電網規劃業務數字化轉型構想的研究

陳宇

（云南電網有限責任公司電網規劃建設研究中心，云南 昆明 650011）

0 前言

電網規劃作為電網發展和建設的龍頭，不但事關電網企業的興衰成敗，還與國民經濟發展、社會穩定、人民生活水平的提高息息相關。電網規劃業務數字化轉型是數字電網建設的關鍵一步，將為電網規劃業務從以人工為主的傳統規劃邁向信息化、自動化、智能化的數字化電網規劃帶來新的重要契機；將為助力建設成為“安全、可靠、綠色、高效”的智能電網，實現電網企業全方位的高質量發展打下堅實基礎[1-5]。

然而，電網規劃業務包括了負荷特性分析、負荷預測、電力電量平衡、投資估算、系統一次規劃、系統二次規劃等多個功能模塊[6]；業務涉及電網企業內部的生產、調度、營銷等各專業，以及電網企業外部的政府、用戶、發電企業等多個能源生態系統攸關方，具有專業性強、復雜性高等特點。因此，僅僅依靠信息化專業人員很難單獨完成電網規劃業務的數字化轉型，必須從電網規劃人員的角度思考電網規劃業務的特點和需求，對電網規劃業務數字化轉型提出整體構想，梳理和明確業務轉型的目標和任務，為電網規劃業務數字化轉型工作的成功夯實基礎。

1 電網規劃業務數字化轉型的目標構想

1.1 解決制約電網規劃業務質量和效率提升的基礎數據瓶頸

電力系統中電源發電量及出力特性、用戶用電量及負荷特性、電網設備最大負載率及平均負載率等基礎數據是電網規劃的基礎[7-10]，提升這些數據的質量是加強電網規劃準確性的最重要的手段之一。然而，這些數據來源于全網各電壓層級交、直流系統；對象涉及政府、電網、用戶、發電企業等多個主體，數據源頭繁雜且數據量巨大。受當前電網企業內、外部數據采集和傳遞信息化手段不足以及各專業、各平臺歷史原因形成的壁壘所限，數據的完整性和準確性都并不理想，數據缺失和質量不高成為了桎梏電網規劃業務質量提升的重大難題。

電網規劃業務數字化轉型應以智能電網建設和數字化電網建設轉型為契機，一方面結合電網規劃及生產、調度、營銷等其他業務需求，逐步建立和完善電網信息化、數字化采集手段，構建“全面感知”的數據源頭；另一方面應從電網企業內部打通各領域、各專業、各部門的數據共享壁壘，在電網企業外部拓展與各能源生態系統攸關方的數據交換渠道，逐步建成“全面共享、全面貫通”的數據資產和數據傳遞渠道，最終形成“全面可視、全面可控”的高質量數字電網規劃業務系統。

1.2 促進電網規劃業務的革新和效率提升

以電網規劃業務數字化轉型工作為契機，對電網規劃以及設計評審、投資決策、基建、物資等上下游相關聯的業務和機制進行全面的梳理和規范，進而理順業務流程、形成閉環模式，暢通業務內部和業務間交流、共享、聯動的機制和渠道；減少重復、無效和低價值工作；將電網規劃業務駛入以問題、需求和目標為導向的正確軌道上來，最終實現提高電網規劃業務的質量和效率，推動電網規劃業務革新的目標。

通過提升電網規劃業務信息化、自動化水平，把以往主要依靠人力完成的復雜、繁瑣、重復性的任務交由計算機自動完成，將規劃人員從低價值的勞動中解放出來，將精力更多的投入到研究和解決核心問題上來。通過這一舉措，還可以提升電網規劃的質量和效率，應對電力體制改革、增量配網改革、電網高質量發展、營商環境改善等新形勢對電網規劃更高質量、更快響應速度新要求帶來的挑戰。未來，隨著大數據基礎的不斷充實以及信息化技術的不斷發展，可能實現將數字化電網規劃提升至依靠人工智能解決復雜、核心問題的新階段。

1.3 將電網規劃業務的技術引導和服務功能拓展至更廣大的平臺

通過電網規劃業務數字化轉型，打通與電網企業外部的政府、用戶、發電企業等多個能源生態系統攸關方的信息交換渠道，提升“引進來”和“走出去”雙向交流能力。通過更加順暢的信息交流，一方面可以提高電網規劃對相關方需求的響應速度和程度；另一方面也可以將電網規劃業務的技術引導和服務功能由電網企業內部更好的拓展至電網企業外部的相關方，進而實現電網、負荷、電源三方的和諧發展，同時構建信息咨詢、技術服務等新的增值業務，助力電網企業向“能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商”轉型。

2 數字化電網規劃業務的主要功能構想

2.1 完善的電網規劃數據資產和信息交換渠道

根據數字化電網規劃業務需求，通過智能電網建設重點提升配網側、用戶側等薄弱環節的自動化、信息化水平，完善數字化采集手段，逐步構建全面感知的數據源頭；通過建立全面整合各領域、各專業、各部門、各平臺數據的統一云數據中心，逐步形成全面統一和共享的大數據庫；拓展與各能源生態系統攸關方的數據交換渠道，對政府電力規劃、城市發展規劃、發電企業電源規劃、用戶項目規劃、充電汽車發展規劃和統計情況等信息進行交換，逐步形成全面貫通的數據通道；在此基礎上，實現電網規劃基礎數據的全面采集、多口徑融合、自動統計、自動糾錯、自動生成和分析指標等功能，逐步形成更加完善的電網規劃數據資產，進而徹底打通由于數字化水平低以及信息交換不暢導致的制約電網規劃質量和效率提升的基礎數據瓶頸。

2.2 電網的智能化統計和分析

以統一云數據中心的數據為基礎，實現對各級行政區、各指定片區、臺區的電網網架和設備、電源、用戶的安全性、可靠性、容載比、負載率、設備利用率、線損率、出力特性、負荷特性等關鍵指標進行自動化、時態化的分析和展示功能；結合與生產、調度、營銷等相關業務以及政府、用戶、電源企業的信息交換，自動化、智能化的提出設備輕、重載變化原因等分析，并可根據需求生成表格、曲線等成果以及熱力圖等可視化展示形式。

2.3 電網規劃問題庫的智能化管理

以統一云數據中心的數據為基礎，結合與生產、調度、營銷等相關業務的信息交換，按照相關規程、策略或規劃人員設置的標準，自動對電網網架、二次系統等進行分析，生成電網規劃問題庫，并可根據指令對問題庫進行查詢、篩選、排序、修改、添加、統計等操作。

2.4 智能化的負荷預測和供需形勢分析

以統一云數據中心的數據及負荷特性分析結果為基礎，結合與營銷業務、政府、用戶、發電企業以及氣象、水文等機構交換的信息，根據規劃人員需求，對各級行政區、各指定片區以大用戶法、彈性系數法、負荷密度法、GDP 綜合電耗法、等多種負荷預測模型自動進行近、中、長期負荷預測和電力電量平衡分析。未來結合逐步積累的大數據，以人工智能技術對負荷預測和電力電量平衡方法不斷進行自動優化和改進，提升智能化負荷預測和電力電量平衡的準確度。

2.5 智能化的主、配網規劃輔助決策

以電力電量平衡結果和電網規劃問題庫為基礎，結合與營銷業務、政府、用戶、發電企業、分布式電源、電動車充電設施等交換的信息，按照相關規程、策略或規劃、技經人員設置的技術原則，對各級行政區、各指定片區自動進行容載比和設備利用率的分析和預測、規劃方案和投資估算的編制，智能化提出推薦方案及效益分析，并生成基于GIS 系統的規劃方案圖；根據設定的規劃原則和規劃時間，自動提出目標網架、配網網格化網架、保底電網網架等，并生成規劃項目庫及可視化展示圖。未來結合逐步積累的大數據，以人工智能技術對電網規劃方法和策略不斷進行自動優化和改進，提升智能化電網規劃的質量和效率。

2.6 智能化的二次系統規劃輔助決策

以統一云數據中心的二次系統數據為基礎，實現對二次系統現狀的設備配置、狀態等進行自動化統計、分析和可視化展示功能；按照相關規程、策略或規劃人員設置的規劃原則，對保護、安自、自動化、通信、計量等二次系統進行智能化的規劃編制及仿真模擬，生成二次系統規劃項目庫。

2.7 智能化的電網動態仿真和評估

以統一云數據中心的電網網架、電網一、二次系統數據、電網規劃方案等為基礎，根據規劃人員需求，對各級行政區、各指定片區的現有網架或規劃網架自動進行供電可靠性、容載比、線損率、電壓合格率等關鍵指標的計算和分析，并實現潮流計算、短路電流計算、系統穩定計算、諧波計算等功能。根據計算結果，智能化的評估電網發展質量和效率，指出安全風險和薄弱環節，并提出完善和改進方案。

2.8 智能化的電網規劃選址選線

以電網GIS 系統為基礎，結合污區、鳥害、覆冰、雷擊、大風、降雨、濕度、溫度、山火等環境圖層數據，按照人工設置的原則，實現智能化的選址選線功能，并結合近、中、遠期規劃方案和政府規劃，智能化的提出站址位置、線路通道、電纜隧道等的規劃和預留方案。

2.9 數字化的電網規劃成果全景展示和推廣

結合GIS 系統，對電網一、二次系統的現狀、規劃成果、投資效果等進行時態化、全景化的展示。通過信息交流渠道，可將成果根據需求推送至企業內部各領域、各部門、各單位，以及外部的政府、用戶、電源企業等能源生態系統攸關方，有效實現電網規劃的技術引導和服務功能。

3 結束語

電網規劃業務數字化轉型是建設智能電網和數字電網的關鍵一步，建成“全面感知、全面貫通、全面共享”的數據資產和信息交換渠道是實現“全面可視、全面可控”的智能化數字電網規劃的基礎。

通過實現智能化輔助決策、智能化分析評估、智能化動態仿真、數字化的電網規劃成果全景展示和推廣等9 大功能，可以實現解決制約電網規劃業務質量和效率提升的基礎數據瓶頸，促進電網規劃業務的革新和效率提升，并將電網規劃業務的技術引導和服務功能拓展至更廣大的平臺。