通信世界网消息（CWW）长期以来，我国高度重视发展数字技术、数字经济。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《关于推进“上云用数赋智”行动 培育新经济发展实施方案》《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》等政策文件，均将“上云、用数、赋智”作为数字化转型的重要方向及具体建设内容。
随着“云、管、边、端、芯”等数字技术的迭代发展，IT、CT、OT与传统电网在技术与装备上的融合应用，推动“上云、用数、赋智”更好地赋能电网的数字化转型。南方电网与国家电网作为我国的两大电网运营商，“十四五”期间将数字化转型提升至战略层面全面推进部署。南方电网确定了数字电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商的“三商”转型战略，将数字化转型作为战略转型的主要路径，陆续印发《数字化转型和数字电网建设行动方案》《数字电网实践白皮书》等，提出实施“4321”工程，制定发布了云计算、大数据、人工智能等专项规划，在央企中率先启动数字化转型，创新性开启数字电网建设工作。国家电网确立了“建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标和“一体四翼”的发展布局，通过构建“三融三化”和“三条主线”，推动电网数字化转型、构建“智慧国网”，推动先进信息通信技术、控制技术和能源技术深度融合应用，推进电网全业务、全环节、全要素数字化发展，实现电网高效率运行、高质量发展和服务高品质供应等目标。
“上云”——数字化转型的必要途径
“上云”是数字化、信息化发展的重大变革和必然趋势，是基于业务发展和信息技术应用需求，使用计算、存储、网络、平台、软件等云服务，优化生产经营管理，提高业务能力和发展水平的重要途径，有利于企业加快数字化、网络化、智能化转型，提高创新能力、业务实力和发展水平。国务院发布的《“十四五”数字经济发展规划》提出，实施上云用云行动，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级。工信部印发《推动企业上云实施指南(2018—2020年)》，将上云作为产业升级、数字化转型等工作的重要抓手；并将于今年内完成《企业上云用云实施指南（2022）》的编制与下发工作，以持续推动企业高质量上云用云。
“上云”已成为众多行业数字化转型的重要路径，并逐步从基础架构、数据的上云，向管理、业务的上云升级。以南方电网为例，南方电网在《数字电网实践白皮书》《数字电网标准框架白皮书》等文件中明确，“十四五”期间按“3+1+X”的架构建设布局合理、经济适用、集约高效、绿色节能的新型数据基础设施，积极推动“南网云”的建设。如图1所示，“南网云”采用异构、跨平台的多云管理技术，支撑广域的多云逻辑统一管理，拥有更大规模的硬件资源整合、更强的计算能力，具备灵活便捷的虚拟化、高可靠的运行容错、高通用的组件服务以及高可扩展的资源弹性伸缩能力。“南网云”作为南方电网建设数字电网、推动数字化转型的重要基础平台，全面支撑调度运行、电网管理、运营管控、客户服务四大业务平台的建设与运行。同时，“南网云”涵盖南网私有云与南网公有云，其中，南网私有云实现对存量云基础设施服务资源统一纳管，实现跨区资源纳管和灾备容灾管理，具备人工智能、区块链、VR/AR等各类技术组件和应用开发能力，满足各数字化平台运行要求；南网公有云则实现向政府和社会提供公共服务的能力。
图1 “南网云”引领南方电网数字化转型
南方电网基于一体化“南网云”实现了算力资源全局统一管理，有效集中了南方五省电网计算、存储和数据资源，提供计算虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化、容器、微服务治理、人工智能、物联网等云服务，为电力网络和电网运营商自身的数字化、智能化，提供充足的计算、存储及网络等资源的供应能力，推动构建“电网状态全感知、企业管理全在线、运营数据全管控、客户服务全新体验、能源发展合作共赢”的新业态新模式。对内，为南方电网内部各类平台提供统一算力支撑、基础硬件资源和通用技术组件等，支撑敏捷开发、快速部署和故障自愈，降低运维成本；对外，为政府和社会提供各项云计算和云服务，为信息的集成、共享和应用提供基础运行环境，提供并拓展企业各类大数据服务，赋能数字经济的发展建设。
用数——电力网络的重要生产要素
在数字化浪潮背景下，作为国家基础性、战略性资源，数据的要素属性、价值属性、资产属性等逐步成为社会各界的共识。2020年4月，中共中央、国务院发布《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》，强调数据在社会经济发展中已成为新型生产要素，提出“加快培育数据要素市场，提升社会数据资源价值，加强数据资源整合和安全保护”。2021年12月，国务院印发《要素市场化配置综合改革试点总体方案》，提出要“探索建立数据要素流通规则，完善公共数据开放共享机制，建立健全数据流通交易规则，拓展规范化数据开发利用场景，加强数据安全保护”，进一步释放数据的潜在价值。
国家电网在打造新型电力系统数字技术支撑体系中，将数据要素整体分为“三区四层”——通过优化数据的采数、传数、存数、用数“四层”环节，做好对电网生产控制大区、管理信息大区和互联网大区“三区”的支撑保障。如图2所示，采数主要指规范采集对象、装置与内容，落实数据主人制，构建感知数据体系。传数指灵活采用电力光纤、加密无线虚拟专网等混合通信方式，实现安全高效传输。存数指沉淀基础共性能力，实现企业级业务、数据和技术能力共建共享共用。用数以业务为驱动，基于企业中台实现前端应用快速、灵活、便捷构建。在采数、传数、存数、用数的“四层”环节中，明确并深化“一数一源、一源一责”的数据定源定责机制，形成标准统一、权责明确的全局数据管理体系，构建多层次可信、全方位感知的安全保障能力。
图2 国家电网对数据的“采-传-存-用”各环节示意
电网运营商对于数据要素已逐步构建并形成强大的资源池。南方电网目前已汇聚内部各类系统数据超过2.8PB、数据日增量高达2.4TB，为数据跨领域融通及开放利用提供重要数据源基础；国家电网推动电力大数据专项行动，截至2021年培育大数据应用成果589项，初步构建“两支撑、三赋能”的数据应用业务体系。电网运营商在数据治理、数据安全等领域的储备经验也日益丰富，其数据管理能力位居全国前列，目前全国仅3家企业获评数据管理能力成熟度（DCMM）5级的最高等级，南方电网、国家电网占据其二。电力的数据要素贯穿电力系统“发、输、变、配、用”各个环节，随着电网感知物联水平提升、数字化智能化加速，其连续性好、实时性强、可信度高等优点日益显现。借助电力网络广域互联与政府及其他行业构建密切联系，可接入智慧城市、数字政府、气象等各类数据资源池，根据丰富多元的应用场景需求，为政府、企业、个人等主体提供相应电力数据服务，从智慧用能、产业分析、电碳监管、征信金融等方面进行数据赋能，助力数据服务的高质量供给。
赋智——“输、变、配”环节全方位提智增效
在电力系统“发、输、变、配、用”的环节中，电力网络主要涵盖输电、变电及配电。电网的数字化转型主要体现在数字技术对输电、变电、配电等业务场景的赋智赋能，如图3所示。
图3 数字技术赋智赋能电力网络示意
输电环节
输电网是电能输送的物理通道，是连接发电站和变电站、变电站和变电站的纽带。一般而言，电压等级越高，输送的容量越大，输送的距离也越远。根据不同的电压等级可以划分为高压、超高压、特高压，输电方式包括直流输电和交流输电。
输电业务主要围绕输电网的运维、改建、检修等展开。输电网通常为远距离输送，地理位置偏僻，室外架空线路结构整体偏高，易遭风雪雨雷等天气的影响；地下电缆线路一般处于地下通道或隧道，环境阴暗潮湿。过去的巡检工作主要靠人工完成，工作环境存在风险，高负荷体力工作对巡检人员的身心素质要求较高，且监测设备繁多，造成巡检工作量大、误差几率高、工作效率低。
输电数字化主要构建“在线监测+无人机巡检+人工补充”智能化巡检体系，以及输电网的三维数字化仿真建模。在输电线路上配置污秽、偏移风动、拉伸张力等传感终端，配置图像视频、覆冰监测、微气象等监测装置，实现数字输电的全域信息采集和输电线路与设备的多维在线监管、智能巡检等。结合智能巡视、智能分析、输电线路电流等数据，完善输电环节的全景画像，结合实时测量与历史数据进行孪生建模，支持输电网实时监测、分析和决策，同时为电力调度等业务提供智能辅助决策，有效提升输电网运行的安全性与经济性，在支撑安全、高效、智能化输电网建设的同时，提升输电网运行的安全性与经济性，提高电网整体安全防御与资源配置的能力。
变电环节
变电指通过升压变压器将电源侧低电压升高，满足长距离输电需求；再通过降压变压器将高电压降低为适合短距离输电或用户分配的较低电压，使电能在不同电压等级电网之间相互转换、输送。其中，变电站是变电的实现场所，主要功能除实现电力传输、转换和分配外，还包括支持调度实施监控和运行操作，以及采集电网运行和维护的关键信息。
变电承载了电力网络之间的连接，是电力传输的重要中间环节，主要在变电站中实现，具体业务也主要围绕变电站内电力设备的运维展开。变电的主要功能除了对电力传输、转换和分配外，还包括支持调度、实施监控和操作，同时采集电网运行和维护的关键信息。
变电的数字化、智能化，包括基于通信、传感、仿真、孪生等数字技术，打造变电环节的“运行巡视无人化、维护检修试验精准化、风险管控透明化、操作及分析自动智能化”等。变电设备的全域信息采集，逐步实现变电站内设备运行、测控、保护、故障、在线监测、智能巡视等数据的可靠采集与监视分析。按照“机巡+人巡”的模式，建立并完善巡视无人化替代、操作智能化、高效安全的变电站作业体系。依托云计算、物联网对物理设备进行孪生模拟建模，优化变电站的感知、分析、决策等环节的智能化水平，打造超强感知、智慧决策和快速精准执行的能力。此外，变电环节的数字化推动了多源数据高度融合的数字变电设备及智能终端的探索应用，助力拉动电力网络持续改造升级。
配电环节
配电是直接与用户连接并向用户分配电力的环节。电力从发电厂经过升压变压器升压后，通过输电网输送到各地；再经过各地的降压变压器降压后，通过配电设施实现就地或逐级与用户相连并向用户分配电力。
配电业务主要围绕配电设备开展，其核心任务是负荷管理及故障管理。配电侧因直接延伸至终端用户，终端用能的快速变化，容易导致重过载、低电压等供电质量问题，对设备运行、配网供电可靠性提出了更高要求。过去传统架构建设模式下的配电监控监管大多采用“烟囱式”架构，存在“信息孤岛”，业务与数据的融合存在壁垒与瓶颈。
配电数字化在原有设备状态和环境信息采集基础上集成数据采集，加强配电智能网关功能，构建统一的性能检测平台，以设备、运行和管理的透明化推动配电环节的全面监控、灵活控制、优化运行，以及运维管理的集约化。统一数据上传协议与标准，建设全域物联平台，全面推进智能配电站、智能开关站等项目建设，提升设备状态在线监测和运维巡检智能化水平，实现配电网状态全景可视和高效互动。推进以故障自愈为方向的自动化智能化升级与建设，实现配网状态监测、故障快速定位、故障自动隔离和网络重构自愈，将物理电网结构特性、生产运行业务信息进行数字化综合直观呈现，解决配电网“停电在哪里、负荷在哪里、低电压在哪里、风险在哪里、线损在哪里”等常见问题。通过全面升级生产域业务支撑平台，构建结构合理、灵活可靠的现代智能配电网，助力实现配电环节的可观、可测、可控。
展望
习近平总书记强调，发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择，要求推动能源技术与现代信息、新材料和先进制造技术深度融合，探索能源生产和消费新模式。提高电力网络的数字化、智能化水平，是数字经济发展的必然趋势，也是发展经济、改善民生、保护生态等方面的重要需求。在深入落实党中央“四个革命、一个合作”能源安全新战略，以及“碳达峰、碳中和”重要发展目标的道路上，能源是主战场、电力是主力军、电网是排头兵。电网的数字化转型推动数字技术与电网技术的集成与迭代，促进大数据、物联网、人工智能等数字技术与能源经济实体深度融合，“算力+电力”的融合让电力网络更加智能、安全、可靠、绿色、高效，推动着能源行业绿色低碳转型。未来，电力流、数据流、算力流将持续推动电网的转型与升级，以数字化培育新动能，以新动能推动新发展，在数字中国建设的浪潮中谱写新篇章。
