數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能構(gòu)建新型電力系統(tǒng)

摘要：文章立足于新型電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實際情況和數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，簡略闡述了研究背景，從全域數(shù)字采集、算力算法支持、強化運行控制以及企業(yè)智慧運營幾方面著手，對數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的思路進行了詳細分析，并以安全問題為核心，介紹了新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的要點，旨在為相關(guān)研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化轉(zhuǎn)型；新型電力系統(tǒng)；系統(tǒng)安全

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.02.053

中圖分類號：TM 769" " " " " " " "文獻標(biāo)示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）02-0-03

Digital Transformation and Enabling to Build a New Power System

YAO Yanli

（State Grid Jibei Xintong Company， Beijing 100053， China）

Abstract： Based on the actual situation of the digital transformation of the new power system and the application advantages of digital technology， this paper briefly expounds the research background， and analyzes in detail the idea of digital transformation enabling the construction of the new power system from the aspects of global digital acquisition， computing power algorithm support， enhanced operation control and enterprise intelligent operation， and introduces the key points of the construction of the new power system with security issues as the core， The purpose is to provide reference for relevant researchers.

Key words： digital transformation; new power system; system safety

1" 研究背景

在當(dāng)前新型電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中，數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能本質(zhì)上便是對于全新數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，其應(yīng)用優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下兩方面。

一方面，通過數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以基于大數(shù)據(jù)、人工智能以及云計算等技術(shù)高效開展數(shù)據(jù)處理工作，繼而有效應(yīng)對當(dāng)前電力系統(tǒng)中煩雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。與此同時，數(shù)字化技術(shù)本身有著極高的運算能力，能夠在一定程度上推動運算能力和新型電力的深層次融合，繼而真正將數(shù)字賦能到新型電力系統(tǒng)當(dāng)中，搭建起規(guī)模更大、更加完善的新型電力系統(tǒng)，并提升其質(zhì)效、可靠性及安全性。

另一方面，靈活使用數(shù)字化技術(shù)能夠為新型電力系統(tǒng)的建設(shè)提供穩(wěn)定堅實的技術(shù)支持，充分發(fā)揮數(shù)字化平臺和樞紐的作用，使得以往以“優(yōu)質(zhì)電力”為核心的電網(wǎng)服務(wù)逐漸朝著具有“強大算力”的數(shù)字產(chǎn)業(yè)延伸和擴展，真正推動企業(yè)全方位改革[1]。

2" 數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的

思路和實施舉措

2.1 構(gòu)建思路

2.1.1 全域數(shù)字采集

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)當(dāng)積極推動全域數(shù)字采集的實現(xiàn)。近年來，我國各種儲能設(shè)施不斷完善，多元復(fù)合以及分布式電源呈現(xiàn)出迅速發(fā)展的態(tài)勢，新型電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對各種設(shè)備的特征和狀態(tài)數(shù)據(jù)展開實時、動態(tài)的采集工作，并對其進行高效處理，以實現(xiàn)深度感知的目標(biāo)，并強化落實全域范圍內(nèi)的互聯(lián)互通，使得在數(shù)字空間中的電力系統(tǒng)能夠達到準(zhǔn)確、實時和完整映射的效果。這要求相關(guān)工作人員積極進行采集范圍的拓展，并強化其采集能力，推出一系列統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為各種數(shù)據(jù)的可靠性及安全性提供充分的保障。

2.1.2 算力算法支持

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的背景下，勢必要有強大的算力算法為其提供支持。針對新型電力系統(tǒng)而言，其無論是在電網(wǎng)形態(tài)還是在電源結(jié)構(gòu)方面都呈現(xiàn)出更加復(fù)雜的特點，若是要實現(xiàn)對于海量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、實時處理，應(yīng)當(dāng)有強大的智能算法和算力作為基礎(chǔ)，以支撐相關(guān)人員靈活開展對于系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制工作。具體來看，應(yīng)當(dāng)加大力度提升運算能力，以切實提高多維并行以及分布式計算能力，形成超大規(guī)模的企業(yè)云端存儲和計算能力，并切實提升資源共享水平。積極強化邊緣算力，建立切實可行的云邊端協(xié)同計算平臺。在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對算法模型進行優(yōu)化改善，助力新型電力系統(tǒng)智能輔助決策以及動態(tài)精準(zhǔn)分析等能力的進一步提升。

2.1.3 強化運行控制

數(shù)字化轉(zhuǎn)型對于新型電力系統(tǒng)的運行安全和可靠性有著較高的要求，所以應(yīng)當(dāng)全面落實對于系統(tǒng)的運行控制?？萍歼M步所帶來的電網(wǎng)形態(tài)和電源結(jié)構(gòu)的變化勢必會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的平衡模式以及運行機理出現(xiàn)變化，所以應(yīng)當(dāng)通過數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用為電力系統(tǒng)運行各個環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)換提供相應(yīng)的保障。具體來看，應(yīng)當(dāng)針對新能源處理和負(fù)荷變化等展開實時預(yù)測，同時還要科學(xué)開展對于并網(wǎng)承載能力的評估，為系統(tǒng)新型控制體系的進一步優(yōu)化與完善，創(chuàng)造良好的條件。此外，應(yīng)當(dāng)大力提高智能終端算力資源的利用效率，支撐后續(xù)進行預(yù)測性運維以及智能管理等多樣化業(yè)務(wù)，使得分布式電源節(jié)點以及負(fù)荷節(jié)點能夠滿足自愈、自優(yōu)以及自適等要求。相關(guān)工作人員需要在線開展對于新能源消納空間的計算工作，并在第一時間對電網(wǎng)調(diào)節(jié)需求進行發(fā)布，鼓勵客戶更好地參與到需求側(cè)響應(yīng)的過程中，高效落實柔性調(diào)度，體現(xiàn)出資源主體和電網(wǎng)之間較高的互動性水平，進一步提升電力系統(tǒng)平衡能力以及可再生能源消納水平[2]。

2.1.4 企業(yè)智慧運營

數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)當(dāng)真正為企業(yè)的智慧運營賦能，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的要求下應(yīng)當(dāng)加速企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的進程，充分展現(xiàn)數(shù)據(jù)作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素的實質(zhì)性作用，推動企業(yè)智慧運用效果的持續(xù)提高，并提高企業(yè)的服務(wù)水平和能力。一方面，企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極建設(shè)數(shù)字化治理新模式，強化落實資金、業(yè)務(wù)、信息以及能源流的融合，深化數(shù)據(jù)共享，提升各種資源的利用效果，保障各種業(yè)務(wù)之間能夠?qū)崿F(xiàn)高效協(xié)同的目標(biāo)。另一方面則是要積極推動各類數(shù)據(jù)要素的順利流通，以便于搭建能源數(shù)字生態(tài)圈，為各種智慧業(yè)務(wù)的進一步創(chuàng)新以及能源產(chǎn)品的升級創(chuàng)造良好的條件。

2.2 實施舉措

2.2.1 關(guān)鍵技術(shù)

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級賦能新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，相關(guān)研究人員需要全面掌握傳感布局和精準(zhǔn)映射的各項要點，立足電力系統(tǒng)運行的五大場景，針對各種特征參量，強化對新型人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)以及傳感器和軟件應(yīng)用程序等的應(yīng)用，突破以往局部感知量的局限性，真正實現(xiàn)向全局確定性精準(zhǔn)映射的轉(zhuǎn)型，最大限度地避免單純物理量分析研判的局限性。

移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展能夠為新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建提供強有力的技術(shù)支持，所以相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上加強對5G技術(shù)的研究和應(yīng)用，靈活使用5G技術(shù)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，既能夠切實提高現(xiàn)有的電網(wǎng)源網(wǎng)儲互動能力，還可以進一步強化傳感信息采集及供需互動能力?，F(xiàn)階段5G技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍較廣，包括柔性負(fù)荷、虛擬測量平臺、短路電流計算等。

除了5G技術(shù)，還應(yīng)當(dāng)加強對AI技術(shù)的應(yīng)用，實時動態(tài)地針對故障錄波、量測數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)以及地理數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)進行監(jiān)視，一旦發(fā)現(xiàn)其存在故障或者是運行異常，便要有針對性地制定處置方案，并集中上傳至電網(wǎng)調(diào)度知識庫。電網(wǎng)調(diào)度運行決策的相關(guān)算法模型能夠自動生成相應(yīng)的執(zhí)行命令。靈活使用AI技術(shù)不僅可以切實提升電網(wǎng)操作過程的數(shù)字化水平，還能夠?qū)I(yè)務(wù)更加直觀清晰地呈現(xiàn)出來，開展流程監(jiān)控工作，并自動落實結(jié)果反饋，這不僅可以保障現(xiàn)場作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，還可以在極大程度上精簡業(yè)務(wù)處理流程，減少花費在業(yè)務(wù)處理中的時間。

為了進一步提升數(shù)字轉(zhuǎn)型升級賦能新型電力系統(tǒng)建設(shè)的水平，相關(guān)研究人員需要加大力度探究全模態(tài)仿真協(xié)同平臺的建設(shè)和運行，面對集中式新能源常采取新能源機組精準(zhǔn)建模的方式，例如，可以在數(shù)據(jù)和物理有效融合的基礎(chǔ)上進行光伏電站精準(zhǔn)建模，綜合考慮小容量分布式光伏電站處理預(yù)測的相關(guān)問題，采用光伏主從預(yù)測技術(shù)。從當(dāng)前的實際情況來看，業(yè)內(nèi)在負(fù)荷模型方面普遍使用簡單模型和典型參數(shù)，這導(dǎo)致其仿真結(jié)論欠缺精準(zhǔn)度，同實際運行狀況不盡相同，進而影響了電網(wǎng)仿真分析的高效開展。在當(dāng)前能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)持續(xù)進步的過程中，各種新型負(fù)荷元素開始同電網(wǎng)銜接，進而使得負(fù)荷側(cè)出現(xiàn)了全新的特點，包括智能化、隨機性、電力電子化等。

為了滿足在線量測電力用戶負(fù)荷信息的要求，研究人員需要大力開展對負(fù)荷智能終端以及智能平臺的研究和開發(fā)工作，其中利用智能終端所采集的各種數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)對負(fù)荷模型的在線修正，與此同時還能對各種用戶負(fù)荷電氣信息進行實時動態(tài)采集，并基于通信基站和路由器集中向云平臺上傳負(fù)荷信息，高質(zhì)量進行數(shù)據(jù)處理，以使其能夠直觀明確地展現(xiàn)出來。除此以外，智能終端還能夠?qū)β收{(diào)節(jié)等控制指令進行有效調(diào)節(jié)。

2.2.2 注意要點——安全問題

在解決了各種關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用問題后，研究人員應(yīng)當(dāng)充分考慮數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下所面臨的安全問題，采取妥善的應(yīng)對措施，為新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建和運行奠定堅實的基礎(chǔ)，切實保障其安全性和可靠性[3]。

（1）搭建安全防護技術(shù)體系。針對現(xiàn)階段新型電力系統(tǒng)IT架構(gòu)的實際情況以及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢，未來對于電力系統(tǒng)安全問題的處理需要嚴(yán)格遵循零信任原則，并實現(xiàn)對其終端、系統(tǒng)和應(yīng)用的全覆蓋，綜合考慮各個安全組件之間的關(guān)系，科學(xué)開展對業(yè)務(wù)的規(guī)劃工作，有針對性地制定和完善訪問策略，搭建健全完善的技術(shù)體系，在實踐過程中強化開放業(yè)務(wù)隱藏、身份一致性驗證、設(shè)備多維感知以及云邊協(xié)同等核心技術(shù)的研究開發(fā)與應(yīng)用，科學(xué)建立無邊界安全管控體系，以方便相關(guān)工作人員可在第一時間發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險，并高效地采取相應(yīng)的處置措施。

相關(guān)工作人員需要大力建設(shè)覆蓋全域的物聯(lián)網(wǎng)平臺采集終端，集中統(tǒng)一地開展對接入終端的管控工作，從源頭上促進終端安全性的提升，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高邊緣感知能力，實現(xiàn)對資源、權(quán)限以及身份等的集中管理，為用戶身份以及設(shè)備的合法性提供充分的保障。與此同時，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)大力開展對多樣化訪問主體的信任評估工作，同時還要依據(jù)最終所得出的評估結(jié)果對既有的權(quán)限采取科學(xué)有效的調(diào)整措施。針對IP地址對外開放的端口則需要進行隱身，為訪問階段各個主客體的可靠性以及安全性提供相應(yīng)的保障，最大限度地避免非法數(shù)據(jù)入侵的可能性。在零信任架構(gòu)的基礎(chǔ)上高效落實細粒度訪問以及動態(tài)訪問的控制工作，進一步縮小攻擊面，降低業(yè)務(wù)風(fēng)險。

（2）完善主動防御體系。針對數(shù)據(jù)安全防護而言，相關(guān)工作人員不僅要強化管控訪問數(shù)據(jù)的相關(guān)行為，還應(yīng)當(dāng)對數(shù)據(jù)本身予以相應(yīng)的保護，在可信計算技術(shù)體系的基礎(chǔ)上加強對信創(chuàng)體系的研究工作，不斷探究可信管理控制、數(shù)據(jù)仿真脫敏以及可控加密等新型技術(shù)，有針對性地制定防護管理方案，并使其在新型電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)全生命周期中實現(xiàn)全面落實，同時基于數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系以及能源數(shù)據(jù)中心大力進行安全防護建設(shè)。合理使用監(jiān)測技術(shù)，動態(tài)開展對用戶行為的監(jiān)測和預(yù)警工作，并利用存儲隔離和分布式密保技術(shù)為數(shù)據(jù)存儲的安全性提供相應(yīng)的保障。確保主動預(yù)防體系的完整性，真正達到精準(zhǔn)防護的效果，切實保障各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)資產(chǎn)的安全。

（3）提高應(yīng)急響應(yīng)處置能力。良好的應(yīng)急響應(yīng)處置能力是保障新型電力系統(tǒng)安全可靠的重要基礎(chǔ)，具體應(yīng)當(dāng)從以下幾方面著手。

首先，常態(tài)化開展電網(wǎng)的安全監(jiān)測，及時精準(zhǔn)識別網(wǎng)絡(luò)威脅并妥善采取相應(yīng)的控制措施，與此同時還要對各種威脅情報進行全方位的收集與整合，并對其進行動態(tài)更新，在元數(shù)據(jù)集合的基礎(chǔ)上搭建更全面和多維的情報庫。

其次，基于威脅情報建立綜合性的關(guān)聯(lián)分析模式，針對關(guān)聯(lián)分析的算法和相關(guān)流程展開深層次的研究工作，實現(xiàn)對安全系統(tǒng)告警和多元威脅情報的數(shù)據(jù)整合與關(guān)聯(lián)分析，這便可以進一步提升安全事件識別的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，針對其進行分類與定位，在情報預(yù)警分析的基礎(chǔ)上進行高效處理。

最后，通過應(yīng)用智能情報分析技術(shù)，深入探究攻擊的具體來源，同時明確攻擊方所處位置、身份以及技術(shù)手段，接下來再輔以相應(yīng)的反制探針以及智能化對抗等一系列新興技術(shù)，研發(fā)出切實可行的反制程序，以支撐后續(xù)各種安全事件的及時響應(yīng)與自動化處理，為電力系統(tǒng)的安全可靠運行奠定堅實的基礎(chǔ)[4]。

3" 結(jié)束語

綜上所述，對于新型電力系統(tǒng)來說，其中所涉及的電源、電網(wǎng)以及儲能等環(huán)節(jié)都有著極高的電子化水平，為了更好地保障系統(tǒng)的安全性以及供電的可靠性，勢必要積極適應(yīng)當(dāng)前數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢，搭建新型的電力系統(tǒng)，始終圍繞著數(shù)據(jù)信息等強化，促進各種能量信息和數(shù)據(jù)的有機結(jié)合，進而將其運用到電力系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)中，讓電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出協(xié)同互動的良好局面，支撐我國雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)。而在此過程中，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)注重掌握各種數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵技術(shù)，并重點考慮安全問題，為新型電力系統(tǒng)的高質(zhì)量運行奠定堅實的基礎(chǔ)。■

參考文獻

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[2] 謝林江，毛正雄，羅震宇．?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型中新型電力系統(tǒng)典型信息安全威脅及對策分析[J]．新型工業(yè)化，2022，12（3）：191-193.

[3] 江秀臣，許永鵬，李曜丞，等．新型電力系統(tǒng)背景下的輸變電數(shù)字化轉(zhuǎn)型[J]．高電壓技術(shù)，2022，48（1）：1-10.

[4] 賴征田．面向新型電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵技術(shù)研究[J]．供用電，2022，39（2）：1.