电网规划业务数字化转型构想的研究

罗青松

（国网重庆市电力公司黔江供电分公司，重庆 409000）

0 引 言

电力系统规划的主要内容有电力系统的特点分析、电力系统的负荷预测、电力系统的平衡、电力系统的投资估算、电力系统的一次规划与二次规划等。不仅牵涉到电网企业内部的生产、调度、营销等各个环节，而且还牵涉到电网企业外部的政府、用户、发电企业等诸多与能源生态系统相关的利益主体，具有很强的特殊性和复杂性。仅靠传统的规划方式难以实现电网规划业务的数字化转型，所以需要站在电网规划全局的立场上，将电网规划业务的特征和需求结合起来，对电网规划业务的数字化转型作出一个总体设想，并对其进行整理，确定其转型的目标和任务，从而为电网规划业务的数字化转型奠定坚实的基础。

1 电网规划业务的内容

电力系统的规划工作直接影响着电力系统的建设效果，对电力系统的发展与经济的发展起着至关重要的作用。在新时代背景下，需要对电网规划业务进行创新升级，确保数字化电网建设的水平，让电网规划业务朝着信息化的方向发展，构建一个安全、高效的智能电网体系，为电网的可持续发展奠定坚实的基础。电网规划业务包含的内容很多，除了负荷特性分析、预测、电力评估预估以及投资估算，还涉及到系统一次、二次规划等。它涵盖了电网企业的生产、营销等各个环节，具有广泛的覆盖面。政府、用户和企业是其主要的参与主体。电网规划工作具有很强的系统性，但其工作难度也很大，要处理好所面临的复杂环境。传统的电力系统规划服务具有局限性，对问题的思考不全面，仅仅依靠信息化系统，不能保证电力系统规划服务的质量。在这种情况下，需要寻找到一条电网规划业务数字化转型的道路，与电网规划业务的需求相结合，给出一个总体的设想，对数字化转型的具体工作进行科学安排，从而为电网规划数字化转型打下坚实的基础。

2 电网规划业务数字化转型的必要性

在当前电力需求不断增加的情况下，电网规划业务显得尤为重要，要想提高电网规划业务的品质，就必须走上数字化转型的道路，推动电网规划业务的改革。研究表明，通过对电力系统规划服务进行数字化改造，可以突破传统电力系统规划服务的困境，保证电力系统规划服务的质量，最大化发挥电力系统规划服务的价值，为电力系统的发展提供必要的基础性支撑。

从实际经验中可以看出，在电力系统中有很多的基础数据业务，如电源发电量、用户用电量、设备最大负荷等，这些都会对电网规划业务质量产生影响。由于大量直流和交流电网中的数据来源复杂，数据量庞大，因此对其进行处理和分析十分困难。如果在运行过程中出现错误，则将会导致数据丢失或者数据质量下降，从而削弱电网建设的效果，造成资源的严重浪费，这就是电网规划业务转型的瓶颈所在。

电网规划业务需要积极地进行数字化转型，在实际工作中，将智能电网建设作为一个机会，提高电网规划业务的合理性，确保电网规划业务的质量。一方面，根据现实条件，分析与电网规划业务有关的内容，以满足调度、营销等业务的需要，从而推动电网的信息化建设，同时以信息化平台为主要依托，运用数字化采集手段，建立核心数据库以及全面感知的数据体系，为未来开展各项工作提供保障。另一方面，在电网企业内部突破各种信息的共享障碍，实现各领域、各专业之间的互联互通；在电网企业的外部拓展方面积极进行创新，并与各能源生态系统进行紧密的互动，对数据交换渠道进行完善。为保证电力系统规划工作的顺利进行，需要构建电力系统规划工作的一体化控制平台[1]。

3 电网规划业务数字化功能实现的核心技术

3.1 三维全景智能电网技术

立体、全景的智能电网技术能够集成电力系统中的各种信息，通过数据管理平台的功能对电力系统中的各种信息进行灵活使用，实现对电力系统中各种规划工作的数字化。该技术的适用性指的是在分布式网络环境下，借助分布式管理技术和异构地理信息系统（Geographic Information System，GIS）数据的整合，建立三维调度平台，实现信息资源的共享，为电网建设奠定坚实的基础。

3.2 大数据挖掘技术

在电力物联网领域中，需要巧妙地利用大数据挖掘技术，对资源信息进行更深层次的整合，充分发挥电力基础设施的优势，逐步对通信基础设施的功能进行提升。在强大的技术支撑下，合理地分配资源，提高电力资源和通信资源的利用率，为提高电力系统运行服务水平、提高电力系统自动化处理能力、优化电力系统建设提供有力的支撑，为电网建设奠定坚实的基础。在建设电力物联网的时候，要对系统进行调试，实行智能化管理，运用大数据技术实时收集核心数据，并深入挖掘，确保提供有价值的信息。同时，通过合理的调度方式，改变输变电模式，实现对终端用户更加安全、更加经济的电力供应，增强电网的稳定性[2]。

4 电网规划业务数字化转型的目标构想

4.1 解决制约电网规划业务质量和效率提升的基础数据瓶颈

电网规划以发电、输电、用电和网络设备的最大载荷率和平均载荷率为基础。但由于电网企业内外数据采集与传输的信息化手段尚不健全，加之各专业、各平台的历史原因，使得数据的完整性与准确性不尽人意。而“智能电网”和“数字电网”概念的兴起，为规划工作提供了新的发展机会。一方面，将电网规划服务与生产、调度、营销等方面的业务需求有机融合，提升电网信息化、数字化采集能力，实现电网综合感知。另一方面，打破电网企业内部各领域、各专业、各部门之间的数据共享壁垒，拓宽与电网企业之外各能源生态系统相关方的数据交换渠道，建立全共享、全联网的数据资产和数据传输通道，最终形成全可见、全可控的高质量数字化电网规划业务系统[3]。

4.2 促进电网规划业务的革新和效率提升

以电网规划服务的数字化转型为机遇，通过对电网规划设计审核、投资决策、基础设施、物料等上下游服务及其相互关系机制的整合与规范化，使其成为管理闭环。以问题、需求与目标为导向，将电网规划业务纳入轨道，提升电网规划服务的质量与效率，促进电网规划服务的创新。将以往以人工为主的烦琐、重复工作完全由计算机自动完成，从而提升电网规划业务的信息化、自动化水平，将工作人员从低值劳动中解放出来，把更多的精力投入到对核心问题的研究和解决上。为适应电力体制改革、增量配网改革、电网高质量发展、营商环境改善等新情况，提升电网规划质量与效率是当前我国电网发展面临的重要课题。未来，在海量数据与信息技术的推动下，中国电网的数字化建设将进入一个基于智能化、面向复杂性、面向电能质量高效运用的新时期。

4.3 将电网规划业务的技术引导和服务功能拓展至更广大的平台

通过与政府、用户、发电企业等多层次的信息互动，促进“引进来”与“走出去”的双向沟通。一方面可以更好地满足各个利益相关者的需求，另一方面也可以将电网规划业务的技术指导和服务职能由电网企业扩展到电网企业以外的其他相关方，实现电网、负荷与供电的协调发展。与此同时，构建信息咨询、技术服务等新型增值服务，帮助电网企业向能源产业价值链集成者、能源生态系统服务提供者转型。

5 电网规划业务数字化功能体系搭建

5.1 扩充信息交换渠道

在建立电力规划业务数字化功能体系时，应扩大电力规划的信息交换渠道，重点解决电力规划数据服务的问题。与电网规划业务有关的需求相结合，以智能电网的基础设施为基础，提高配电网侧的综合运营能力，强化用户侧等薄弱环节的实力，提高信息化水平，提升风险防范能力。同时，利用数字收集技术，构建一套完整的信息体系，为以后的工作做好准备。通过对各种数据库的完善，加强数据共享，扩大数据交流渠道，逐步形成覆盖全网的数据通道，以此确保电力系统规划工作的正常开展，并对基本数据进行充分的收集。同时，还可以进行多口径融合、纠错，形成统计报表，实现自动分析指标等功能，提升电网规划业务质量，帮助电网建设突破基础数据难以渗透到规划业务的瓶颈，并在此基础上建立一套完整的电网规划问题型数据库。为了确保问题型数据库的质量，需要以云端数据中心为导向，并与生产、调度和市场等多个环节有机融合。

5.2 智能化分析供需形势

在拓展信息交互渠道的同时，也需要对供需情况进行智能分析，并对负荷进行关联预测，充分利用云计算的优势，对负荷特征进行综合分析。与营销业务有关的信息相结合，在弹性系数法、国内生产总值（Gross Domestic Product，GDP）综合电耗法的帮助下，构建出负荷预测模型，并利用模型功能自动地对负荷（近、中、长期）进行预测，分析电力电量平衡。此外，充分利用已有的信息资源，借助人工智能技术进行负荷预测，提高智能负荷预测水平，确保电力电量平衡与供电质量。

5.3 发挥辅助决策功能

5.3.1 主、配网规划辅助

在实际工作中，以电力平衡结果为依据，以电网规划业务问题数据库为基础，与营销业务及多渠道信息交互相结合，为配电网规划提供支撑，保证了其科学决策。此外，以相关的法律、法规、政策原则等为依据，精确预测各地区的负荷比重以及设备利用率，从而对规划进行进一步的改进，为电网建设打下坚实的基础。在具体实施过程中，要按照规划原理进行目标网建设，以确保网络建设的顺利进行。为提高电力系统规划的精确度，需要构建电力系统规划的工程数据库，实现电力系统规划的可视化。通过将所积累的信息与人工智能相融合，对电网规划服务内容进行持续优化，从而提升其自动化水平，保证电网规划服务的质量与效率，提升电网的综合服务能力[4]。

5.3.2 二次系统规划辅助

在云计算的基础上，对电力网络的运行状况进行评估，全面掌握电力网络的设备结构与运行状况。在具体的工作过程中，应该遵守相关的规定、策略，如实施特殊保护、通信、测量、自动化等二次系统仿真，最后完成智能化的准备工作，形成一个系统的规划项目基地，为将来的工作打下基础。

5.3.3 电网动态仿真和评估

在建立电网规划业务数字化功能系统的同时，也要实现对电网的动态模拟与评价，以保证电网的承载能力。首先，基于云端数据中心的关键数据、电网构架、电网规划方案、电网二次系统关键参数等，根据电网规划服务的需要，对特定区域内已有电网构架进行优化，实现规划构架的自动优化，保证电网运行的稳定性和可靠性。其次，对电力系统的容载比、线损率等进行科学的校核，分析其中的关键指标，与短路电流、潮流、主要谐波的计算结果进行对比，评价电力系统的优化运行效果以及运行质量与效率，并对系统的运行进行有效的指导。针对存在的问题，提出相应的改进措施。最后，实现项目成果的全景展示和推广。在实践中，可以运用GIS 技术，从时间角度对规划成果、投资效益等方面进行全面展示，并从时间角度对规划成果进行分析。通过高效的信息交流渠道，将可视化成果发送给企业内部的各个领域以及用户、电源企业等有关方，充分发挥电网规划业务的技术引导作用，奠定电网规划业务开展的坚固基础[5]。

6 结 论

对电力系统中的规划服务进行数字化改造，是实现智能电网、电力系统数字化的关键环节。构建全方位感知、全方位互联、全方位共享的数据资源与信息交流渠道，是实现全方位可视、全方位可控智能电网规划的关键。基于上述研究成果，在今后的工作中应采用智能辅助决策、智能分析评估、智能动态模拟等手段，验证并推广电网规划成果，必要时应加大推广应用力度，以促进我国电力规划事业的发展。