数字化、智能化赋能新型电力系统建设

　　国家电网公司数字化部副主任 

　　范鹏展

　　尊敬的薛禹胜院士，各位领导、各位来宾，大家上午好！

　　非常高兴能相聚在第七届数字中国建设峰会智慧能源分论坛，刚才听了薛院士、阮董事长的报告和各位领导的讲话，受益匪浅。也非常荣幸下面和大家分享《数字化、智能化赋能新型电力系统建设》的有关情况，主要分为三个部分。

　　一、形势要求。在“双碳”目标背景下，新型电力系统建设加快推进，新能源装机规模快速增长，截至2024年一季度，国家电网公司经营区风光新能源装机超过9.11亿千瓦，占比38.9%，同比提升6.1个百分点。预计2025年累计达到14亿千瓦，2030年将超过20亿千瓦。电能替代规模快速增长，新型用电模式不断涌现，截至2024年3月底，全国充电基础设施累计超过930万台，同比增长近60%，单月充电总电量约38亿度，同比增长约52%。

　　二、认识与实践。在此背景下，电网在保障电力能源可靠供应，提升新能源消纳，满足多元主体友好接入等方面，面临新的挑战。需要充分利用数字化、智能化技术，推动新型电力系统全环节广泛互联互通、全局协同计算、全域在线透明和智能友好互动，来破解新型电力系统建设面临的难题。近年来，国网公司大力推进数字化、智能化赋能新型电力系统建设，开展了大量探索实践，下面分享五个方面的认识。

　　（一）构建电网在数字空间的孪生映射，对新型电力系统建设具有重要意义。新型电力系统“双高”“双峰”特征日益凸显，新能源间歇性、随机性、波动性，极端天气频发等“不确定性”因素影响日益突出。需发挥数字空间广泛连接、实时交互的优势，在实现对物理电网精准映射的基础上打破时空界限，更好地统筹电力系统各环节感知和连接，充分利用数字系统计算推演，洞察电网运行规律和变化趋势，提升电网可观可测、可调可控水平，推动实现电网功能形态、管理模式、作业方式等全方位优化。

　　国网公司以电网一张图作为新型电力系统数字孪生的基础载体，在数字空间中实现全网从特高压到0.4千伏全电压等级，源网荷储全要素的物理位置，连接拓扑、设备属性、运行状态、地理信息、视频图像、业务事件的汇聚贯通。纳管电网设备20亿台，日汇聚量测数据1800亿条，初步具备了对物理电网的精准反映，动态呈现和权益计算能力，基于电网一张图，规划了电网规划承载力分析，停电研判，光伏出力预测等220个应用场景，助力了新能源消纳和电网的安全稳定运行。

　　下面举两个基于电网一张图的应用实例，一是分布式光伏的监测与消纳，江苏连云港赣榆区光伏渗透率超过97%，在2024年五一节前通过基于电网一张图计算推演，预测五一期间由于工业负荷减少，某110kV主变将发生反向重载，并进一步研判有利于光伏消纳的最优电网运行模式，通过调整四条线路的运行方式，在保障光伏消纳的同时，使主配负荷降至68%。截至目前，江苏公司以辅助开展此类调整64次，提升光伏就地消纳率10%以上。

　　二是在电网精准规划方面，江苏常州对区域内线路未来运行情况进行计算推演，发现2025年某10千伏线路最大负荷率将达到85%，通过主配协同规划推演、量化评估新增储能，新建线路两种方案的实施成效和经济指标，科学选择规划方案，实现预期最大负荷率下降40%，同时节约投资400万元。

　　通过两个实例可以看到有了电网在数字空间孪生的基础，通过计算推演和有效提升新能源消纳和电网的科学规划水平。气象数据服务的价值作用更加凸显，成为新型电力系统建设必不可少的重要内容。以风电光伏等新能源为主体的新型电力系统源网荷储，各环节对气象的依赖度更强，在全球气候变化背景下，大范围极端天气成多发趋势，对电力电量平衡、电力设施和能源保供安全的影响日益加剧。需要高度重视气候变化的新常态、极端事件的新变量，准确把握气象对新型电力系统的影响，加强电网气象服务的技术支持。

　　（二）气象数据服务的价值作用更加凸显，成为新型电力系统建设必不可少的重要内容。国网公司整合内外部高精度气象数据和服务资源，构建了企业级气象数据服务中心，通过叠加电网一张图，融合应用气象数据，电网网架和地理信息，实现气象对设备运行影响分析和预测预警，在新能源出力预测、负荷预测应急抢险救灾中发挥了显著作用，推动了气象与电网生成体系的深度融合。

　　就新能源出力精准预测集中式场站方面，吉林公司融合高精度气象数据和实时发电功率，实现区域内集中式新能源短期出力预测精度达到96%，预测偏差平均降低2个百分点，提前精准预测三次风电极小出力过程，在分布式光伏预测方面，江苏公司通过网格化的温湿度、云量、辐照度数据，实现颗粒度到短期、超短期出力预测。精准预测度由91%提升至93%，有效辅助了配网运行方式的调整。

　　以气象灾害、防灾减灾为例，企业级气象数据服务中心提供不同周期和精度的气象预警服务，有效支撑了2023年年底至2024年年初5轮雨雪冰冻保电工作，结合电网一张图，精准判断覆冰影响的线路杆塔、变电站房、配电台区及重要用户范围，发布灾害预警593项，指导班组开展值守行动，停电抢修平均时长同比缩短53.9%。

　　（三）配电网是新型电力系统主战场，提升配电网数字化、智能化水平，对促进源网荷储协同互动，推动新型电力系统构建具有重要意义。配电网逐步从传统无源单向辐射网络向有源双向交互系统转变，点多面广的分布式新能源，电动汽车充电设施，新型储能、虚拟电厂等新主体、新业务大规模高比例接入对配电网承载力和灵活性带来了巨大的挑战，继续利用数字化、智能化技术，推动主配微网多级协同，海量资源聚合互动，多元用户即插即用。

　　国网公司始终将数字化、智能化作为破解配电网发展难题的重要抓手，开展了20个地级数字化配电网综合示范建设，以规范化、常态化、规模化、市场化为目标，围绕虚拟电厂、车网互动、空调负荷调节等典型场景，打造了一系列源网荷储，互动示范工程，聚合各类需求侧资源近3000万千瓦。

　　以虚拟电厂为例，国网山西、宁夏电力等单位，依托新型电力负荷管理系统建成省级虚拟电厂运营管理平台，实现各类虚拟电厂统一接入注册、能力校核、运行监测和交易结算。山西电力通过虚拟电厂聚合可调节容量12.3万千瓦，在全国率先实现虚拟电厂常态化参与电力现货交易，2023年全年交易调节电量2270万千瓦时；宁夏电力聚合资源超过250万千瓦，超过宁夏最大负荷的15%。

　　以车网互动为例，建成全国覆盖面积最广、服务用户最多的智慧车联网平台，接入可启停桩超过52万根，聚合可调节充电资源超过240万千瓦，在北京、上海等13个省市常态参与需求响应或辅助服务市场，2023年全年响应电量890万千瓦时，累计贡献调峰电量超1亿千瓦时。同时，在华北地区超过5000根私人充电桩推广应用无感有序充电模式，由车联网平台依据配变运行状态，对充电功率进行主动调节，显著降低晚高峰时配变负载。

　　（四）人工智能与电网业务深度融合，是新型电力系统建设的重要驱动力。人工智能作为新质生产力的代表，是数字化智能化发展的高级阶段和高阶形态。新型电力系统机理复杂性、开放不确定性特征日趋凸显，基于传统模型驱动的分析、计算和决策无法满足发展要求，迫切需要利用“数据+机理”融合驱动的新一代人工智能技术，解决源荷预测难、分析计算难、安全决策难等瓶颈难题，提高智能化水平。

　　国网公司打造了覆盖总部及27家省公司的人工智能两会平台，支撑设备营销、安监等核心业务领域应用，统筹开展高质量样本库建设，构建视觉、语义大模型并试点应用，积极探索AI for Science在电网和生产领域的应用，推动感知智能向认知生成式智能转变。

　　以配网负荷专供策略智能应用为例，湖南公司构建负荷专供策略，生成智能算法模型，根据重要用户供电方式、负荷损失、设备历史缺陷和线路运行等数据，秒级生成配网计划检修的负荷专供策略，实现配网检修方式，安排时间压缩70%以上，策略可用率达90%以上，提高了检修效率，提升配网供电可靠性。

　　（五）数据成为新生产要素，深挖电力大数据价值，在新型电力系统建设中将发挥更大作用。电力大数据具有覆盖范围广、价值密度高、实时准确性强等特点，可以准确反映各区域、各行业碳排放情况，从而有效支撑精准测碳、合理控碳，在赋能新型电力系统建设、推进能源清洁低碳转型等方面具有广阔的应用前景和价值潜力。

　　国网公司依托“1+26”两级能源大数据中心，接入能源、经济等10余类外部数据，建成全国碳排放监测分析服务平台，研究构建了电碳计算模型，电能分析模型，有效解决了双碳面临的计量难题，实现了从宏观的碳排放监测到微观的能耗监测，为形势研判、政策制定提供数据支撑。

　　对于大数据应用方面，这块列了两个案例，包括电力看双碳，电力看能耗，由于时间原因就不再展开介绍。

　　三、下一步聚焦新型电力系统建设，数字化、智能化要坚持问题导向和系统关键，重点开展四个方面的工作。

　　一是通过数据驱动强化新能源运行监测、功率预测和调节控制，进一步提升电网清洁能源消纳能力。

　　二是应用数字化、智能化技术，强化负荷侧资源聚合接入和精准调控，促进源网荷储，协同互动，进一步提升电网多元负荷承载和灵活互动能力。

　　三是强化数字技术与业务的深度融合，探索人工智能、科学计算在智能规划、智能调度等领域应用，增强系统特性认知，运行控制和故障防御水平，深化气象数据共享服务，支撑电网快速响应和应急处置，进一步提升电网安全保供能力。

　　四是建立基于数据协同的电网生产作业和管理新模式，强化数据全过程贯通，驱动业务流程，作业方式变革优化，进一步提升业务质效水平。

　　未来，国家电网公司将发挥“大国重器”和“顶梁柱”央企责任，殷切期望与社会各界加强交流、深化合作，共筑能源生态，赋能指挥能源发展和新型电力系统建设，助力国家“双碳”目标实现，共同绘就数字中国、中国式现代化的美丽篇章，谢谢大家！

　　（以上内容根据嘉宾发言速记整理）