新能源輸送型電網設備數字化轉型路徑構建

富祿儀

（國網浙江省電力有限公司杭州供電公司）

0 引言

進一步落實“雙碳”目標，構建新能源輸送型全新電力系統，尤其在未來發展中，能源革命的全局性、復雜性、系統性被放在一個較高的位置，在能源供給模式、消費模式方面發生改變，如何解決發展難題已經成為熱點。現階段，數字經濟成為全球資源關鍵要素，優致力優化全球經濟結構，發揮具有數字化的創新性，滲透性，為新能源輸送型電力設備數字化轉型注入全新發展動力，落實能源安全新戰略思想，解決電網設備中存在的不足，創建為新型電力系統提供服務的支持思路，為我國電力設備的穩定發展奠定基礎。

1 新能源輸送端電網現狀分析

結合電網實際發展情況來說，主要存在如下幾種情況：

1.1 設備狀態感知有待提升

一些區域中的電網建設存在不足，尤其在電網高端實驗室建設能力方面有待增強，很多設備在獲取數據方面不全面，會受到檢測裝備帶來的一定限制，同時在進行直流設備檢測時，是無法離開制造廠商大力支撐的。比如，750千伏變壓器，由于是一種大型的儀器設備，依然存在檢修能力薄弱以及檢修裝備配置不理想的問題；設備源端不具備較強的感知性能，且設備在投運前期，需要重點將安裝工作落實到位，在此過程中，肯定會產生大量的數據信息，然而依然不能進行有效感知；每一類在線檢測終端突出了布點不足的問題，致使設備喪失了一定的感知性能；若是在線監測系統無法充分發揮作用，那么就無法保障各個設備有序運轉［1］。

1.2 設備信息互動有待增強

隨著越來越多電網在規模方面的擴大，電網建設逐漸呈現一體化這一特點，迎來電網發展機遇的同時也帶來一定的發展挑戰，電網穩定形態變得越來越復雜，用戶、電源側數據暢通性不強，需要短時間對全網態勢數據互動能力進行提升［2］。現階段，傳統的采集方式已經無法滿足設備數據采集工作相關要求，更談不上順應新能源消納要求，可見，由于市場建設力度薄弱，多種問題日益突出，在一定程度上阻礙了電網安全運行。

1.3 信息綜合分析算法有待革新

現階段，不管是電力系統源的數據信息，還是電力系統網數據信息，在應用過程中，僅僅局限在單個數據標準評價中，未針對設備運轉情況實施評價，而數據分析與人工智能技術在設備評價過程中也沒有將自身的價值呈現出來。另外，開發工作立足于分析算法，就能夠探究出數據存在的作用，對有效提升設備管理能力發揮著關鍵性的作用［3］。

2 認知并推進新能源輸送型電網設備數字化轉型

在數字化不斷滲透、創新過程中，在新能源輸送型電網設備轉型中起到一定的支撐作用，進一步嵌入到新能源輸送型電網設備生產、運營、和經營等多個方面，加強與經濟社會系統、能源系統之間的互動性，為新能源輸送型電網設備數字化轉型、創新奠定基礎。

2.1 提升源網荷儲協同互動、效率效益

新能源電網設備系統具有一定的復雜性，其中包含電力流、信息流多個而緩解，其中包含的不同組件，在控制方面也存在一定的難度，提出的要求也越來越高。數字化發展，將新能源電力設備系統所構成的股環節的效益進行提升，并非僅僅將信息通信等，一些底層連接感知作為全部重點內容［4］。例如，對于系統整體，電力系統運行機理、平衡模式發生一定變化，充分利用多種能源，更好的建立在市場機制基礎上，充分凸顯一定的開放性，透明性，對于尖峰時刻的社會資源參與系統平衡，儲能資源的規模化利用，實現數字化、市場化之間的充分融合。

數字化轉型中中重點關注，電力一次系統中提升互聯互通效果，增強源網荷儲之間的互補效果，充分發掘在市場中占據的關鍵活力，遵循因地制宜理念做好能源互濟互補，進一步創建更加經濟、互濟的管理方式。電力二次系統中提升互聯互通效果，靈活需求側資源，實現物聯設施與EMS之間的連接，提升不同系統設備之間的協同性。

2.2 推動新能源與自然和諧發展

電網系統設備與數字化時代進行融合，呈現隨風、逐光、激水等特點，將光伏、風電為核心的新能源發電，對氣象條件也產生一定的敏感度，這種變化對電力供需的空間、時間方面帶來極大的不平衡，想要進一步提升電網在更高頻度、更深層次的配置優化，其中的重點為社會進一步掌握微觀氣象條件、新能源處理、電力供需平衡等，進行精準預測的不同能力［5］。數字化轉型中重點關注對信息系統建設、有關電力系統的控制系統，結合不同區域引入物聯網技術、電力北斗，在電力數據、地理信息多方面數據融合過程中，提升對大自然的精準分析，促使社會資源參與電力系統供需平衡，有效提升對新能源輸送型電網設備的合理規劃，促使人類活動與大自然生態系統之間保持平衡性。

3 新能源輸送型電網設備數字化轉型途徑

3.1 加速設備智能化建設

優化設備發展，朝著智能化建設方向發展，增強變壓器在線檢測能力，保證設備在線檢測方法的精準性，對線上監測方式進行創新，可以通過鐵芯接地電流這一傳感器，改變線上監測設備中存在的不足，創建全新的狀態全景檢測裝置，保證全過程工作的有效性，為變電站設備能夠處于正常運行狀態提供支持［6］。同時，在設備創新中引入智能化技術，充分發揮新型傳感器技術的優勢，提升電網設備工作效率和質量。可以對不同設備進行工作信息收集，真正創建以無人機工作為主的巡檢體系，實現巡檢工作的本質效果提升，創建全新的空、天、地一體體系。例如，在2019年，南方電網與華為之間建立合作關系，共同創建南方電網聯合創新中心，真正實現數字化轉型，將華為中“云、管、邊、端”四個維度數字化技術服務作為關鍵，為南方電網創建數字電網、數字服務提供支持，更加速南方電網轉型。如，云側方面，基于鯤鵬等硬件成構建核心能力、功能組件平臺，主要對發、輸、變、配、用全程經的業務數據進行采集。管側，通過華為提供的5G支持，致力于在新型電力系統建設中，融入新能源的并網接入、實時控制，充分發揮5G帶來的支撐作用。

3.2 創建立體巡檢與全景監控運維體系

巡檢過程中，倡導將更多全新技術融入到其中，如，無人機，促使巡檢工作更加全面性。重點提升對點云三維建模技術的使用，倡導工作人員加深對智能技術的研究，探索出無人機作業的新方式，同時將AⅠ記載前端智能識別作為基礎條件，提升巡航的自主性發展，保證巡航工作的精準性、廣泛性。針對視頻監控進行創新，致力于擴展視頻能夠覆蓋范圍的能力，為輸電全景智能體系建設融入更多創新元素，才能促使輸電線路呈現更加科學的發展，保證監控體系的完整性，為巡檢工作順利開展提供支持。如，南方電網集團，正是將發展比較先進的數字建設引入其中，在電網中建設無人智能檢測環節，突破傳統人為檢測的片面性，充分發揮直升機在巡檢中的作用，并且將人巡工作作為補充環節，從多個方面開展巡檢，有效提升線路長度維護，經調查分析年均增長7%。在變電方面，南方電網創建標準體系，對新技術做出深入研究，注重將業務和設備融合，一方面保證操作中更加安全，另一方面也提升巡視效果［7］。通過智能建設引入，有效減緩人工巡查工作，節省將近55%的工時，也從本質上有效降低主變停電。

3.3 建設穩定數字換流站

針對換流站中的關鍵檢測方法進行優化，將換流變區域中的智能巡檢系統為基礎條件，對全站大數據進行收集，詳細分析數據信息，構建全面檢測的發展趨勢，真正創建與傳統工作模式存在差異的狀態感知模式。系統建設過程中，引入智能輔助分析部分，保證系統在工作中具有專業性、針對性，可以及時、全面對設備的運行狀態進行分析，在自動化支持下完成對數據的深入分析，為數字環流站工作順利開展提供支持。同時，制定風險提前預警工作，通過動態方式為運營模式提供針對性建議。

4 新能源輸送型電網設備數字化轉型加強數據的互動性能

4.1 保證電源側數據上送效率

進入互聯網發展時代，針對新能源整個過程的狀態感知能力，分別從事故前、事故中、事故后等不同環節進行增強，爭取能夠對新能源故障進行深入、全面分析，并且可以對功率損失做出詳細統計，通過跟蹤這一方式加強全網可控處理的動態監控［8］。同時，建立包含電站端的全新評價系統，充分發揮系統中新能源發電并網性能，提升系統在檢測工作中的及時性、動態性功能，致力于創建新能源集群連鎖故障評估體系，可以針對可能發生的故障進行全面防御，為新能源集群工作的順利開展貢獻一份力量，保證控制效果的同時促使工作朝著精細化方發展。

4.2 優化用戶側數據融合效果

創建較大范圍控制構架的時候，要凸顯可控需求側資源特點，發揮其在參與中的優勢，保證構建呈現分成結構，加深對智能先進技術的探索，致力于創新出電動汽車等，具有新能源物質，并且在負荷數據方面得到精準控制，從根本上優化側資源的不同環節，如“接入環節、建模環節、監視環節、調整環節”。真正解決信息之間存在的孤島情況，發揮生產指揮中心起到帶領效果，進一步和營銷系統之間建立合作關系，共同建設符合需求側資源參與的全新方式，提升各部分之間的互動性，真正創建源網荷共同發展的全新模式，進一步凸顯生產指揮的價值性。

4.3 加強對設備健康狀態評估模型創新

一方面，與時代共同進步發揮大數據技術優勢，提升對信息的整合效果，全面掌握設備的實際運行狀態，并且可以將運行信息進行收集，從設備狀態入手建立評估模型，為設備的正常運行提供支持。同時做好對設備的全過程評價，發掘有關數據中的價值信息，通過一些新算法，提升評價有效性，保證全過程評價系統更加完善。加深對知識圖譜內容的研究，充分發揮其對設備狀態分析中的運用效果，對協同算法管理體系進行創新，針對設備中存在的問題進行解決。建立全新的預警模型，多方面運用設備巡檢、檢修中的有關數據，為設備的全過程狀態評價提供支持。發揮大數據優勢進行深入分析，有效完成對設備運行狀態趨勢預測。

另一方面，對各個設備的實際情況進行詳細分析，利用電網設備中包含的線上監測部分，發揮檢修、巡檢效果，加強輔助效果，為科學的鼓掌診斷提供支持。所以，充分利用時間序列等一些算法，全面對設備處于的狀態進行分析，重點關注趨勢、圖譜等幾個關鍵點，在數據的支持下掌握闡述特征，以此為基礎創建為向量機提供支持的分類模型，將獲取的全新信息融入到數據庫當中，不僅對信息更新，也對向量機分類模型起到一定的反促進效果。通過獲取的時序圖信息，進一步發現設備處于的異常狀態，可以采用文字這一方式對可能發生的故障進行描述。全方面對信息開展分析工作、處理工作，從已經具備的環境條件進行分析，結合設備負載情況完成評估工作，可以自動提供對負載程度提升的有效方式。

5 結束語

綜上所述，在社會迅速發展背景中，電力系統建設中也增加更多全新動力，如，人工智能技術，一方面為深入研究電力系統奠定基礎，另一方面也為加強設備管理提供支持。致力于通過建設全新的管理部門，不僅引入新型感知系統，也對數據交換系統進行完善，多部門協同優化電網設備，保證高效、高質輸出清潔能源，為我國更好的實現雙碳這一目標貢獻一份力量。