電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型構(gòu)想的研究

羅青松

（國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司黔江供電分公司，重慶 409000）

0 引 言

電力系統(tǒng)規(guī)劃的主要內(nèi)容有電力系統(tǒng)的特點(diǎn)分析、電力系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力系統(tǒng)的平衡、電力系統(tǒng)的投資估算、電力系統(tǒng)的一次規(guī)劃與二次規(guī)劃等。不僅牽涉到電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)、調(diào)度、營(yíng)銷(xiāo)等各個(gè)環(huán)節(jié)，而且還牽涉到電網(wǎng)企業(yè)外部的政府、用戶(hù)、發(fā)電企業(yè)等諸多與能源生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的利益主體，具有很強(qiáng)的特殊性和復(fù)雜性。僅靠傳統(tǒng)的規(guī)劃方式難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，所以需要站在電網(wǎng)規(guī)劃全局的立場(chǎng)上，將電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的特征和需求結(jié)合起來(lái)，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型作出一個(gè)總體設(shè)想，并對(duì)其進(jìn)行整理，確定其轉(zhuǎn)型的目標(biāo)和任務(wù)，從而為電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的內(nèi)容

電力系統(tǒng)的規(guī)劃工作直接影響著電力系統(tǒng)的建設(shè)效果，對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。在新時(shí)代背景下，需要對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，確保數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)的水平，讓電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)朝著信息化的方向發(fā)展，構(gòu)建一個(gè)安全、高效的智能電網(wǎng)體系，為電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)包含的內(nèi)容很多，除了負(fù)荷特性分析、預(yù)測(cè)、電力評(píng)估預(yù)估以及投資估算，還涉及到系統(tǒng)一次、二次規(guī)劃等。它涵蓋了電網(wǎng)企業(yè)的生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)等各個(gè)環(huán)節(jié)，具有廣泛的覆蓋面。政府、用戶(hù)和企業(yè)是其主要的參與主體。電網(wǎng)規(guī)劃工作具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，但其工作難度也很大，要處理好所面臨的復(fù)雜環(huán)境。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)規(guī)劃服務(wù)具有局限性，對(duì)問(wèn)題的思考不全面，僅僅依靠信息化系統(tǒng)，不能保證電力系統(tǒng)規(guī)劃服務(wù)的質(zhì)量。在這種情況下，需要尋找到一條電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的道路，與電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的需求相結(jié)合，給出一個(gè)總體的設(shè)想，對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的具體工作進(jìn)行科學(xué)安排，從而為電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要性

在當(dāng)前電力需求不斷增加的情況下，電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)顯得尤為重要，要想提高電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的品質(zhì)，就必須走上數(shù)字化轉(zhuǎn)型的道路，推動(dòng)電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的改革。研究表明，通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)規(guī)劃服務(wù)進(jìn)行數(shù)字化改造，可以突破傳統(tǒng)電力系統(tǒng)規(guī)劃服務(wù)的困境，保證電力系統(tǒng)規(guī)劃服務(wù)的質(zhì)量，最大化發(fā)揮電力系統(tǒng)規(guī)劃服務(wù)的價(jià)值，為電力系統(tǒng)的發(fā)展提供必要的基礎(chǔ)性支撐。

從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中可以看出，在電力系統(tǒng)中有很多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如電源發(fā)電量、用戶(hù)用電量、設(shè)備最大負(fù)荷等，這些都會(huì)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)質(zhì)量產(chǎn)生影響。由于大量直流和交流電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)來(lái)源復(fù)雜，數(shù)據(jù)量龐大，因此對(duì)其進(jìn)行處理和分析十分困難。如果在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或者數(shù)據(jù)質(zhì)量下降，從而削弱電網(wǎng)建設(shè)的效果，造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，這就是電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的瓶頸所在。

電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)需要積極地進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在實(shí)際工作中，將智能電網(wǎng)建設(shè)作為一個(gè)機(jī)會(huì)，提高電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的合理性，確保電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的質(zhì)量。一方面，根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件，分析與電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)有關(guān)的內(nèi)容，以滿(mǎn)足調(diào)度、營(yíng)銷(xiāo)等業(yè)務(wù)的需要，從而推動(dòng)電網(wǎng)的信息化建設(shè)，同時(shí)以信息化平臺(tái)為主要依托，運(yùn)用數(shù)字化采集手段，建立核心數(shù)據(jù)庫(kù)以及全面感知的數(shù)據(jù)體系，為未來(lái)開(kāi)展各項(xiàng)工作提供保障。另一方面，在電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部突破各種信息的共享障礙，實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域、各專(zhuān)業(yè)之間的互聯(lián)互通；在電網(wǎng)企業(yè)的外部拓展方面積極進(jìn)行創(chuàng)新，并與各能源生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行緊密的互動(dòng)，對(duì)數(shù)據(jù)交換渠道進(jìn)行完善。為保證電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的順利進(jìn)行，需要構(gòu)建電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的一體化控制平臺(tái)[1]。

3 電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化功能實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)

3.1 三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)

立體、全景的智能電網(wǎng)技術(shù)能夠集成電力系統(tǒng)中的各種信息，通過(guò)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的功能對(duì)電力系統(tǒng)中的各種信息進(jìn)行靈活使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)中各種規(guī)劃工作的數(shù)字化。該技術(shù)的適用性指的是在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，借助分布式管理技術(shù)和異構(gòu)地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）數(shù)據(jù)的整合，建立三維調(diào)度平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，為電網(wǎng)建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

在電力物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，需要巧妙地利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對(duì)資源信息進(jìn)行更深層次的整合，充分發(fā)揮電力基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)勢(shì)，逐步對(duì)通信基礎(chǔ)設(shè)施的功能進(jìn)行提升。在強(qiáng)大的技術(shù)支撐下，合理地分配資源，提高電力資源和通信資源的利用率，為提高電力系統(tǒng)運(yùn)行服務(wù)水平、提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化處理能力、優(yōu)化電力系統(tǒng)建設(shè)提供有力的支撐，為電網(wǎng)建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，實(shí)行智能化管理，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)時(shí)收集核心數(shù)據(jù)，并深入挖掘，確保提供有價(jià)值的信息。同時(shí)，通過(guò)合理的調(diào)度方式，改變輸變電模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端用戶(hù)更加安全、更加經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)，增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性[2]。

4 電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標(biāo)構(gòu)想

4.1 解決制約電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)質(zhì)量和效率提升的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)瓶頸

電網(wǎng)規(guī)劃以發(fā)電、輸電、用電和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的最大載荷率和平均載荷率為基礎(chǔ)。但由于電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)外數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)男畔⒒侄紊胁唤∪又鲗?zhuān)業(yè)、各平臺(tái)的歷史原因，使得數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性不盡人意。而“智能電網(wǎng)”和“數(shù)字電網(wǎng)”概念的興起，為規(guī)劃工作提供了新的發(fā)展機(jī)會(huì)。一方面，將電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)與生產(chǎn)、調(diào)度、營(yíng)銷(xiāo)等方面的業(yè)務(wù)需求有機(jī)融合，提升電網(wǎng)信息化、數(shù)字化采集能力，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)綜合感知。另一方面，打破電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部各領(lǐng)域、各專(zhuān)業(yè)、各部門(mén)之間的數(shù)據(jù)共享壁壘，拓寬與電網(wǎng)企業(yè)之外各能源生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)方的數(shù)據(jù)交換渠道，建立全共享、全聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)資產(chǎn)和數(shù)據(jù)傳輸通道，最終形成全可見(jiàn)、全可控的高質(zhì)量數(shù)字化電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)系統(tǒng)[3]。

4.2 促進(jìn)電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的革新和效率提升

以電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型為機(jī)遇，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)審核、投資決策、基礎(chǔ)設(shè)施、物料等上下游服務(wù)及其相互關(guān)系機(jī)制的整合與規(guī)范化，使其成為管理閉環(huán)。以問(wèn)題、需求與目標(biāo)為導(dǎo)向，將電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)納入軌道，提升電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)的質(zhì)量與效率，促進(jìn)電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)的創(chuàng)新。將以往以人工為主的煩瑣、重復(fù)工作完全由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，從而提升電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的信息化、自動(dòng)化水平，將工作人員從低值勞動(dòng)中解放出來(lái)，把更多的精力投入到對(duì)核心問(wèn)題的研究和解決上。為適應(yīng)電力體制改革、增量配網(wǎng)改革、電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展、營(yíng)商環(huán)境改善等新情況，提升電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量與效率是當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展面臨的重要課題。未來(lái)，在海量數(shù)據(jù)與信息技術(shù)的推動(dòng)下，中國(guó)電網(wǎng)的數(shù)字化建設(shè)將進(jìn)入一個(gè)基于智能化、面向復(fù)雜性、面向電能質(zhì)量高效運(yùn)用的新時(shí)期。

4.3 將電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的技術(shù)引導(dǎo)和服務(wù)功能拓展至更廣大的平臺(tái)

通過(guò)與政府、用戶(hù)、發(fā)電企業(yè)等多層次的信息互動(dòng)，促進(jìn)“引進(jìn)來(lái)”與“走出去”的雙向溝通。一方面可以更好地滿(mǎn)足各個(gè)利益相關(guān)者的需求，另一方面也可以將電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)職能由電網(wǎng)企業(yè)擴(kuò)展到電網(wǎng)企業(yè)以外的其他相關(guān)方，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、負(fù)荷與供電的協(xié)調(diào)發(fā)展。與此同時(shí)，構(gòu)建信息咨詢(xún)、技術(shù)服務(wù)等新型增值服務(wù)，幫助電網(wǎng)企業(yè)向能源產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈集成者、能源生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)提供者轉(zhuǎn)型。

5 電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化功能體系搭建

5.1 擴(kuò)充信息交換渠道

在建立電力規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化功能體系時(shí)，應(yīng)擴(kuò)大電力規(guī)劃的信息交換渠道，重點(diǎn)解決電力規(guī)劃數(shù)據(jù)服務(wù)的問(wèn)題。與電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)有關(guān)的需求相結(jié)合，以智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)，提高配電網(wǎng)側(cè)的綜合運(yùn)營(yíng)能力，強(qiáng)化用戶(hù)側(cè)等薄弱環(huán)節(jié)的實(shí)力，提高信息化水平，提升風(fēng)險(xiǎn)防范能力。同時(shí)，利用數(shù)字收集技術(shù)，構(gòu)建一套完整的信息體系，為以后的工作做好準(zhǔn)備。通過(guò)對(duì)各種數(shù)據(jù)庫(kù)的完善，加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享，擴(kuò)大數(shù)據(jù)交流渠道，逐步形成覆蓋全網(wǎng)的數(shù)據(jù)通道，以此確保電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的正常開(kāi)展，并對(duì)基本數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的收集。同時(shí)，還可以進(jìn)行多口徑融合、糾錯(cuò)，形成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析指標(biāo)等功能，提升電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)質(zhì)量，幫助電網(wǎng)建設(shè)突破基礎(chǔ)數(shù)據(jù)難以滲透到規(guī)劃業(yè)務(wù)的瓶頸，并在此基礎(chǔ)上建立一套完整的電網(wǎng)規(guī)劃問(wèn)題型數(shù)據(jù)庫(kù)。為了確保問(wèn)題型數(shù)據(jù)庫(kù)的質(zhì)量，需要以云端數(shù)據(jù)中心為導(dǎo)向，并與生產(chǎn)、調(diào)度和市場(chǎng)等多個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)融合。

5.2 智能化分析供需形勢(shì)

在拓展信息交互渠道的同時(shí)，也需要對(duì)供需情況進(jìn)行智能分析，并對(duì)負(fù)荷進(jìn)行關(guān)聯(lián)預(yù)測(cè)，充分利用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)，對(duì)負(fù)荷特征進(jìn)行綜合分析。與營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)有關(guān)的信息相結(jié)合，在彈性系數(shù)法、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（Gross Domestic Product，GDP）綜合電耗法的幫助下，構(gòu)建出負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，并利用模型功能自動(dòng)地對(duì)負(fù)荷（近、中、長(zhǎng)期）進(jìn)行預(yù)測(cè)，分析電力電量平衡。此外，充分利用已有的信息資源，借助人工智能技術(shù)進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)，提高智能負(fù)荷預(yù)測(cè)水平，確保電力電量平衡與供電質(zhì)量。

5.3 發(fā)揮輔助決策功能

5.3.1 主、配網(wǎng)規(guī)劃輔助

在實(shí)際工作中，以電力平衡結(jié)果為依據(jù)，以電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，與營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)及多渠道信息交互相結(jié)合，為配電網(wǎng)規(guī)劃提供支撐，保證了其科學(xué)決策。此外，以相關(guān)的法律、法規(guī)、政策原則等為依據(jù)，精確預(yù)測(cè)各地區(qū)的負(fù)荷比重以及設(shè)備利用率，從而對(duì)規(guī)劃進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，為電網(wǎng)建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在具體實(shí)施過(guò)程中，要按照規(guī)劃原理進(jìn)行目標(biāo)網(wǎng)建設(shè)，以確保網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的順利進(jìn)行。為提高電力系統(tǒng)規(guī)劃的精確度，需要構(gòu)建電力系統(tǒng)規(guī)劃的工程數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)規(guī)劃的可視化。通過(guò)將所積累的信息與人工智能相融合，對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，從而提升其自動(dòng)化水平，保證電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)的質(zhì)量與效率，提升電網(wǎng)的綜合服務(wù)能力[4]。

5.3.2 二次系統(tǒng)規(guī)劃輔助

在云計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況進(jìn)行評(píng)估，全面掌握電力網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備結(jié)構(gòu)與運(yùn)行狀況。在具體的工作過(guò)程中，應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)定、策略，如實(shí)施特殊保護(hù)、通信、測(cè)量、自動(dòng)化等二次系統(tǒng)仿真，最后完成智能化的準(zhǔn)備工作，形成一個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃項(xiàng)目基地，為將來(lái)的工作打下基礎(chǔ)。

5.3.3 電網(wǎng)動(dòng)態(tài)仿真和評(píng)估

在建立電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)字化功能系統(tǒng)的同時(shí)，也要實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)模擬與評(píng)價(jià)，以保證電網(wǎng)的承載能力。首先，基于云端數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、電網(wǎng)構(gòu)架、電網(wǎng)規(guī)劃方案、電網(wǎng)二次系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)等，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃服務(wù)的需要，對(duì)特定區(qū)域內(nèi)已有電網(wǎng)構(gòu)架進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃構(gòu)架的自動(dòng)優(yōu)化，保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。其次，對(duì)電力系統(tǒng)的容載比、線損率等進(jìn)行科學(xué)的校核，分析其中的關(guān)鍵指標(biāo)，與短路電流、潮流、主要諧波的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，評(píng)價(jià)電力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行效果以及運(yùn)行質(zhì)量與效率，并對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行有效的指導(dǎo)。針對(duì)存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。最后，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目成果的全景展示和推廣。在實(shí)踐中，可以運(yùn)用GIS 技術(shù)，從時(shí)間角度對(duì)規(guī)劃成果、投資效益等方面進(jìn)行全面展示，并從時(shí)間角度對(duì)規(guī)劃成果進(jìn)行分析。通過(guò)高效的信息交流渠道，將可視化成果發(fā)送給企業(yè)內(nèi)部的各個(gè)領(lǐng)域以及用戶(hù)、電源企業(yè)等有關(guān)方，充分發(fā)揮電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)的技術(shù)引導(dǎo)作用，奠定電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務(wù)開(kāi)展的堅(jiān)固基礎(chǔ)[5]。

6 結(jié) 論

對(duì)電力系統(tǒng)中的規(guī)劃服務(wù)進(jìn)行數(shù)字化改造，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)、電力系統(tǒng)數(shù)字化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。構(gòu)建全方位感知、全方位互聯(lián)、全方位共享的數(shù)據(jù)資源與信息交流渠道，是實(shí)現(xiàn)全方位可視、全方位可控智能電網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵?；谏鲜鲅芯砍晒?，在今后的工作中應(yīng)采用智能輔助決策、智能分析評(píng)估、智能動(dòng)態(tài)模擬等手段，驗(yàn)證并推廣電網(wǎng)規(guī)劃成果，必要時(shí)應(yīng)加大推廣應(yīng)用力度，以促進(jìn)我國(guó)電力規(guī)劃事業(yè)的發(fā)展。