县域源网荷储协同互动数字孪生应用
在大规模接入分布式电源的背景下,兰考电网大范围直连工商用户、工业园区、充电站桩、负荷侧储能等多种形式资源,已发展成为源-网-荷-储多元素共存的县域能源互联网,有源化、强波动性、大峰谷差特征愈发凸显。与此同时,常规电站管理模式下开展大规模电力能源高效互动并实现各方技术经济目标面临巨大挑战。由此,兰考电网以数字孪生和人工智能等先进技术为依托,构建基于物理机理与数据驱动的设备数字孪生体,形成从数字孪生体生成到实时数据传输感知的完整闭环,实现孪生系统与实际电网的精准同步;以源网荷储协调优化的有功调度需求为导向,构建可编辑的“历史—平行—未来”多时态运行场景,实现县域电网多时态、高保真、准实时的运行推演,为决策者提供清晰准确的参考运行状态,并为快速应对随机性多目标运行管理提供决策支撑.
国家电力需求侧管理平台建设及应用
国家电力需求侧管理平台(以下简称“平台”)是国家发改委委托国网公司建设的国家级平台,旨在构建综合性、专业化、开放式的网络应用平台,向政府有关部门、电力企业、电力用户、电能服务商等各类群体提供最全面、最权威的决策支撑和技术服务,促进我国节能减排事业的发展,提升电力安全可靠供应保障能力。平台运用互联网、大数据、分布式存储、云计算、Echarts可视化、爬虫数据抓取、全文检索等先进技术,构建电力经济大数据库,研究科学分析预测方法和模型,开发完成了研究分析平台(9个一级功能模块,48项二级子功能,100余项三级子功能)与成果展示平台(7个主题场景展示)。海量数据处理,多平台数据交互,设备级数据监测。平台实现了全国各地区电力供需形势、有序用电管理、需求响应、企业用电等数据信息在线监测与管理;实现近2万家企业的厂区用电设备负荷、电量、电能质量在线监测;在线监测分析企业用电特点,挖掘需求响应潜力资源,指导企业合理安排生产,支撑需求响应工作开展。首次实现了基于海量用电数据的电力经济关系分析挖掘;首次基于DMSP/OLS夜间灯光影像和电力消耗量,构建地区工业发达指数评价体系;首次实现了对设备级用电数据的实时监测、在线分析;创造性提出企业开工率、住房空置率分析方法模型,基于设备级用能用电数据的行业用电多维分析方法;构建了集电力需求侧管理、有序用电管理、需求响应以及电力供需形势分析等功能于一体的供需平衡分析和监测平台。 平台相关功能已在发改委电力需求侧管理及电力经济运行监测等相关工作中得到有效应用。依据平台:撰写《上半年国家电网经营区主要行业用电量分析》、《国家电网经营区2019年工业企业开工情况》获李克强总理的批示;编制企业开工率分析、住房空置情况分析,定期上报国家发改委,部分成果被中办《每日汇报》和国办《专报信息》采纳;提交受理专利2项,获得计算机软件著作权15项,发表论文9篇。平台架构和功能设计在省级平台及国网系统电能服务平台得到推广应用。平台丰富的数据以及各分析功能模块可通过接口被外部系统调用共享,为电力需求侧管理、有序用电等工作提供支撑。企业用能在线监测平台实现对企业用能数据的在线监测、整合、分析与挖掘,为企业提供能效诊断和节能服务,推动企业能效管理进步。
基于能源大数据的碳结构态势感知平台
碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,碳监测工作是推动全社会减碳降碳的重要基础。通过数字技术在双碳数据共享、智能算法、平台搭建、场景设计上的运用,可以提升政府双碳领域的监管效率、促进企业低碳发展,实现双碳管理的数字化、智能化,促进全社会资源优化配置,推动碳达峰碳中和目标早日实现。当前,电力行业转型正以电力数据为基础,融合政府部门和碳排放、碳交易等相关数据,从“感碳、算碳、析碳、管碳”四个维度,构建基于能源大数据的碳结构态势感知平台,基于“电-碳分析模型”开展“电力看双碳”大数据应用,实现全省及分地区、分行业碳排放监测。同时,逐步开展电力大数据在碳足迹、碳标签、碳交易等领域的应用模式,为政府宏观调控政策制定、绿色转型发展等工作提供决策支撑,为企业节能减排提供服务支持,助力碳达峰碳中和目标落地。
基于国家“一带一路”建设的公司国际业务拓展模式创新研究
本项目紧扣国家“一带一路”战略倡议这一宏伟构想的时代背景,旨在牢牢把握“一带一路”带来的新一轮全方位对外开放的历史性机遇,深入分析公司如何优化国际业务区域布局、创新国际业务开拓方式和融资方式,从而创新国际业务拓展模式,为推动国际业务的动态优化发展、加快实现“两个转变”提供决策支撑,也为公司“顺势而为”迎来国际业务发展的又一黄金时期、加快推进全球能源互联网建设谋篇布局。 本项目研究起止时间为 2015 年 1 月 1 日至 2015 年 10 月 28 日,期间开展了大量调研访谈和研讨,掌握了大量的宝贵一手资料。先后对美国通用电气公司、法国电力公司、德国西门子公司、日本丰田汽车公司、韩国三星公司、中国电力建设集团、上海电气集团等国内外知名企业开展专题调研;对俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、巴基斯坦、印度、印度尼西亚、尼泊尔、土耳其、埃及、波兰、沙特阿拉伯等“一带一路”沿线重点国家的宏观环境及主要风险、电力行业发展情况及前景进行系统梳理分析;对公司国际部、国际公司、中电装备公司、南瑞、许继、平高、山东电工电气等系统内相关部门单位开展调研访谈和座谈会。提出的有关建议将被纳入《中央企业“十三五”国际化经营战略实施纲要》、《“一带一路”建设电网领域合作规划》、《国家电网公司“十三五”国际化发展规划》。
超大规模风电大数据智能分析及智慧运营关键技术研究与应用
本项目属于新能源研究领域,鉴于当时风力发电企业在运营过程中涉及的海量基础数据管理方式较为简单粗放,风电场运营管理迫切需要科学运用大数据等先进技术提供决策支撑。本项目以集团级风电统一数据采集、处理和标准化的大数据平台为基础,紧密围绕风电大数据在新能源领域的典型应用分析场景,采用人工智能算法模型及分析手段,开展了智慧风电运营方面的专题研究和应用。项目设计了风电大数据管理中心,在大数据云平台基础上建设了算法模型库,把LSTM神经网络,卷积神经网络等算法融合到算法模型库中,建设了一系列的分析和预警模型,研发成功了智慧风电应用系统,建设了风电大数据管理中心、运行数据分析预警中心,风电智慧协同运营中心的“三大中心”,对风电生产智能化运营在行业的应用进行了有益的探索。该项目已在龙源集团本部、省级公司和风电场逐步得到推广应用,涵盖 180多个风电场。
基于最大评价差异的储能多场景区间模糊层次选型方法
为满足新能源场站升级背景下多类型储能的选型需求,提出一种基于最大评价差异的区间模糊层次选型方法。从经济、环境、安全、技术、动态维度建立储能评价指标集,并基于梯形区间二型模糊集量化表征指标数据。分别基于专家多轮评价法和指标相对重要性法实现主、客观赋权,并采用最大评价差异法融合赋权。建立了基于多准则妥协解排序法的区间模糊层次选型模型,实现多场景下储能方案优选。IEEE39算例结果表明,所提方法能有效提升方案区分度,可根据波动抑制与削峰填谷场景特性给出针对性方案,为新能源场站配储提供决策支撑。
复杂地理条件输电线路智能运维体系关键技术与应用
本项目属于电气工程学科,涉及高电压工程、输电工程等专业,历时8年,产学研用协同攻关完成。传统的输电线路运维巡检手段单一、巡检效率低;缺陷识别智能化程度低;灾害监测、预警较为薄弱。针对上述问题,开展了空地协同集群巡检、缺陷故障智能识别诊断以及自然灾害智能预警分析三方面研究,① 提出了无人机和机器人及线路多参数监测多手段融合巡检技术,构建了包含不同电压等级、巡检任务、地形、巡检内容和巡视周期的输电线路多模式空地全天候协同巡检体系,实现输电线路前端数据全覆盖、多方位、立体化快速采集;② 提出了复杂地理条件下多维度立体输电线路巡检数据自动处理及缺陷故障智能诊断方法,建立了基于空间拓扑分析、视觉识别和数据挖掘的输电线路缺陷故障智能诊断模型,实现了复杂地理条件下输电线路状态评估;③ 提出了输电线路自然灾害演化特性和发展态势智能预警方法,构建了输电线路自然灾害智能预警模型,建立了融合气象数据、监测数据、巡视信息多源融合的输电线路灾害风险预警体系,实现了对复杂地理条件下的线路灾害早期预警和决策支撑。项目共授权专利56项(其中发明专利21项、实用新型专利35项),发表论文62篇,获得软件著作权12项,出版专著3本。项目成果获广泛应用,构建的空地协同巡检体系已全面覆盖贵州全网481条重要线路;自动化智能巡检数据分析技术投入运用以来,节省90%人力成本,有效减少约85%的误判率;防灾决策支撑系统全面排查重要线路427条、杆塔39727基,确定668处,杆塔消缺改造准确率达80%。项目构建了巡检数据获取、巡检数据分析、决策支撑为一体的输电线路智能运维和决策支撑技术体系,有力推动了输电线路智能运维的发展,对保障电网安全、促进经济社会健康发展发挥了重要作用。
面向新时代高质量发展的电网企业全景可视智慧运营管理实践
本成果是以国网上海市电力公司以高质量建设与上海“卓越全球城市”相适应、具有卓越竞争力的世界一流城市能源互联网企业的新时代发展战略为指引,为全面、系统、准确把握公司整体运营质量,及时掌握外部环境变化影响,确保公司各专业、各领域运营管理紧密围绕新时代战略目标,在运营管理和决策支撑领域系统运用数字化、可视化新技术所开展的一项创新实践。成果内容包括后台智能化测量分析、前台全景可视化呈现以及贯穿决策层面的协同机制。在后台,通过一套由高质量发展战略细分建立的多维指标体系监测公司战略执行和运营质量状况,运用多种系统综合评价方法开展多维全景综合分析,采用基于历史数据统计并结合发展目标确立的多级阈值标准对各个指标的变化趋势进行客观评价;在前台,通过“管理驾驶舱”和“电力经济地图”可视化平台,形成多个数字化运营分析场景,以翔实的数据和丰富的可视化图表直观展示和分析公司战略执行、内部运营状况及外部环境变化;在决策层面,通过经济运行分析、月度例会开展战略执行状况及运营质量分析与评价,推动跨专业、跨部门、跨单位问题高效协同,为领导决策和专业精益管理提供有力支撑,促进公司整体运营效率与质量水平提升,推动高质量发展战略落地实施。 本成果运用数据化运营和战略决策先进理念方法,建立状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的全景可视智慧运营管理模式。以结构科学为原则设计指标体系,采用“外部视角看公司、公司视角看运营”的总体思路,对公司高质量发展战略与目标进行分析分解,构建了面向高质量发展的战略运营指标体系;以客观公正为原则设计评价标准,基于历史数据和计划目标值,形成了客观量化的战略运营质量评价标准;以高效便捷为原则提炼系统分析方法,根据指标数据特点和分析决策需求,提炼形成了多维度、全景式的量化综合分析与评价方法;以直观灵活为原则设计可视化决策分析场景,引入“管理驾驶舱”和“电力经济地图”,设计形成了数字化、智能化的分析主题和展示场景。本成果已在国网上海公司应用,为领导决策和专业精益管理提供客观、量化、直观、可视的信息支撑,促进核心资源精准匹配、内部运营精益开展、风险隐患及时预警、管理决策科学精细,推动各专业各领域运营管理紧密围绕新时代高质量发展目标,带动了整体运营效率和经济效益显著提升。成果亦为其他企业在新时代围绕深化改革与高质量发展建立数字化、可视化运营管理模式提供有益借鉴。
基于特大型国有企业战略执行与决策支撑的统一信息管理体系构建
为贯彻落实习近平总书记在视察中办时提出的“五个坚持”工作要求,全面提升信息工作水平,更好地服务公司改革发展全局,国家电网有限公司创新提出建立“421”信息工作体系,即以选题策划、信息会商、协同工作、通报考核“4 个机制”为重点,以信息人才队伍、信息资源共享库“2 个建设”为保障,以信息管理平台“1 个平台”为载体,形成包含操作层、保障层、工具层的科学管理系统。一体化运作方面,按照“总部统筹、分级管理”原则,统一信息情报收集与报送口径,协同总部部门,调动省市公司、直属单位,联动国内外高端智库,分层次收集具有深度价值的信息情报,支撑公司 3 个核心刊物。标准化设计方面,区分各层级业务类别和特点,统筹兼顾标准化要求和个性化需求,形成选题策划等 4 个机制典型方案,自上而下建立标准统一、灵活适用的信息工作运作模式。精益化管理方面,以信息工作流程为主线,按照计划、执行、检查、改进的“PDCA”循环,重构信息工作制度规范,实现“纵向贯通、横向协同、顺畅高效”的闭环管理。信息化支撑方面,整合办公系统人才、资金、技术和信息资源,强化统一领导、统一规划、统一标准,按照“先试点、后推广”的思路推进平台建设,建成“功能完善、界面友好、操作便利”的信息管理平台。 该体系在国网系统各省、地市和县公司推广应用以来,取得显著成效,实现了公司系统信息工作机制和流程再造,相关做法得到中央办公厅、国务院国资委领导充分肯定,为中央企业信息管理体系架构设计、信息工作模式重构提供了重要参考。争取政策支持方面,新一轮农网升级改造、电力援疆援藏、发展三峡坝区岸电等 50 余期专报信息,得到习近平总书记、李克强总理等党和国家领导人批示肯定,信息成为领导同志了解公司工作的重要渠道,事关公司改革发展大局和制约电网发展的重大问题得到有力支持。辅助公司党组决策方面,由简单的情况收集、汇总,转为深度分析研判,进一步强化前瞻性、苗头性问题的捕捉和分析,及时提出应对和决策建议,“海水抽水蓄能技术与应用展望”等内参得到公司董事长批示,为党组出台重大决策提供了重要参考。支撑公司运营方面,及时传达国家有关政策要求和公司党组决策,加大典型经验交流力度,引导各级单位将思想和行动统一到党组部署上来。省公司主要负责人在公司动态上批示 120 余次,生产经营管理中典型做法得到有效借鉴和宣传普及,有力提升公司集团化运作水平和企业运转效率。
员工职业生涯发展中心管理系统构建与实施
国网江苏公司以建设“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标为引领,紧密围绕公司发展战略和核心业务构建信息化支撑体系。为更好的推进江苏电力核心人才进阶式培养评价体系的高效运转,国网江苏公司近年来建立了电网企业员工全职业生涯发展中心,开发贯穿电网员工职业生涯发展各阶段的人才培养管理系统,以业绩量化积分为基础进行员工职业生涯发展中心信息化管理系统建设,为国网江苏公司人才培养评价工作的精益实施提供坚实的技术保障。 国网江苏公司创新利用人工智能、大数据等前沿技术,打造国企首个员工全职业生涯发展中心信息化管理系统,实现了员工“学-练-考-评-培”成长路径的一体化贯通,有效填补了员工全路径培养领域空白,在更高起点和更高水平上对人才培养管理进行更为广泛的实践探索。通过构建员工评价指数模型,建立员工能力积分量化体系,制定员工职业发展指引通道,打造人才培养“GPS系统”。在电力企业员工培训实施、结果评价、员工发展各个环节引发深层次变革,建立“培养-考评-使用”一体化人才培养机制,化简企业培训复杂性,能够有效提升工作效率。通过业绩展示对员工职业生涯发展每个阶段进行积分评价和量化分析,提升江苏电力人才选拔、管理、培养的效率。明晰个人专业技术水平,为招聘、引进、培养和任用人才提供预测数据。获取培训需求基础信息,提高培训计划的针对性、学员参与度和认同度,强化培训效果,提高培训收益,有效降低全省电力员工培训成本。2018-2019年全年员工培训总量节省20%,及时确认组织中的职位空缺和职位要求。员工能力积分经过二次权重配置后用于各地市公司员工年度绩效考核及评优选优的决策支撑中,结合员工能力和素质合理配置工作岗位,有效解决各地市人资部门传统绩效考核和人才选拔主观因素的弊端。引导员工加强对自身职业生涯发展的规划和管理,精确定位能力短板,制定有针对性的自我提升计划,同时提供职业提升评价流程,不断促进员工自我学习、自我完善、自我发展和自我超越,助力员工实现职业发展目标,增强员工的归属感和成就感,实现员工与公司的共同成长发展。以信息化管理系统推进员工全职业生涯路径管理,保障电网核心人才进阶式培养评价体系的高效运行,为国网江苏公司提升各级人才培养效率打下坚实基础。