电网规划业务数字化转型构想的研究

陈宇

（云南电网有限责任公司电网规划建设研究中心，云南 昆明 650011）

电网规划作为电网发展和建设的龙头，不但事关电网企业的兴衰成败，还与国民经济发展、社会稳定、人民生活水平的提高息息相关。电网规划业务数字化转型是数字电网建设的关键一步，将为电网规划业务从以人工为主的传统规划迈向信息化、自动化、智能化的数字化电网规划带来新的重要契机；
将为助力建设成为“安全、可靠、绿色、高效”的智能电网，实现电网企业全方位的高质量发展打下坚实基础[1-5]。

然而，电网规划业务包括了负荷特性分析、负荷预测、电力电量平衡、投资估算、系统一次规划、系统二次规划等多个功能模块[6]；
业务涉及电网企业内部的生产、调度、营销等各专业，以及电网企业外部的政府、用户、发电企业等多个能源生态系统攸关方，具有专业性强、复杂性高等特点。因此，仅仅依靠信息化专业人员很难单独完成电网规划业务的数字化转型，必须从电网规划人员的角度思考电网规划业务的特点和需求，对电网规划业务数字化转型提出整体构想，梳理和明确业务转型的目标和任务，为电网规划业务数字化转型工作的成功夯实基础。

1.1 解决制约电网规划业务质量和效率提升的基础数据瓶颈

电力系统中电源发电量及出力特性、用户用电量及负荷特性、电网设备最大负载率及平均负载率等基础数据是电网规划的基础[7-10]，提升这些数据的质量是加强电网规划准确性的最重要的手段之一。然而，这些数据来源于全网各电压层级交、直流系统；
对象涉及政府、电网、用户、发电企业等多个主体，数据源头繁杂且数据量巨大。受当前电网企业内、外部数据采集和传递信息化手段不足以及各专业、各平台历史原因形成的壁垒所限，数据的完整性和准确性都并不理想，数据缺失和质量不高成为了桎梏电网规划业务质量提升的重大难题。

电网规划业务数字化转型应以智能电网建设和数字化电网建设转型为契机，一方面结合电网规划及生产、调度、营销等其他业务需求，逐步建立和完善电网信息化、数字化采集手段，构建“全面感知”的数据源头；
另一方面应从电网企业内部打通各领域、各专业、各部门的数据共享壁垒，在电网企业外部拓展与各能源生态系统攸关方的数据交换渠道，逐步建成“全面共享、全面贯通”的数据资产和数据传递渠道，最终形成“全面可视、全面可控”的高质量数字电网规划业务系统。

1.2 促进电网规划业务的革新和效率提升

以电网规划业务数字化转型工作为契机，对电网规划以及设计评审、投资决策、基建、物资等上下游相关联的业务和机制进行全面的梳理和规范，进而理顺业务流程、形成闭环模式，畅通业务内部和业务间交流、共享、联动的机制和渠道；
减少重复、无效和低价值工作；
将电网规划业务驶入以问题、需求和目标为导向的正确轨道上来，最终实现提高电网规划业务的质量和效率，推动电网规划业务革新的目标。

通过提升电网规划业务信息化、自动化水平，把以往主要依靠人力完成的复杂、繁琐、重复性的任务交由计算机自动完成，将规划人员从低价值的劳动中解放出来，将精力更多的投入到研究和解决核心问题上来。通过这一举措，还可以提升电网规划的质量和效率，应对电力体制改革、增量配网改革、电网高质量发展、营商环境改善等新形势对电网规划更高质量、更快响应速度新要求带来的挑战。未来，随着大数据基础的不断充实以及信息化技术的不断发展，可能实现将数字化电网规划提升至依靠人工智能解决复杂、核心问题的新阶段。

1.3 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

通过电网规划业务数字化转型，打通与电网企业外部的政府、用户、发电企业等多个能源生态系统攸关方的信息交换渠道，提升“引进来”和“走出去”双向交流能力。通过更加顺畅的信息交流，一方面可以提高电网规划对相关方需求的响应速度和程度；
另一方面也可以将电网规划业务的技术引导和服务功能由电网企业内部更好的拓展至电网企业外部的相关方，进而实现电网、负荷、电源三方的和谐发展，同时构建信息咨询、技术服务等新的增值业务，助力电网企业向“能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商”转型。

2.1 完善的电网规划数据资产和信息交换渠道

根据数字化电网规划业务需求，通过智能电网建设重点提升配网侧、用户侧等薄弱环节的自动化、信息化水平，完善数字化采集手段，逐步构建全面感知的数据源头；
通过建立全面整合各领域、各专业、各部门、各平台数据的统一云数据中心，逐步形成全面统一和共享的大数据库；
拓展与各能源生态系统攸关方的数据交换渠道，对政府电力规划、城市发展规划、发电企业电源规划、用户项目规划、充电汽车发展规划和统计情况等信息进行交换，逐步形成全面贯通的数据通道；
在此基础上，实现电网规划基础数据的全面采集、多口径融合、自动统计、自动纠错、自动生成和分析指标等功能，逐步形成更加完善的电网规划数据资产，进而彻底打通由于数字化水平低以及信息交换不畅导致的制约电网规划质量和效率提升的基础数据瓶颈。

2.2 电网的智能化统计和分析

以统一云数据中心的数据为基础，实现对各级行政区、各指定片区、台区的电网网架和设备、电源、用户的安全性、可靠性、容载比、负载率、设备利用率、线损率、出力特性、负荷特性等关键指标进行自动化、时态化的分析和展示功能；
结合与生产、调度、营销等相关业务以及政府、用户、电源企业的信息交换，自动化、智能化的提出设备轻、重载变化原因等分析，并可根据需求生成表格、曲线等成果以及热力图等可视化展示形式。

2.3 电网规划问题库的智能化管理

以统一云数据中心的数据为基础，结合与生产、调度、营销等相关业务的信息交换，按照相关规程、策略或规划人员设置的标准，自动对电网网架、二次系统等进行分析，生成电网规划问题库，并可根据指令对问题库进行查询、筛选、排序、修改、添加、统计等操作。

2.4 智能化的负荷预测和供需形势分析

以统一云数据中心的数据及负荷特性分析结果为基础，结合与营销业务、政府、用户、发电企业以及气象、水文等机构交换的信息，根据规划人员需求，对各级行政区、各指定片区以大用户法、弹性系数法、负荷密度法、GDP 综合电耗法、等多种负荷预测模型自动进行近、中、长期负荷预测和电力电量平衡分析。未来结合逐步积累的大数据，以人工智能技术对负荷预测和电力电量平衡方法不断进行自动优化和改进，提升智能化负荷预测和电力电量平衡的准确度。

2.5 智能化的主、配网规划辅助决策

以电力电量平衡结果和电网规划问题库为基础，结合与营销业务、政府、用户、发电企业、分布式电源、电动车充电设施等交换的信息，按照相关规程、策略或规划、技经人员设置的技术原则，对各级行政区、各指定片区自动进行容载比和设备利用率的分析和预测、规划方案和投资估算的编制，智能化提出推荐方案及效益分析，并生成基于GIS 系统的规划方案图；
根据设定的规划原则和规划时间，自动提出目标网架、配网网格化网架、保底电网网架等，并生成规划项目库及可视化展示图。未来结合逐步积累的大数据，以人工智能技术对电网规划方法和策略不断进行自动优化和改进，提升智能化电网规划的质量和效率。

2.6 智能化的二次系统规划辅助决策

以统一云数据中心的二次系统数据为基础，实现对二次系统现状的设备配置、状态等进行自动化统计、分析和可视化展示功能；
按照相关规程、策略或规划人员设置的规划原则，对保护、安自、自动化、通信、计量等二次系统进行智能化的规划编制及仿真模拟，生成二次系统规划项目库。

2.7 智能化的电网动态仿真和评估

以统一云数据中心的电网网架、电网一、二次系统数据、电网规划方案等为基础，根据规划人员需求，对各级行政区、各指定片区的现有网架或规划网架自动进行供电可靠性、容载比、线损率、电压合格率等关键指标的计算和分析，并实现潮流计算、短路电流计算、系统稳定计算、谐波计算等功能。根据计算结果，智能化的评估电网发展质量和效率，指出安全风险和薄弱环节，并提出完善和改进方案。

2.8 智能化的电网规划选址选线

以电网GIS 系统为基础，结合污区、鸟害、覆冰、雷击、大风、降雨、湿度、温度、山火等环境图层数据，按照人工设置的原则，实现智能化的选址选线功能，并结合近、中、远期规划方案和政府规划，智能化的提出站址位置、线路通道、电缆隧道等的规划和预留方案。

2.9 数字化的电网规划成果全景展示和推广

结合GIS 系统，对电网一、二次系统的现状、规划成果、投资效果等进行时态化、全景化的展示。通过信息交流渠道，可将成果根据需求推送至企业内部各领域、各部门、各单位，以及外部的政府、用户、电源企业等能源生态系统攸关方，有效实现电网规划的技术引导和服务功能。

电网规划业务数字化转型是建设智能电网和数字电网的关键一步，建成“全面感知、全面贯通、全面共享”的数据资产和信息交换渠道是实现“全面可视、全面可控”的智能化数字电网规划的基础。

通过实现智能化辅助决策、智能化分析评估、智能化动态仿真、数字化的电网规划成果全景展示和推广等9 大功能，可以实现解决制约电网规划业务质量和效率提升的基础数据瓶颈，促进电网规划业务的革新和效率提升，并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。

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