电网功能形态的数字化转型趋势分析

电网功能形态的数字化转型趋势分析

王智敏

电网数字化转型的必要性

电网作为高度嵌入经济社会生产活动中的公共基础设施，其数字化水平将对能源电力市场化程度产生更加直接和深远的影响。电网作为能源转换利用和输送配置的枢纽平台，需要结合数字经济与新基建的政策机遇，着重发挥规模经济与网络效益优势，促进电力供需更平衡、资源配置更优化。

当前，电力系统从传统电力系统向新型电力系统演进，这对电网安全、高效、优化运行提出了更大挑战。随着高比例新能源、 、柔性直流输电等电力技术快速发展和推广应用，电网形态复杂化、电网相关主体多元化运行方式多样化的特点愈发明显，高低压层级电网之间、送受端电网之间协调难度加大。

目前，电网的生产运营、调度交易等活动已经体现出高度的信息化与自动化，正在进一步成为调配能源资源的重要平台。随着数字经济时代的到来，数字化、智能化发展成为新的趋势，表现为数字技术与实体经济的深度融合，以及数据要素、数字平台对电网整体与各个环节的赋能赋智。

电网数字化转型趋势

从形态上看，正在发展成为物理电网和数字电网相融合的整体。物理电网在电力传输以及生产消费过程中产生的各类数据构成了电网的基础，是数字空间电网实时链接感知重要的信息来源，也是数字空间电网反向触达用户、连接产业链上下游的关键载体。数字空间电网是通过对新一代数字化技术的科学应用，打造覆盖电网全区域、全专业、全链条、全要素的数字化电网，具备能够实时、动态、立体、时序化反映实体电网的全环节、全过程信息的特性，以电力系统的视角改变以往决策信息分散、决策依据不充分的问题，推动物理电网向高质量发展迈进。

从功能上看，将进一步突出数智赋能赋效、电力算力融合、主配网协调发展和结构坚强可靠的数字化支撑效果。数智赋能赋效强调增强以电网为枢纽的能源电力系统互联互通能力、供需匹配能力、风险应对能力和综合服务能力。电力算力融合强调电网不仅是算力支撑电力运行、电力保障算力用能，还将融合电力算力技术、设备与机制，形成一体化的资源供给与调配服务。主配协调发展通过建立主配电网图模数据交互机制、建立主配电网风险分析、合环分析、故障处置等业务协同机制，推动主配网多源数据融合应用及故障信息共享，提升事故处置效率，提升主配网运行状态的全景感知能力，提高多业务、跨部门间协作处置效率，提升电网安全运行控制水平，提升电网运行控制效率。结构坚强可靠强调电网维持自身安全稳定运行，保障用户安全可靠用能，维护电力产业链供应链安全稳定性，助力能源安全。

从运行能力上看，将进一步提升“广泛互联、多流互融、智能互动”的能力。广泛互联即源网荷储中的各类资源、电能与交通、物流、通信、应急等其他系统的互联互通、共享互济。多流互融即数据流引领优化能量流、业务流、资金流等多流融合，实现资源的最优配置和业务的高效协同。智能互动即电力系统设备智能化水平持续提升，实现海量分散发供用对象智能协调，各类市场主体主动响应、双向互动，电力系统韧性、弹性和自愈能力增强。

从运营特征上看，增强气候弹性、安全韧性、调节柔性、保障能力的要求将与日俱增。当前，能源电力与气候的关系日益紧密，源荷两端随机性挑战持续增加，依托以信息监测、双向计量、多方通讯、绿电溯源等数字化手段提升对电力系统源网荷储各环节的感知能力和控制能力，打造智慧化的电网调度运行模式，支撑电网更好地服务高比例新能源的大规模接入，不断增强电网气候弹性、安全韧性、调节柔性和保障能力，提升电网应对突发异常、故障应急、源荷随机变化等问题的综合水平。气候弹性突出电网适应气候波动影响的能力，是动态感知、预测不可控环境变化，并开展被动适应的方式；安全韧性突出电网在风险扰动下能够维持安全稳定正常运行的能力，是面对极端风险情况的抗扰动性；调节柔性强调电网具备快速灵活可调的能力，是应对变化主动协调资源优化配置的方式。保障能力强调在能源安全保供和能源转型的双重压力下，电网在面对常态化和紧急性的运维需求时，对人、财、物等资源能够及时、充分地调动，并能以最经济的方式保障运营安全。

从作用延展上看，其对电力生产清洁化、电力消费高效化、电力服务便捷化的带动作用更加直接。电力生产清洁化可依托数字化技术精准预测可再生能源出力情况，将各个能源品类以更优化的方式协同起来，能够以更加清洁和低碳的方式供应能源；电力消费高效化可以数字化技术便捷高效满足用户多样化用电需求，打造优质的客户体验，降低全社会的碳排放总量和强度，减少全社会综合用能成本；电力服务便捷化可依托数字化的广泛连接，实时采集、预判和共享能源供需信息，实现自动化匹配和智能化交易，为多元社会主体提供一站式的能源电力服务，满足各类用能、交易服务需求。

从技术发展趋势来看，数字技术创新的推广应用将持续拓展领域范围，成为带动电网与数字技术的融合的最主要抓手。在拓展应用范围上，电网的数字化智能化转型能够带动数字技术创新在众多领域的推广复用，为数字技术特别是前瞻性的共性技术与产业化的应用技术提供试点示范平台。在推进技术融合上，将推动电网以互联网、大数据、人工智能为代表的新一代数字技术为依托，叠加海量数据与丰富应用场景，进行新技术融合和新场景的培育，将进一步为电网数字化技术产业链的“专精特新”培育提供试验田与加速器。

从参与市场程度上看，电网的数字化将进一步发挥电网在电、碳、能源资源、数据等要素的连接作用和配置效率。在提升连接作用上，建立“电数”耦合新优势，拓展延伸电网作为能源资源配置平台的潜能，增强电网数据合规流通和价值提升。同时，以电力大数据服务多个环境市场发展，进一步提升电力系统整体安全绿色水平。在提升电网的配置效率上，将推动市场信息的高度透明，支撑计量记录、供需匹配和交易结算等，为多个要素市场提供数据、技术、平台服务，为优化市场制度设计，全面提高要素协同配置效率提供支撑。（作者单位：国网能源研究院有限公司）