隨著新能源逐漸成為電源主體，“源隨荷動(dòng)”的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)生產(chǎn)組織模式將發(fā)生根本性變化，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將成為電網(wǎng)企業(yè)決戰(zhàn)新型電力系統(tǒng)時(shí)代的“殺手锏”。
日前，在國(guó)務(wù)院國(guó)資委發(fā)布的2020年國(guó)有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)典案例中，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)雙雙上榜。
近年來(lái)，兩家電網(wǎng)央企均把數(shù)字化轉(zhuǎn)型作為搶占未來(lái)制高點(diǎn)的重要戰(zhàn)略。國(guó)家電網(wǎng)提出應(yīng)用“大云物移智鏈”新技術(shù)，加快建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，南方電網(wǎng)則明確要打造“數(shù)字南網(wǎng)”。
在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)過(guò)程中，數(shù)字化是提升新能源消納、實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全高效、助力負(fù)荷可控可調(diào)的戰(zhàn)略性抓手。這也造就兩大電網(wǎng)央企當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型上你追我趕的態(tài)勢(shì)。
決戰(zhàn)新型電力系統(tǒng)
隨著碳達(dá)峰、碳中和工作的推進(jìn)，新能源未來(lái)將大規(guī)模并網(wǎng)，給電網(wǎng)帶來(lái)高比例可再生能源、高比例電力電子設(shè)備的“雙高”挑戰(zhàn)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的研究學(xué)者表示，無(wú)論是適應(yīng)新能源大規(guī)模高比例并網(wǎng)和消納要求，還是支撐分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等交互式、移動(dòng)式設(shè)施廣泛接入，都需要以數(shù)字技術(shù)為電網(wǎng)賦能，促進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)，推動(dòng)電網(wǎng)向更加智慧、更加泛在、更加友好的能源互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)。
2020年中國(guó)水電、風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電分別新增裝機(jī)容量為1323萬(wàn)千瓦、7167萬(wàn)千瓦和4820萬(wàn)千瓦，風(fēng)光新增裝機(jī)近120吉瓦。其中棄風(fēng)電量達(dá)166.1億千瓦時(shí)，風(fēng)電利用率為96.5%；棄光電量達(dá)52.6億千瓦時(shí)，光伏發(fā)電利用率為98.0%。
頭豹研究院分析師陳夏琳表示，當(dāng)前，新能源面臨著增速遠(yuǎn)高于用電需求增長(zhǎng)、開(kāi)發(fā)布局不均、電源系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足、消納政策和市場(chǎng)機(jī)制不健全等問(wèn)題，“十四五”期間規(guī)劃的新能源裝機(jī)量高達(dá)300-400吉瓦，將對(duì)消納形成更大壓力。接受如此大規(guī)模的并網(wǎng)新能源，電網(wǎng)必須深度應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)。
盛世景資本智造中國(guó)投資總監(jiān)吳川表示，隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)、儲(chǔ)能參與電網(wǎng)和汽車(chē)電動(dòng)化，電力系統(tǒng)中參與主體數(shù)量大幅增加，調(diào)度的復(fù)雜度程度越來(lái)越高，傳統(tǒng)調(diào)度手段已經(jīng)難以滿足需要。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的感知能力、決策能力和執(zhí)行能力循環(huán)，提升電網(wǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定安全可靠供電的終極方法。
據(jù)了解，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)采取的生產(chǎn)組織模式是“源隨荷動(dòng)”，用一個(gè)精準(zhǔn)可控的發(fā)電系統(tǒng)，去匹配一個(gè)基本可測(cè)的用電系統(tǒng)，并在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中滾動(dòng)調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。而隨著新能源成為主體，將從根本上改變這一模式，無(wú)論是發(fā)電側(cè)還是用戶側(cè)都變得不可控。因此，傳統(tǒng)的電網(wǎng)生產(chǎn)組織模式無(wú)法適應(yīng)新的系統(tǒng)，必須作出改變，而數(shù)字化就是其轉(zhuǎn)型方向。
智能電網(wǎng)之后的新機(jī)遇
一方面是電源側(cè)碎片化電源增多，電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)電源不足；另一方面是負(fù)荷側(cè)從單純用能方變?yōu)榘l(fā)用一體，這導(dǎo)致電網(wǎng)抗擾動(dòng)能力下降，系統(tǒng)穩(wěn)定形態(tài)更加復(fù)雜。面對(duì)電源和負(fù)荷的變化，身處能源行業(yè)樞紐地位的電網(wǎng)，不得不從數(shù)字化轉(zhuǎn)型中獲得賦能。
在這樣的背景下，誰(shuí)先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，誰(shuí)將占得先機(jī)。
梳理發(fā)現(xiàn)，國(guó)家電網(wǎng)通過(guò)夯實(shí)數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)，狠抓數(shù)據(jù)管理，建設(shè)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入、匯集、存儲(chǔ)，加速向能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)邁進(jìn)。南方電網(wǎng)則從2019年起，投入百億資金啟動(dòng)“數(shù)字南網(wǎng)”建設(shè)，構(gòu)建面向政府、設(shè)備制造商、能源生產(chǎn)商、配售電商、能源增值服務(wù)商、能源終端用戶等產(chǎn)業(yè)鏈參與方的各類互聯(lián)互通平臺(tái)。
電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型到底意味著什么？據(jù)專家介紹，就是應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代數(shù)字技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化改造，發(fā)揮數(shù)據(jù)的生產(chǎn)要素作用，以數(shù)據(jù)流引領(lǐng)和優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流，增強(qiáng)靈活性、開(kāi)放性、交互性、經(jīng)濟(jì)性、共享性等，使電網(wǎng)更加智能、安全、可靠、高效。
然而，在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，數(shù)字化賦予電網(wǎng)更多的新特征和新應(yīng)用場(chǎng)景，其影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出技術(shù)范疇。從10年前的智能電網(wǎng)到如今的電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，電網(wǎng)的生產(chǎn)模式、組織模式、電力的調(diào)度形式正發(fā)生著快速迭代。
陳夏琳認(rèn)為，相比智能電網(wǎng)，數(shù)字化電網(wǎng)不僅可以通過(guò)建模實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)乃至電力系統(tǒng)的數(shù)字化，做到可視化或透明化，而且還可利用大數(shù)據(jù)，達(dá)到管理、運(yùn)用、挖掘數(shù)據(jù)的價(jià)值。
在吳川看來(lái)，電網(wǎng)的技術(shù)革新和組織革新都是圍繞可靠供電進(jìn)行的，電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也不例外。“數(shù)字化和智能化的核心區(qū)別在于，數(shù)字化能夠進(jìn)行‘?dāng)?shù)據(jù)+學(xué)習(xí)’的自組織，不斷的優(yōu)化算法和運(yùn)行策略，一方面應(yīng)對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的供需關(guān)系，另一方面提升效率促進(jìn)減排?！?/span>
仍處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型1.0階段
根據(jù)南方電網(wǎng)發(fā)布的《數(shù)字電網(wǎng)白皮書(shū)》，電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型后，以“電力+算力”為核心驅(qū)動(dòng)大規(guī)?？稍偕茉磪f(xié)同調(diào)度，形成新能源可觀、可測(cè)、可控的數(shù)字化平臺(tái)，有利于加大風(fēng)光水火儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，最大限度消納清潔能源。
不過(guò)，陳夏琳指出，目前來(lái)看，電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的薄弱環(huán)節(jié)在于網(wǎng)絡(luò)安全。“隨著大、云、物、移、智、鏈等技術(shù)在電網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，大量異構(gòu)終端被接入電網(wǎng)，使電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊界模糊、數(shù)據(jù)交互多元，同時(shí)由于現(xiàn)有的防護(hù)體系尚未能夠完全應(yīng)對(duì)逐漸升級(jí)的攻擊手段與安全風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)字化電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題成為當(dāng)下主要挑戰(zhàn)之一。”
吳川表示，當(dāng)前電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型總體上處于發(fā)展早期階段。“數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是一蹴而就，需要經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)等過(guò)程，還需要相應(yīng)的軟硬件應(yīng)用到電網(wǎng)中。目前，在數(shù)據(jù)的采集數(shù)量、數(shù)據(jù)分析的廣度和深度方面都有較大的潛力?！?/span>
專家提醒說(shuō)，電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，要解決好數(shù)據(jù)權(quán)益歸屬不清晰、數(shù)據(jù)開(kāi)放共享義務(wù)不明確、數(shù)據(jù)流通機(jī)制不完善、數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一以及數(shù)據(jù)安全缺乏監(jiān)管等問(wèn)題。
