我國正處于能源結構調整關(guān)鍵時(shí)期。近日召開(kāi)的2025年全國能源工作會(huì )議提出，加快推進(jìn)科技自立自強，大力發(fā)展能源領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力;深入實(shí)施智能電網(wǎng)、煤炭等重大專(zhuān)項。作為建設新型電力系統和新型能源體系的核心平臺，我國電網(wǎng)正經(jīng)歷前所未有的變革。打造數智化堅強電網(wǎng)，充分利用數字技術(shù)和智能化手段，推動(dòng)電網(wǎng)功能形態(tài)、運行管理、服務(wù)模式全面升級，已成為保障國家能源安全、加快能源清潔低碳轉型的必由之路。
數字技術(shù)讓電網(wǎng)更堅強
當前，隨著(zhù)新能源發(fā)電占比不斷提升與極端天氣事件趨多趨強，電力系統面臨保障供電安全、新能源消納等挑戰。經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展對供電安全可靠性要求不斷提高。面對新形勢，電網(wǎng)改造如何破局?
保障電力安全，主干電網(wǎng)當仁不讓。2024年12月20日，南方電網(wǎng)超高壓公司大理局在主網(wǎng)架數字化方面取得重大突破，成功將±800千伏滇西北至廣東特高壓直流輸電工程起點(diǎn)站新松換流站，全面升級為數字化智能換流站。此外，±500千伏金中直流輸電工程起點(diǎn)站金官換流站，也完成了物理電網(wǎng)智能化升級改造。兩條直流線(xiàn)路智能化升級，不僅實(shí)現了“西電東送”主通道的全景感知、全域融合和全鏈可控，也推動(dòng)了跨區域輸電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)數字化轉型。
南方電網(wǎng)超高壓公司大理局生產(chǎn)技術(shù)部高級經(jīng)理曹生輝表示，面對換流站設備規模日益增長(cháng)與人員不足的矛盾，以及云南地區地震、地質(zhì)災害頻發(fā)的挑戰，傳統人工巡視方式難以滿(mǎn)足需求。大理局通過(guò)數字技術(shù)集成應用，實(shí)現了運維業(yè)務(wù)全自動(dòng)化，提升了運維質(zhì)量和生產(chǎn)效率，確保了電網(wǎng)安全穩定運行。
如果說(shuō)高壓輸電線(xiàn)路是電網(wǎng)主動(dòng)脈，配電網(wǎng)就是電力系統的毛細血管，同樣不容忽視。自2024年10月起，國網(wǎng)嘉興供電公司試點(diǎn)在浙江嘉善地區配電網(wǎng)網(wǎng)格化規劃中，全方位使用配電網(wǎng)自動(dòng)規劃系統，提升配電網(wǎng)規劃建設質(zhì)效。目前，該系統已在浙江省7個(gè)地市推廣應用。
“通過(guò)系統自動(dòng)生成，規劃用時(shí)由3個(gè)月至4個(gè)月縮短到1周至2周，不僅快還準。”國網(wǎng)嘉興供電公司發(fā)展專(zhuān)業(yè)工作人員常明表示，該系統創(chuàng )新配網(wǎng)規劃數字化管理模式，將電網(wǎng)數據模型和地方城建“多規合一”數據模型進(jìn)行空間耦合，實(shí)現電網(wǎng)規劃與國土空間規劃全面統籌、有機銜接。據統計，使用新系統后，規劃項目執行率較以往提升約12%，規劃可研偏差率降低約16%。
數字技術(shù)可從多方面讓電網(wǎng)變堅強。專(zhuān)家表示，通過(guò)智能傳感器實(shí)現實(shí)時(shí)數據采集，結合智能診斷技術(shù)及時(shí)發(fā)現潛在故障;利用大數據與人工智能實(shí)現精準負荷預測和智能調度決策;故障發(fā)生時(shí)能快速定位與隔離，并自動(dòng)恢復供電。此外，數據驅動(dòng)的規劃決策和仿真優(yōu)化設計，能強化電網(wǎng)規劃與設計，全方位提升電網(wǎng)堅強性與可靠性。
人工智能讓電網(wǎng)更聰明
在“雙碳”目標下，具有波動(dòng)性、隨機性、間歇性的新能源大量并網(wǎng)，分布式光伏、新型儲能、虛擬電廠(chǎng)等海量新型電力經(jīng)營(yíng)主體接入電力系統。越來(lái)越復雜的電力系統，給電網(wǎng)安全穩定高效運行帶來(lái)較大挑戰。
化繁為簡(jiǎn)，需要“超強大腦”。2024年12月19日，國家電網(wǎng)發(fā)布千億級多模態(tài)行業(yè)大模型——光明電力大模型。該模型作為能源電力領(lǐng)域的人工智能“專(zhuān)家”，為電網(wǎng)安全穩定運行、促進(jìn)新能源消納、做好供電服務(wù)提供支撐。
光明電力大模型目前已在電網(wǎng)規劃、電網(wǎng)運維、電網(wǎng)運行、客戶(hù)服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域得到應用。以電網(wǎng)運維為例，換流變壓器是電能轉換輸送的核心設備，零部件多達1000多個(gè)，一旦出現缺陷，要快速、準確研判缺陷類(lèi)型并精準定位難度極大。“光明電力大模型目前已學(xué)習2000多項故障案例，具備13項‘常見(jiàn)病’診斷能力。”國網(wǎng)山東電力運維人員孫慧介紹，“以前我們組織設備研發(fā)、試驗測試和運維檢修聯(lián)合專(zhuān)家團隊到現場(chǎng)評估，至少耗時(shí)一周，現在只要點(diǎn)下鼠標很快就能得到診斷結論。”
如何馴服不穩定的新能源，是新型電力系統面臨的核心問(wèn)題。中國工程院院士李立浧認為，新能源不可預測是因為人類(lèi)對氣候氣象和新能源出力特性的耦合機理沒(méi)有完全認識，現有系統調節能力和市場(chǎng)機制，無(wú)法完全適應大規模新能源帶來(lái)的電力電量實(shí)時(shí)平衡問(wèn)題。
讓變幻莫測的新能源可靠起來(lái)，人工智能技術(shù)尤其重要。李立浧認為，人工智能技術(shù)使海量新能源接入電力系統成為可能，為電力系統運行提供智能導航。
南方電網(wǎng)電力調度控制中心水電及新能源處主管鄧韋斯介紹，新能源功率預測不僅需要更精準的氣象預報，也需要質(zhì)量更高的新能源運行數據和算法。南方電網(wǎng)打造的新能源功率預測智慧平臺，是一個(gè)完全開(kāi)放的試驗場(chǎng)地，已接入南方1300多個(gè)新能源場(chǎng)站、超13億條新能源運行數據，新能源預測廠(chǎng)家可在這個(gè)生產(chǎn)運行鏡像環(huán)境中進(jìn)行算法開(kāi)發(fā)和技術(shù)探索。
共建生態(tài)夯實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎
建設數智化堅強電網(wǎng)資金投入大、技術(shù)要求高，離不開(kāi)能源電力產(chǎn)業(yè)鏈要素整合，少不了發(fā)揮央企原創(chuàng )技術(shù)策源地帶動(dòng)作用。為構建自主可控電網(wǎng)數字化智能化產(chǎn)業(yè)生態(tài)，2024年12月27日，國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團對外發(fā)布新型電力系統國家新一代人工智能開(kāi)放創(chuàng )新平臺，并正式啟動(dòng)位于成都天府新區的數智電網(wǎng)科創(chuàng )園。
國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團聯(lián)合中國科學(xué)院、中國軟件測評中心等研究機構，華為、百度、阿里、騰訊等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，以及清華大學(xué)、四川大學(xué)、武漢大學(xué)等知名高校，貫通設計、研發(fā)、小試、中試、驗證、應用的創(chuàng )新鏈產(chǎn)業(yè)鏈全環(huán)節，積極構建以電力鴻蒙產(chǎn)業(yè)鏈為底座、電力人工智能產(chǎn)業(yè)鏈為核心、電力應用場(chǎng)景產(chǎn)業(yè)鏈為牽引的“三鏈融合”產(chǎn)業(yè)布局。
國家電網(wǎng)有限公司數字化工作部副主任王磊表示，強化數智賦能賦效，加速產(chǎn)業(yè)建圈強鏈，構建數智產(chǎn)業(yè)新生態(tài)，吸納更多優(yōu)質(zhì)企業(yè)共建電網(wǎng)數字化智能化生態(tài)，對帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展具有重要意義。
在構建產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面，南方電網(wǎng)牽頭組建電力行業(yè)人工智能聯(lián)盟，聯(lián)合華能集團、中廣核集團、華為、百度、清華大學(xué)等企業(yè)和高校，形成了完整的產(chǎn)學(xué)研鏈條，共同推動(dòng)電力人工智能技術(shù)創(chuàng )新和應用建設。同時(shí)，不斷優(yōu)化人工智能建設“賽馬制”，加大對調用大、性能優(yōu)的算力與框架提供商的采購份額，提高對技術(shù)強、參與深的算法開(kāi)發(fā)者與模型提供商的采購力度。
專(zhuān)家表示，當前構建新型電力系統的物質(zhì)技術(shù)基礎相對薄弱，要充分認識電力行業(yè)技術(shù)資金密集、存量系統龐大的特點(diǎn)，持續優(yōu)化新型電網(wǎng)科技創(chuàng )新資源配置，圍繞能源數字產(chǎn)業(yè)化，積極打造數智電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈;深化北斗、云計算、人工智能等技術(shù)集成應用，著(zhù)力培育新業(yè)態(tài)新模式，提升市場(chǎng)競爭力、價(jià)值創(chuàng )造力、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)力。
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