世界范围内以数字化、智能化为特征的工业4.0正在进行中，而今世界再次站在变革的风口，“碳达峰碳中和”已成为全球主要经济体的共识和使命，云计算、大数据、AI、5G等数字化技术的崛起，正带来一场广泛而深刻的社会经济变革。
新型电力系统为什么需要数字电网？
新型电力系统源网荷储各环节紧密衔接、协调互动，海量对象广泛接入、密集交互，打破了传统电网业务依赖分环节、分条块数据应用的边界，需要统筹汇聚、应用全网采集控制数据，应对新能源处理不确定带来的平衡难题。
新能源广泛接入是新型电力系统涉及的采集控制对象规模更大，且逐步向配电侧和用户侧延伸和下沉，大量对象单点容量低、位置分散，需要统筹采集控制装置的管理，优化配置策略，提升采集的控制有效性。
新型电力系统的电源侧和负荷侧均呈现强随机性，需要统筹优化拓展现有控制方式，应用多种控制策略、控制渠道，建立灵活、可靠、经济的控制手段。建立在源网荷储全环节海量数据实时汇聚和高腰处理的基础上，对数据采集、传输、储存、应用提出了更高的时效性要求，需要统筹提升感知采集频率以及计算算力、网络通道和安全防护。
“数字化”与“电网”的加速融合，推动电网行业上下游链条走向全面改造。无论是电力系统结构从大机组、远距离、超高压联网，向骨干电源与分布式电源结合、主干电网与局域配网和微电网结合演进；还是电力企业管理模式、技术体系、生态构建全面变革，从“单一保障供能”向“生态系统服务商”的转型，都需要电网数字化来支撑。
传统的电网技术已经无法满足新型电力系统的建设需要。数字电网充分利用大数据、人工智能等新一代信息通信技术，数字电网的建设过程是传统电网的数字化、智能化、互联网化过程。
以“计算能力+数据+模型+算法”形成强大的“算力”，依托物联网、互联网打通电网相关各方的感知、分析、决策、业务等各环节，使电力系统具备超强感知能力、明智决策能力和快速执行能力，从而变革传统电网的管理、运营和服务模式，驱动相关产业的能量流、资金流、物流、业务流、人才流的广泛配置，用“电力+算力”推动能源革命和新能源体系建设，助力国家经济体系现代化，构建本体安全的数字电网新体系。
两网对数字化的探索
国家电网
从2009年构建坚强的智慧电网，解决经济发展电力大规模输送问题；到2016年的能源互联网，对现代能源体系与信息技术进行深入融合，推动产业转型；再到2019年的泛在电力物联网和2021年新型电力系统，以顺应数字经济和“双碳” 的发展趋势。
2020年，国网在数字新基建领域投入247亿元；2021年12月13日，国网发布的“数字新基建”十大重点建设任务：主要用来部署电网数字化平台：能源大数据中心、电力大数据应用、电力物联网、能源工业云网、智慧能源综合服务、能源互联网5G应用、电力人工智能应用、能源区块链应用、电力北斗应用。2022年7月23日，国家电网有限公司在第五届数字中国建设峰会上发布《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》。
2021年9月9日，在2021能源电力转型国际论坛上，国家电网公司董事长、党组书记辛保安披露，“十四五”期间国家电网计划投入3500亿美元（约合2.23万亿元），推进电网转型升级。国家电网董事长辛保安日前在接受央视采访时表示，2023年公司将加大投资，电网投资将超过5200亿元人民币，再创历史新高。
南方电网
2019年南网首次将数字化转型提高到战略高度，同年，全面建成基于云数一体的数字化基础平台，成立全球首家数字电网研究院。2020年深化平台应用推动业务变革；2021年数字电网建设促进三商转型。
2021年11月，南方电网公司印发《南方电网“十四五”电网发展规划》提出，“十四五”期间，南方电网电网建设将规划投资约6700亿元，较“十三五”增加33%，进一步加快电网数字化转型步伐。
输变电数字化、配网数字化、电力调度是目前新型电力系统里电网需要优化解决的问题。
输变电数字化：智能巡检、操作排除安全隐患，机器巡视为主、人工检查型巡视为辅的巡视模式、“调度监控中心替代”的远方操作模式等。
Eg：国家电网公司深化“立体巡检+集中监控”输电运维模式，2022年实现规模化应用无人机巡检铁塔398万基，较人工效率提升66.6%;建成306个集中监控班组，特高压线路、重要输电通道基本实现可视化覆盖。
南方电网全网配备8000架无人机，110kV以上线路覆盖率95%，全年机巡88.7万公里，占比约70%；全网500KV及以上线路三维数字化通道、无人机覆盖率100%，配置2.1万套输电在线监测终端，全网500kV及以上线路外部隐患终端覆盖率100%。
配电数字化：利用“云大物移智链”技术，实现配电网资产管理智能化、现场作业数字化、电网运行智慧化、生产决策智慧化。
（1）多源配网运营：随着高比例分布式电源和多样化负荷的接入， 城市配电网将呈现出“有源”、“多向”、“双高”的特征。未来将继续规范接入标准、推动一二次设备融合、提升边缘计算能力、推进光纤通讯，同时结合虚拟电厂方案，推动配网侧高效运营。
（2）自愈配网调控：全面感知监测能力、提高通讯能力、提高AI解决问题能力。
（3）网荷友好互动：友好满足各类电源和用能设施接入需要，实现客户侧可调节负荷设备的即插即用，柔性联接。
Eg:相关专家在主题为“数字化配网探究”的报告中，明确提出随着配网用电需求连年攀升，用电场景从过去单一供电模式转向多元化服务模式转变，分布式电源、智慧充电桩等场景对配网业务数字化转型提出更高要求。国网公司旨在通过数字化、网络化、智能化打造智慧配电网，提升电网绿色安全、泛在互联、高效互动和智能开放能力。
配电网作为服务客户的“最后一公里”，以数字化技术，实现配电网“设备状态、运行环境、作业风险、用户用电”的全感知，解决配电网的“停电在哪里、负荷在哪里、风险在哪里”等问题，提升精细化管理服务水平。
电力调度数字化：数智调度助力数字电网构建
（1）智能电网调度：提升电力预测的可靠性，和调度部门的指令传达、操作链接等数字化水平，实现高效顶层电力调度。
（2）虚拟电厂：虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合DER参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。
电网涉及千家万户，联接能源生产和消费，不仅是能源传递的重要基础，也是关系国计民生的能源产业重要支柱。
十四五期间，电网基础设施数字化的加快改造和建设，提高电力系统调节能力，加强源网荷储衔接，为清洁能源消纳提供可靠、高效的电力保障，将为“双碳”目标实现及构建新型电力系统提供有力支撑。
( 来源: 北极星输配电网 作者: Kung 姜江 )
