我國正處于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整關(guān)鍵時期。近日召開的2025年全國能源工作會議提出，加快推進科技自立自強，大力發(fā)展能源領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力;深入實施智能電網(wǎng)、煤炭等重大專項。作為建設(shè)新型電力系統(tǒng)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(shù)智化堅強電網(wǎng)，充分利用數(shù)字技術(shù)和智能化手段，推動電網(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(zhuǎn)型的必由之路。
數(shù)字技術(shù)讓電網(wǎng)更堅強
當(dāng)前，隨著新能源發(fā)電占比不斷提升與極端天氣事件趨多趨強，電力系統(tǒng)面臨保障供電安全、新能源消納等挑戰(zhàn)。經(jīng)濟社會高質(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(dāng)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(shù)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站新松換流站，全面升級為數(shù)字化智能換流站。此外，±500千伏金中直流輸電工程起點站金官換流站，也完成了物理電網(wǎng)智能化升級改造。兩條直流線路智能化升級，不僅實現(xiàn)了“西電東送”主通道的全景感知、全域融合和全鏈可控，也推動了跨區(qū)域輸電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)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(shè)備規(guī)模日益增長與人員不足的矛盾，以及云南地區(qū)地震、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)人工巡視方式難以滿足需求。大理局通過數(shù)字技術(shù)集成應(yīng)用，實現(xiàn)了運維業(yè)務(wù)全自動化，提升了運維質(zhì)量和生產(chǎn)效率，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
如果說高壓輸電線路是電網(wǎng)主動脈，配電網(wǎng)就是電力系統(tǒng)的毛細血管，同樣不容忽視。自2024年10月起，國網(wǎng)嘉興供電公司試點在浙江嘉善地區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃中，全方位使用配電網(wǎng)自動規(guī)劃系統(tǒng)，提升配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)質(zhì)效。目前，該系統(tǒng)已在浙江省7個地市推廣應(yīng)用。
“通過系統(tǒng)自動生成，規(guī)劃用時由3個月至4個月縮短到1周至2周，不僅快還準。”國網(wǎng)嘉興供電公司發(fā)展專業(yè)工作人員常明表示，該系統(tǒng)創(chuàng)新配網(wǎng)規(guī)劃數(shù)字化管理模式，將電網(wǎng)數(shù)據(jù)模型和地方城建“多規(guī)合一”數(shù)據(jù)模型進行空間耦合，實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃與國土空間規(guī)劃全面統(tǒng)籌、有機銜接。據(jù)統(tǒng)計，使用新系統(tǒng)后，規(guī)劃項目執(zhí)行率較以往提升約12%，規(guī)劃可研偏差率降低約16%。
數(shù)字技術(shù)可從多方面讓電網(wǎng)變堅強。專家表示，通過智能傳感器實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集，結(jié)合智能診斷技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)潛在故障;利用大數(shù)據(jù)與人工智能實現(xiàn)精準負荷預(yù)測和智能調(diào)度決策;故障發(fā)生時能快速定位與隔離，并自動恢復(fù)供電。此外，數(shù)據(jù)驅(qū)動的規(guī)劃決策和仿真優(yōu)化設(shè)計，能強化電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)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(biāo)下，具有波動性、隨機性、間歇性的新能源大量并網(wǎng)，分布式光伏、新型儲能、虛擬電廠等海量新型電力經(jīng)營主體接入電力系統(tǒng)。越來越復(fù)雜的電力系統(tǒng)，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定高效運行帶來較大挑戰(zhàn)。
化繁為簡，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“專家”，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、促進新能源消納、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(guī)劃、電網(wǎng)運維、電網(wǎng)運行、客戶服務(wù)等多個領(lǐng)域得到應(yīng)用。以電網(wǎng)運維為例，換流變壓器是電能轉(zhuǎn)換輸送的核心設(shè)備，零部件多達1000多個，一旦出現(xiàn)缺陷，要快速、準確研判缺陷類型并精準定位難度極大。“光明電力大模型目前已學(xué)習(xí)2000多項故障案例，具備13項‘常見病’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(shè)備研發(fā)、試驗測試和運維檢修聯(lián)合專家團隊到現(xiàn)場評估，至少耗時一周，現(xiàn)在只要點下鼠標(biāo)很快就能得到診斷結(jié)論。”
如何馴服不穩(wěn)定的新能源，是新型電力系統(tǒng)面臨的核心問題。中國工程院院士李立浧認為，新能源不可預(yù)測是因為人類對氣候氣象和新能源出力特性的耦合機理沒有完全認識，現(xiàn)有系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力和市場機制，無法完全適應(yīng)大規(guī)模新能源帶來的電力電量實時平衡問題。
讓變幻莫測的新能源可靠起來，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(tǒng)成為可能，為電力系統(tǒng)運行提供智能導(dǎo)航。
南方電網(wǎng)電力調(diào)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(yù)測不僅需要更精準的氣象預(yù)報，也需要質(zhì)量更高的新能源運行數(shù)據(jù)和算法。南方電網(wǎng)打造的新能源功率預(yù)測智慧平臺，是一個完全開放的試驗場地，已接入南方1300多個新能源場站、超13億條新能源運行數(shù)據(jù)，新能源預(yù)測廠家可在這個生產(chǎn)運行鏡像環(huán)境中進行算法開發(fā)和技術(shù)探索。
共建生態(tài)夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)
建設(shè)數(shù)智化堅強電網(wǎng)資金投入大、技術(shù)要求高，離不開能源電力產(chǎn)業(yè)鏈要素整合，少不了發(fā)揮央企原創(chuàng)技術(shù)策源地帶動作用。為構(gòu)建自主可控電網(wǎng)數(shù)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(tǒng)國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺，并正式啟動位于成都天府新區(qū)的數(shù)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(gòu)，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(shè)計、研發(fā)、小試、中試、驗證、應(yīng)用的創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈全環(huán)節(jié)，積極構(gòu)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(yīng)用場景產(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(shù)字化工作部副主任王磊表示，強化數(shù)智賦能賦效，加速產(chǎn)業(yè)建圈強鏈，構(gòu)建數(shù)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(shù)字化智能化生態(tài)，對帶動全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展具有重要意義。
在構(gòu)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，共同推動電力人工智能技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用建設(shè)。同時，不斷優(yōu)化人工智能建設(shè)“賽馬制”，加大對調(diào)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、參與深的算法開發(fā)者與模型提供商的采購力度。
專家表示，當(dāng)前構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)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(tǒng)龐大的特點，持續(xù)優(yōu)化新型電網(wǎng)科技創(chuàng)新資源配置，圍繞能源數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，積極打造數(shù)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(yīng)用，著力培育新業(yè)態(tài)新模式，提升市場競爭力、價值創(chuàng)造力、產(chǎn)業(yè)帶動力。
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