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億信華辰:電力行業如何做好數字化轉型?

眾所周知,電力的穩定關乎國計民生,關乎整個社會的安全,比如在日常生活中,插上插頭,輕輕撥動開關,空調、冰箱等電器就開始運轉,這小小的開關背後是由發電、變電、輸電、配電和用電等環節組成的龐大複雜的電力系統。


當前,電力行業正緊跟時代潮流,積極響應數字經濟和數字中國建設,開展數字化轉型。兩網五大等作為承擔著經濟發展重任的大型電力央企,在如今數字化與低碳化轉型的關鍵階段擔負起模範帶頭作用,比如,國家電網已將“建設具有中國特色國際領先的能源網際網路”作為企業戰略目標推進;南方電網則直接出臺數字南網建設行動方案,明確到2025年基本實現數字南網的目標。

隨著能源轉型的不斷深入和全球能源網際網路的構建,未來電力行業將呈現完全不同的形態:低碳化、數字化、智慧化將成為新的特點。今天小億就站在行業的角度來說說電力行業如何做好數字化轉型?

01、什麼是電力行業的數字化轉型?

1.定義

電力行業的數字化轉型是以數字化技術為起始點,實現經營數字化、資產數字化,進而實現整個行業從生產管理到經營模式的全面數字化轉型升級,最終達到能源及服務的全新模式,帶動整條產業鏈的變革。


數字化可簡單理解為數字化建設和數字化轉型兩個階段。數字化建設就是把做的、看到的、聽到的和感受到的資訊用數字終端、感測器通過通訊網路、數字處理平臺形成可供資訊系統使用的資料資源,是數字化的基礎。數字化轉型就是利用大資料、人工智慧等先進的數字化應用技術對海量資料進行分析、學習、計算,通過應用系統自動決策和執行,是數字化的目標和成果。

2.3個特徵

(1)組織變革

一般來說,企業轉型升級的戰略源於行業內驅力,雙碳驅動下的新型電力系統建設,是能源電力行業數字化轉型的內驅力。新型電力系統的建設關係到整個“發電-輸電-變電-配電-用電”的五大環節,這是行業發展的趨勢。

無論是像運營著全球電壓等級最高、能源資源配置能力最強,併網新能源規模最大的特大型電網的國家電網,還是清潔能源裝機佔比60%以上、光伏和新能源以及可再生能源發電裝機規模都是全球第一的國家電力投資集團,都迫切需要以數字化、網際網路化、現代化手段推進或倒逼組織和管理變革,實現經營管理全過程實時感知、可視可控、精益高效。面對日益多元化的客戶需求,它們也需要以數字化提高電力精準、便捷、智慧服務水平,提升客戶獲得感和滿意度。


(2)業務創新

當下,加快數字化轉型、發展數字經濟已成為國內外大型企業促進新舊動能轉換、培育競爭新優勢的普遍選擇。電力企業在網路、平臺、使用者、資料等方面擁有豐富資源,在電價持續降低、經營壓力巨大的形勢下,深挖資源價值和潛力,以數字化改造提升傳統業務、促進產業升級,開拓能源數字經濟是一個巨大藍海市場,也是電力企業的必然選擇。

(3)數字化賦能

加快數字化轉型是新型電力系統的關鍵所在。新型電力系統需要涉及的環節很多,面對的物理形態會發生一些變化,在這種情況下,各個環節都需要數字化技術的支撐,需要在資訊採集感知、計算能力支撐、自動化控制和智慧化運營方面,建立一個強大的數字化平臺來支撐新型電力系統的執行和管理,從而保證新型電力系統面對挑戰,能夠可靠地執行、管理和控制。

02、電力行業數字化轉型的3個發展階段

1.第一階段:資料貫通

對電力企業來說,要實現業務資料化、資料服務化,首先就要實現資料的貫通。以國家電網為例,它的業務部門是垂直化管理的,營銷、排程、客服等業務部門各自管理著自己的資料中心,彼此之間存在業務壁壘,但資料的貫通最難的就是打破業務壁壘。

國家電網的排程、營銷、裝置等各部門的異構資料,模型不一、標準不一。除此以外,應用系統的安全分割槽管理也增加了資料貫通的難度,比如按照系統的重要性共分為四個安全分割槽,核心業務系統在安全一區對外是物理隔離。

最後還需要進行資料治理,電力資料具有資料體量大、專業跨度大、資料型別多、質量要求高四類典型資料特性,因此電力的資料質量問題突出,比如跨專業基礎資料質量不高、手工錄入資料質量不高、部門業務資料質量不高、資料多源且資料值不相同、跨專業資料標準不統一等。

2.第二階段:資料運營

伴隨著資料變成生產要素,如電力行業的海量用電資料、裝置資料等都可以轉變為資料資產,一方面,電力大資料本身可以通過產品化來實現商業化,另一方面還可以通過資料服務支撐新興業務。

例如國家電網正在建設企業中臺,採取了“三中臺”戰略,即資料中臺+業務中臺+技術中臺,資料中臺是基礎,業務中臺是核心,技術中臺是支撐,核心目的是通過平臺層的資料中臺支撐應用層新興業務。


3.第三階段:數字化驅動

如今對電力行業來說,伴隨著用電側分散式新能源應用的顯著提升、新興業務商業模式的成熟、相關產業政策的進一步放開,用電側會進入一個開放效能源市場,整個電力系統需要實現“源網荷儲”協同,這就需要新型電力系統和數字化的支撐。

而在這種情況下,新型電力系統需要在資訊採集感知、計算能力支撐、自動化控制和智慧化運營方面,建立一個強大的數字化平臺來支撐新型電力系統的執行和管理,從而保證新型電力系統面對挑戰,能夠可靠地運營、管理和控制。

總體來說,電力行業數字化轉型的三個發展階段是相互交織著前進的。我國電力行業整體還處在第一階段,比如國家電網各部門的業務資料並未完全貫通,而且很難在短期內實現。

03、電力行業數字化轉型面臨的困境與挑戰

1.硬體裝置管理與併網排程等問題

對發電廠來說,首先要面對的挑戰是硬體的裝置管理問題,由於發電有連續生產需求,裝置故障會導致巨大損失,無論是水電、火電、風電,還是光伏,都需要提高裝置維護水平。
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其次目前各類電力來源需要協調排程,對發電功率預測提出挑戰,新能源電站電壓調節能力有限,易引發次同步斜波等,給系統安全穩定執行帶來不利影響,而電站出力不確定性,致使電網潮流複雜多變,增加了電網執行控制難度,安全問題和功率預測問題導致併網吸納難,棄電率居高不下。

2.沒有建立統一的管理平臺,讓資料產生價值

電力企業在多年的資訊化建設中,產生了大量的生產和經營資料,由於歷史遺留原因,可能存在各種廠家、各種平臺的產品,導致形成資訊孤島,無法協同工作,甚至難以維護無法升級。因此電力企業需要建立統一的資料管理平臺,讓其發揮應有的價值。

3.組織缺乏具備數字化思維的人才儲備

在實際的智慧化平臺轉型過程中,不僅僅需要IT人員,還需要OT人員深度融合,但由於各自自身專業領域的鴻溝,融合並不是很理想。因此對電力行業來說都有從流程驅動資訊化變成資料驅動資訊化的訴求,在數字化轉型過程中,既要有強大的技術平臺支撐,還要有實踐方法論、資料應用理論,以及先進的管理意識,這背後的核心就是人才儲備。

04、案例:國網某電力公司配電網停電監測平臺

1.專案背景

配電網停電監測旨在通過大資料理念,結合網架拓撲關係圖與電能表採集資料,針對配電網停電情況進行專題監測,重點關注配電網停電頻次、停電時長、頻繁停電、停電影響戶數、電量損失等維度,從單位區域分佈及時間趨勢監測分析了公司配電網停電管理的特徵及存在的不足,針對性提出管理意見和建議,為公司安全生產、配網管理及供電優質服務提供輔助支撐。

配電網執行質量關係到用電客戶的切身利益和用電體驗,其中停電、供電質量不達標、計劃停電執行偏差引發的客戶投訴居高不下,該專案充分運用資訊化手段,通過配網裝置資料探勘分析,客觀反映配網停電情況,分類整理和歸納配網停電範圍及規律,有針對性地提出改進措施和優化建議,促進配網執行管理水平提升。

2.專案難點

(1)配電網停電資料無法溯源

由於業務支撐系統,通道系統資訊較為複雜,不能有效反映出使用者側關注度高的停電事件;而用電資訊採集系統中記錄的停電資訊,存在由於採集問題而導致的資訊冗餘情況。

解決辦法:採用雙系統聯動監測策略,將相關業務系統中的故障停電事件與用電資訊採集系統中的公變臺區停電資訊進行匹配,若在兩個系統中均出現停電資訊,則判定為日停電事件。

(2)系統分析主題難以確定

通過哪些維度去分析配電網停電資訊,能有效地發現停電臺區的共性問題,從而針對性地加大排查力度,減少故障停電發生率,並提高客戶用電滿意率。

解決辦法:對整個業務邏輯進行了全面的梳理,以使用者訴求為導向,與客戶方共同討論並確定了配電網停電監測平臺的5大分析主題,分別是平臺首頁、主線停電、主線頻繁停電、支線停電和支線頻繁停電。

(3)指標邏輯梳理複雜

面對資料庫中龐雜的實時資料,所需指標的歸集與處理尤為重要。停電時長、影響使用者數和少供電量等指標的計算、是否頻繁停電的判斷依據、優化取數邏輯與指令碼等都是確保指標準確性的關鍵所在。

解決方法:根據指標定義,快速與相關人員核實指標計算的關鍵事件,嚴格按照指標邏輯進行計算,固化成儲存過程,加速指標歸集的效率。利用億信ABI工具中簡化取數指令碼邏輯,使之載入資料更迅速。

3.建設內容

配電網停電監測平臺包含5大分析主題,分別是平臺首頁、主線停電、主線頻繁停電、支線停電和支線頻繁停電。


(1)平臺首頁

通過線路總數、停電線路總數、停電次數、停電時長等指標直觀展現公司各主線、支線停電情況,反饋線路整體運營狀況;通過TOP10的分析方法,快速定位出異常停電線路,幫助企業實現線路的精細化管理。

(2)主線/支線(頻繁)停電

實時監控線路停電情況,通過停電時間、覆電時間、停電時長、影響使用者數、少供電量、是否頻繁停電等指標來衡量線路的運營情況。針對使用者調研情況,根據不同地區居民對停電時間的接受程度不同,來制定針對性的預警,從而提高使用者體驗。


4.專案價值

配電網停電監測系統的開發,旨在通過對配網基本情況、計劃停電分析、配網裝置停電監測、停電計劃比對及關聯分析等。提升停電計劃科學性和合理性,提升停電計劃執行準確率,加強臨時停電管理,減少計劃外停電。最終實現降低多次停電對使用者用電的不良影響,提高使用者滿意程度,凸顯供電企業社會職責。

05、小結

當前,雲端計算、大資料、人工智慧、物聯網等技術的應用已將電網企業引至第四次工業革命的入口,通過“全要素、全業務、全流程”的數字化轉型,將電網生產、管理、運營等能力進行有效整合並實現數字化、智慧化,是電網企業向智慧電網運營商、能源產業價值鏈整合商、能源生態系統服務商轉型的重要支撐。

電網行業數字化建設,是站在共享、平臺、樞紐的角度開展的工作,考慮的不僅僅是企業自身的發展,更重要的是需要帶動整個行業、整個社會的發展乃至轉型升級,通過生態整合實現全社會綜合能源服務資源的流動及共享。因此,電網行業數字化轉型不僅僅是電網企業的事情,而是整個能源行業、整個社會的事情,需要電網企業牽頭,多方位地參與。