为了顺应能源革命和数字革命融合发展趋势的战略抉择,牢固树立“能源转型、绿色发展”理念,国家电网公司加快了坚强智能电网和电力物联网融合发展的进程,推动电网与互联网深度融合,着力构建能源互联网,实现业务协同和数据贯通和各级智慧能源综合服务平台,统一物联管理,支撑电网业务与新兴业务发展。国家电网公司提出建设“世界一流配电网”的目标,开展配电网标准化和配电自动化建设,为我国重点城市配电网建设提供了新机遇。国家电网公司公布了一系列相关企业政策,如表2-3所示。
表2-3 国家电网公司关于配电和物联网相关政策
2019年1月,国家电网公司发布2019年1号文件《关于新时代改革“再出发”加快建设世界一流能源互联网企业的意见》,以供给侧结构性改革为主线,着力打造枢纽型、平台型、共享型现代企业,加快建设具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业,电网业务加快转型升级,新业务、新业态、新模式建设取得新进展,开放合作共享呈现新局面。2020年6月,国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》明确了坚强智能电网技术标准路线图,是用于引导智能电网包括配电物联网技术发展的纲领性标准文件。2021年4月,国家电网公司发布《国家电网公司具有中国特色国际领先的能源互联网规划》,围绕实现“双碳”目标和构建新型电力系统,规划建设能源互联网。
国家电网公司围绕构建新型电力系统重大技术需求,统筹加强科技支撑顶层设计,系统开展基础理论、核心技术和关键装备等研究,统筹加快技术标准布局和新技术新产品推广应用,策划并实施“新型电力系统科技攻关行动计划”,强化创新引领,支撑以新能源为主体的新型电力系统构建。
2021年3月,国家电网公司发布《“碳达峰、碳中和”行动方案》,加强配电物联网互联互通和智能控制,加强“大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链”等技术在能源电力领域的融合创新和应用,加快信息采集、感知、处理、应用等环节建设,推进各能源品种的数据共享和价值挖掘。强调研究推广有源配电物联网、分布式能源、终端能效提升和能源综合利用等技术装备研制,为构建新型电力系统提供坚强的科技保障和有力的技术支撑。
2021年7月14日,国家电网公司深入学习贯彻习近平总书记“七一”重要讲话精神,加快推动新型电力系统建设,坚决落实党中央、国务院决策部署,积极推动构建以新能源为主体的新型电力系统,并发布了《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案(2021—2030年)》。
近几年,国家电网公司出台的相关企业政策指导了智能配电与物联网产业有序健康发展,从整体上看,在技术支持方面向着数字化、智能化方向发展;在领域支持方面,主要侧重支持新型电力系统、新能源、主动配电物联网等的建设。国家电网公司关于配电和物联网相关政策的落地实践,既符合配电物联网各类顶层设计要求,又体现配电行业自身的发展特点和规律。
自2019年南方电网公司明确提出数字电网转型和建设数字电网的战略方向以来,各级业务围绕数字电网建设开展。在配电领域借助数字电网的相关政策落地,全面推进建设可观、可测、可控的数字配电物联网,推进配电标准化、数字化和智能化,建设配电物联网平台,加快实现以供电可靠性为总抓手,按照资产全生命周期管理及客户全方位服务理念,加快实现建设“智能、安全、可靠、绿色、高效”数字配电的目标,多措并举构建以新能源为主体的新型电力系统,服务碳达峰、碳中和战略目标实现。南方电网公司关于配电和物联网相关政策文件如表2-4所示。
表2-4 南方电网公司关于配电和物联网相关政策
续表
2019年,南方电网公司正式印发了《公司数字化转型和数字南网建设行动方案(2019年版)》,明确了工作思路和转型路径,提出实施“4321”建设方案,即建设电网管理平台、客户服务平台、调度运行平台、企业级运营管控平台四大业务平台,建设南网云平台、数字电网和物联网三大基础平台,实现与国家工业互联网、数字政府及粤港澳大湾区利益相关方的两个对接,建设完善公司统一的数据中心,最终实现“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”的数字南网。
2020年5月南方电网公司印发了《公司数字化转型和数字电网建设行动方案(2020年版)》,进一步明确了数字电网的业务目标、技术路线,推动传统电网向数字电网转变。将先进数字技术与业务深度融合,实施数字化转型,建设数字电网,推动公司向智能电网运营商、能源产业价值链整合商、能源生态系统服务商转型。全局谋划建设数字电网,推动电网的全面数字化转型,为数字中国建设和能源革命探索新路径。
2020年11月,南方电网公司发布了《数字电网白皮书》,指出数字电网应用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术对传统电网进行数字化改造,发挥数据的生产要素作用,以数据流引领和优化能量流、业务流,增强灵活性、开放性、交互性、经济性、共享性等,使电网更加智能、安全、可靠、绿色、高效。数字电网赋予电网更多的新特征和新应用场景,其影响将超出技术范畴。
2020年,南方电网公司印发了《南方电网公司数字配电建设实施工作计划(2020年版)》,明确了数字配电定位、阶段目标,并从基础建设、平台建设、业务增加方向提出了21项举措,提出了依托数字化装备、智能传感、全域物联网平台建设、全状态感知、智能运维等方面的具体工作任务和举措,是一份数字配电网建设的指导性工作文件。后续陆续印发了《20kV及以下配电网生产管理与技术支撑体系提升方案工作举措管控表》和《公司中低压配电网管理优化提升总体方案》,分别从规划、运行管理、装备水平、技术支持体系、人身安全体系等方面提出具体的重点举措,其中对配电智能设备、智能运维、配电自动化、无人机巡检、配电自愈、智能站房、低压智能化、平台建设等领域明确了具体工作内容。该方案的印发正式开启了南方电网数字配电网的建设。
南方电网公司补充修订并完善了现行业标准设计体系中无法适应智能配电网发展的相关内容,实现智能监测、智能巡维和加强用户侧管理,先后印发了《中国南方电网公司标准设计与典型造价V3.0(智能配电第一至三卷)》《中国南方电网公司标准设计与典型造价V3.0(智能配电第四至七卷)》,依托智能电网示范区建设、有序推进配电网智能技术应用、总结试点工程建设实践、提炼技术方案而形成的成果,对智能配电站、智能开关站、台架变智能台区、中压架空线路、中压电缆线路、配电网通信、低压线路自动化智能化等方面进行设计标准化工作,为不同供电区域分区等级、供电负荷重要程度、地区运维要求等因素配置方案选取提供依据,同时融合数字电网建设需求,增加了各类设备工程数字化传感监测、物联网平台数据接入、信息化等相关规定,进一步为数字配电建设落地提供设计模式。
同时,为降低运维压力及管理成本,实现配电网主设备及关键零部件的互通互换和标准化设计安装,有效提升配电网设备管理水平和运维效率,印发了《南方电网配电网类设备标准化提升专项工作方案》,从落实南方电网数字配电建设实施工作计划中对提升设备质量、工程质量和运维质量的工作要求出发,从配电设备品类和技术规范书入手,全面开展配电设备标准化提升专项工作,优化固化配电网设备品类优化、技术规范书、标准设计等成果,加强源头治理和全链条管控,将数字化、智能化和标准化成果落实到设备技术规范书中,从配电网设备方面提升数字配电网建设水平。
2021年4月,南方电网公司发布了《数字电网推动构建以新能源为主体的新型电力系统白皮书》,同年5月发布了《南方电网公司建设新型电力系统行动方案(2021—2030年)白皮书》,依托强大的“电力+算力”,通过海量信息数据分析和高性能计算技术,透过数据关系发现电网运行规律和潜在风险,实现电力系统安全稳定运行和资源大范围优化配置,使电网具备超强感知能力、智慧决策能力和快速执行能力。新型电力系统将呈现数字与物理系统深度融合,以数据流引领和优化能量流、业务流。以数据作为核心生产要素,打通电源、电网、负荷、储能各环节信息,发电侧(发电厂等)实现“全面可观、精确可测、高度可控”,电网侧(电网企业)形成云端与边缘融合的调控体系,用电侧(用电用户)有效聚合海量可调节资源支撑实时动态响应。
配电物联网作为新能源消纳的主要平台,上述两份白皮书均指出加强新能源接入配电网工程建设,构建柔性配电网,促进能源资源优化配置、保障分布式能源接入、微电网、综合能源等多种形式的新能源充分消纳。在电力自主专用芯片等领域攻克一批“卡脖子”关键核心技术,在数字电网、大规模储能、新型电工材料、新型直流输电技术等领域产出一批具有重要影响力的原创技术,增强构建新型电力系统的科技支撑力和产业带动力,提升能源产业链现代化水平。
数字配电网是工具手段,新型电力系统是目标,按照规划建设目标,“十四五”期间南方电网公司将持续在这两个方面提供政策支持。
作为数字配电网建设的重要平台载体,截至目前,全域物联网已完成试点建设,取得了一定的成效。一是初步建成全领域物联网管理标准体系,印发了《全域物联网管理业务指导书》《物联网平台运营管理工作指引》制度,编制了全领域物联网标准体系和技术标准,指导、规范全领域物联网建设、管理、运维等工作。二是建成了全网统一的物联网平台,平台已于2020年全网上线,具备亿级接入、千万级连接和百万级并发能力,支撑各专业终端数据统一接入、采集和管理。三是研发了配电网业务智能网关等关键设备与数字化终端。结合小微传感器,电网专用5G,WAPI通信模块及其对应的数字化终端,一二次融合装备,探索了全领域物联网“云管边端”架构体系在配电网领域的应用,从而构建了感知层、传输层、平台层的架构,后期将在物联网平台应用层持续发力,充分体现大数据智能应用优势。
而在新型电力系统的建设目前已经从标准体系建设、科技研发、示范区打造等方面全面推进,通过数字电网建设,到2025年,南方电网公司将具备新型电力系统“绿色高效、柔性开放、数字赋能”的基本特征。
内蒙古电力公司贯彻落实新时代高质量发展的要求,开启“全新责任蒙电”高质量发展新征程,全力打造绿色、安全、高效、开放的智能电网,全面建成“电网坚强、服务卓越、治理科学、管理精益、文化优秀”的现代化电网企业,实现内蒙古电力公司的智能化转型及数字化提升。内蒙古电力公司关于配电和物联网相关政策如表2-5所示。
表2-5 内蒙古电力公司关于配电和物联网相关政策
资料来源:《内蒙古自治区“十四五”能源发展规划(征求意见稿)》与《内蒙古电力公司智能电网规划实施方案》
内蒙古电力公司启动配电网行动计划(2016—2020年),结合蒙西特点,精简典型设计方案,形成满足施工需求的《内蒙古电力公司配电网工程典型设计》四大分册和《内蒙古电力公司配电网工程典型工艺标准》。配电网建设全力推进标准化工程管理,规范施工工艺,统一建设标准,简化物料种类,21项管理标准全面推行。加大配电网升级改造力度,扩大配电自动化覆盖范围,实现配电网故障“自愈”等高级功能,全面提升电网建设质量、运营效率和智能化水平,建成网架坚强、安全高效、广泛互联、智能互动的现代化电网,为集团公司配电网高质量发展提供了坚实的技术支撑。
按照《内蒙古现代能源经济发展战略规划纲要(2019—2035年)》方案,“十四五”期间,内蒙古电网积极深化实施电能替代工程。积极推广热泵、电采暖、电锅炉、油机改电等电能替代工程在民生、制造业和交通运输等领域的广泛运用。发挥风电边际成本优势因地制宜发展风电供暖与蓄热相结合供暖模式。淘汰煤炭在城镇建筑终端的直接燃烧,鼓励利用可再生电力实现建筑供热、炊事、热水,逐步普及太阳能发电与建筑一体化。同时,加快实施城镇配电网和农牧区电网升级改造。建设结构合理、安全可靠、智能高效的城镇配电网,提高城镇终端电气化水平。提高分布式能源就地消纳水平,支持农牧区实施“电代煤”,提升乡村电力普遍服务水平,设立标杆村镇,在2025年前建成现代农村电网村镇示范区。
近年来,国家电网公司、南方电网公司、蒙西电网陆续发布的政策文件,对加快推动新能源和新型配电系统建设发挥了重要作用。“十四五”时期,随着这些政策红利的密集释放与落地效应的不断显现,我国智能配电与物联网行业有望迎来发展的重大机遇,数字化转型成为新主题。