入基層，組織有相關單位參了加的座談會，經過反復討論，確定開發(fā)業(yè)務的骨干。

（2）功能細化——擴展功能分支。根據(jù)此前的業(yè)務梳理，對部分單位進行了三篇需求研究論文，包括對業(yè)務領域的需求層次化功能、數(shù)字化項目提案的提交、“在線電網”應用的完善等，然后對研究成果進行梳理，細化功能清單。

（3）項目要求——形成“項目可交付成果”。堅持工程“源于基層、服務基層”的原則。通過消除現(xiàn)有功能、確定優(yōu)先級和創(chuàng)建項目列表。在功能列表中，剔除了現(xiàn)有信息系統(tǒng)中所涉及的部分功能和“在線網格”的預上線功能，將剩余功能形成項目的列表[3]。然后，再從重要性與可行性兩個方面針對項目進行了分類，并分為了星級。

3.3.2 第二階段

在此階段，制定公司數(shù)字化轉型的目標，評估信息應用的當前狀態(tài)，并且從距離和接近中得出分步實施計劃。

從業(yè)務現(xiàn)狀出發(fā)，經歷了整合信息化、數(shù)字化提升、智能賦能3 個階段，實現(xiàn)開發(fā)業(yè)務轉型升級。在信息化鞏固階段，通過軟件系統(tǒng)的建設，鞏固開發(fā)業(yè)務的信息保障能力，業(yè)務完全在線化進行。企業(yè)全面在線化管理。通過數(shù)字化升級過程，導入內外部大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)挖掘和深化，增強科學決策水平[4]。在智慧賦能中，形成依托大數(shù)據(jù)分析技術和成熟人工智能手段、多情景應用的智慧決策。推動行業(yè)服務由需求驅動變?yōu)樽灾鬟x擇的需求，賦能的服務進行數(shù)字化改造提升。

3.3.3 第三階段

第三階段為開發(fā)應用。在迭代賦能的這一階段按照路徑和實施方案，結合基于數(shù)字化項目的最新數(shù)字化需求，開展數(shù)字化轉型的基礎建設，逐步發(fā)揮積極作用，迭代地進行，并逐漸朝目標方向推進[5]。

盡管整個轉型進程是按順序漸進和迭代進行的，而不是對現(xiàn)狀的重塑或完整的歷史傳承。第二步是明確了發(fā)展方向和規(guī)劃，第三階段則是按照實際需要的發(fā)展規(guī)劃，在現(xiàn)場施工流程中形成了相應的設計過程，并逐步完善，最后實現(xiàn)了數(shù)字化服務功能。在具體實施過程中，需要全面判斷數(shù)字化改造工程的可行性與重要性，判斷工程的實施能力，從易到難一步一步的進行。

4 電網規(guī)劃業(yè)務數(shù)字化轉型實例

以某省級電力公司電網規(guī)劃業(yè)務為例，應用提出的“三階段”數(shù)字化轉型架構和實施路徑公司數(shù)字化轉型計劃的法律、制定和規(guī)劃。

4.1 基本概況

從技術角度看，目前的電網規(guī)劃診斷和負荷預測診斷和分析了典型工況的最大負荷時間。經常賬戶沒有考慮分布式電力輸出和需求管理對用戶側的影響。在配電網的設計和分析中，只進行簡單的統(tǒng)計指標分析，一般不進行潮流、短路等電氣計算。方案的制定和優(yōu)化主要基于專家分析的方法，總體上需要提高對當前開發(fā)業(yè)務決策的定量支持。從管理層看，當前電網規(guī)劃具有數(shù)據(jù)管理不規(guī)范、地理信息數(shù)據(jù)二維應用、市政規(guī)劃參與不規(guī)范、需求導向、規(guī)劃邊界明確等特點。

4.2 前期方案

第一階段的重點是明確現(xiàn)階段數(shù)字化轉型的要求。按照區(qū)域覆蓋、層層細分、溯源的原則，根據(jù)文件將電網規(guī)劃業(yè)務分為多個專項。部分單位，通過分層功能要求三折調查、項目建議書數(shù)字化提交、“在線電網”等對應用進行了改進，并審核和接收了不同的功能要求，剔除了復雜元素，并通過篩選和審核最后接收了可使用的功能模塊要求。堅持工程功能“源于基層、服務基層”的原則。預上線功能“上網電網”，將其余功能統(tǒng)一形成工程需求清單。

4.3 中期方案

第二階段，聚焦于電網建設服務數(shù)字化發(fā)展思路。從現(xiàn)狀走向信息化、數(shù)字化、智能化，根據(jù)規(guī)劃服務的技術層次和管理層次，提出數(shù)字化改造的發(fā)展方向，涉及供電檢測和系統(tǒng)分析、負荷檢測、資源計劃和電力計量，管理層次涉及信息管理、與國家計劃的銜接、計劃周期和建設目標。

4.4 后期方案

通過對中期階段的業(yè)務技術規(guī)劃、數(shù)字化發(fā)展路線推導以及技術層面的方法制定等，已完成了幾個數(shù)字化課題。在實際施工與使用過程中，將逐步完善企業(yè)對客戶的進一步反饋，從而實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化的全面升級，并進一步推動了公司整體數(shù)字化改造的實現(xiàn)。

4.5 預期效果分析

通過開展行業(yè)數(shù)字化轉型的3 個階段工程，“主動、智能、高效”的發(fā)展策略主要表現(xiàn)如下：完成全部行業(yè)信息的資產管理系統(tǒng)，一切與發(fā)展決策有關的內部信息均納入數(shù)據(jù)中臺；達到了100%的內外部業(yè)務在線率。

5 結語

研究了中國新能源系統(tǒng)數(shù)字化轉變的典型特點、戰(zhàn)略目標與要求，并給出了面向業(yè)務的“三階段”數(shù)字化轉變框架與路徑推導的理論構建。最后，以某國家的城市建設規(guī)劃行業(yè)為例進行實踐和驗證，梳理電網設計行業(yè)的分類，從科技和經營二種方面提出信息化、數(shù)字化、智能化各環(huán)節(jié)的數(shù)字化改造設計的方法。已形成了多項數(shù)字化課題，為完成中國數(shù)字化轉型工作任務的積極、智能、快速的研究工作。成果對于進一步的更深入的中國數(shù)字化發(fā)展研究有重要參考價值。