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国网浙江电力原副总经理 孔繁钢:加快农村电力数智化转型

北极星智能电网在线  来源:中国电业与能源  作者:孔繁钢  2022/5/6 17:08:15  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:农村电力数字化、智能化转型是电力行业落实党中央国务院乡村振兴战略的重要任务。2019年5月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《数字乡村发展战略纲要》,明确要求加快推动农村地区电力等基础设施的数字化、智能化转型,推进智能电网、智慧农业、智慧物流等建设,这是党中央在新时代对乡村电气化建设的新要求。乡村电气化进程与农村高质量发展相辅相成。在数字化新时代,党中央乡村振兴战略具有新的内容和要求。乡村电气化涉及到乡村发展的方方面面,农业生产、农村产业和居民生活的数字化进程要求乡村电网加快电网的数字化智能化转型建设,实现乡村低碳绿色发展。高质量建设新型农村电网,提升电网供电能力和供电质量,提升供电数字化服务能力,是保障浙江数字乡村建设的前提。

农村电力数智化转型是实现乡村达到“双碳”目标的保证。乡村电网数字化转型是保障乡村绿色清洁新能源发展的基石。截至2021年底,浙江省分布式光伏装机达1269万千瓦,未来分布式可再生能源潜力巨大。要想适应分布式新能源发电的大量接入,必须重视研究乡村电网的数智化转型,将传统乡村电网改造成数智化乡村电网,对接入电网的分布式新能源的数据实现自动采集、边缘处理、智能化调控,才能实现大量分布式可再生能源的安全消纳。同时,电网数智化转型是提升乡村用能水平和质量的重要手段。随着农民收入水平的提高、乡村产业的不断发展,浙江乡村用电呈现快速增长势头,而农村用能缺乏数智化管控手段,用能方式粗犷,亟待通过电网数字化提升乡村能源使用效率,推动乡村地区实现“双碳”目标。

农村电力数智化转型是电网企业服务数字乡村的关键路径。随着智能电表的推广,电力数据的采集实现了远程实时化,具备了农村其他领域难以达到的数据规模和价值。电力可以在能源监控、便民服务、用能管控乃至社会发展、民生和乡村治理等方面,为数字乡村提供更为丰富的服务手段和应用场景。乡村供电所作为电网企业服务乡村振兴战略的最基础单元,将担负新的使命和任务。通过农村电力数智化转型实现“提质、增效、减负”,拓展服务边界、提升响应速度,加速推动数字乡村建设迈上新的台阶,促进乡村服务智能化、乡村治理现代化,更好地推动乡村振兴战略高质量落地。

浙江在农村电力数智化转型的探索实践

国网浙江省电力有限公司(以下简称“国网浙江电力”)根据国家电网有限公司要求,积极落实党中央乡村振兴的一系列工作要求,积极开展和推动农村电力数智化转型工作,挖掘数智化内驱动力,探索农村电网和供电所各领域数智化技术和应用实践,取得了卓有成效的成果。

(一)农村电网数智化转型是基础

1数字化升级,提升电网感知水平。

截至2021年底,浙江全省乡村电网智能电表安装率达到100%,乡村用户采集终端覆盖率99.99%;目前作为“二合一”(“公变终端+台区总表”模式)终端试点应用的TTU型融合终端已经安装5.52万台。全省电网数据采集量达到1700多TB,每天电网新增数据量达到2个TB,并呈现快速增长趋势。乡村电网强大的数据采集和储存处理数据能力为乡村电网数字化、智能化转型,服务数字乡村建设提供了坚实的基础。

目前,乡村电网中推广安装的智能电能表除了具备电量、需量计量功能外,还具备费控、数据存储、事件记录、冻结数据、通信等功能;采集终端除了具备数据采集、事件记录的功能外,还具备参数设置、查询控制、数据传输、通信、安全防护等功能;融合终端除了具备采集终端的功能以外,还同时具备配网监控功能,可在低压台区融合营销和运检专业的应用,采集和处理数据的能力更强,具有边缘处理能力。

2智能化改造,提升电网控制能力。

全面提升电网协调控制能力。综合利用5G、量子、北斗等新技术,首创了国内配网智能开关“5G无线遥控+合闸速断”技术,开展了北斗卫星通信新技术应用,故障隔离时长缩减至分秒级。在光缆敷设困难的山区、海岛,大力推进了5G通信模块应用,大大减少了光缆敷设成本,提升了智能抢修水平和设备自动化水平,实现了故障点快速定位和精准隔离。2021年,实现配电自动化有效覆盖率达70%以上,完成量子加密技术在架空线路智能开关远程遥控上的验证;预计到2025年,实现配电自动化有效覆盖率达90%以上,架空线路智能开关全面实现远程遥控。

推广农网不停电检修模式。坚持可靠性提升主线,突出“停设备、不停用户”理念,增强县域不停电作业能力和地县一体化协同,推广小型低压储能车、中压发电车、带电作业机器人等新装备和新型绝缘杆作业项目,推行农村综合不停电作业,缩小城乡差距。2021年,浙江农网供电可靠率达到99.948%;2025年,农网供电可靠率争取达到99.965%。

持续增强农村电网智慧自愈能力。推进配电网智能终端全覆盖,深度融合物联网IP化通信,实现海量配电终端设备即插即用,打造多种业务融合的生态系统,实现配电网设备的全面互联。提升配电网络安全防护能力,打造多边协同、弹性灵活的配电网安全防护体系,基于区块链建立分布式能源运行的安全可信架构,开展分布式电源控制系统安全防护建设。

(二)乡镇供电所数智化转型是窗口

在乡镇供电所数智化转型方面,国网浙江电力围绕“数字转型、提质增效、基层减负、素质提升、融合融通”理念,突破系统数据壁垒,实现“一平台、一终端”(综合业务支撑平台、营配融合型移动作业终端)、“全业务工单化、全事项移动化”,挖掘数智化内驱动力,深化供电所各领域数智化技术探索和应用实践,打造数智化前沿“哨所”。

1打造“一平台”,促进多维数据融合。

“一平台”即浙江数智供电所管理平台,平台突破了专业数据壁垒,通过集成营销、设备、安监、物资、人资等5个专业共15个系统,建成了供电所“智慧中枢”,实现了供电所整体概况“一屏展示”、全量预警治理“一键触发”以及全量外勤工单“一站管控”。“一平台”的核心是实现多个业务系统之间的数据贯通。

建成供电所“驾驶舱”,实现全量业务集中。“一平台”实现了供电所整体概况“一屏展示”,实时展示统计综合类、营销类、设备类、人员管理类共75项指标,实现了供电所全量预警治理“一键触发”。

业务工单化,提升业务规范水平。“一平台”设置了4大类14小类78种外勤工单类型,由平台统一汇集,工单直派台区网格责任人,基本涵盖了供电所的各种现场工作,有效实现了供电所“管事”规范化的提升。

工单数字化,提升业务精益水平。在工单数字化方面,“一平台”以工单为核心,拓展了关联计量表、备品备件、车辆、作业人员、工作计划、工作票、工分标准等7类生产要素,实现了生产要素的数字化集合。在“一平台”触发工作任务后,以数字工单模式推送至各关联系统,每一张工单与生产要素间“一一对应”,有效实现了供电所“管物”精益化的提升。

数字绩效化,提升人员管控精准水平。数字工单与绩效积分挂钩,网格责任人完成每项工作后,都需经后台质量评价自动生成工作积分,该积分作为网格责任人绩效考核的重要组成。“一平台”的建设完成了工单自动量化积分,减少了人为统计负担,实现了员工的数字化评价,为员工的评星晋升、绩效评价、精准培训提供了量化依据,有效实现了供电所“管人”精准化的提升。

2打造“一终端”,深化业务末端融合。

“一终端”即通用型移动作业终端,通过整合各专业微应用,将设备、营销、安监三类移动作业终端统一为一台通用型移动作业终端,由营销牵头配置管理,拓展移动端微应用现场作业功能,确保终端实用且易用,实现了供电所现场业务“一人一机”通办,为培养全能型员工提供了数字化场景。

数据看板,提供便捷的数据实时服务。数据看板主要为员工提供工单数据和任务数据,便于员工清晰地安排每日工作内容。

在线助手,提供便捷的现场数据帮助。在线助手是供电所员工现场操作的一个便携工具,包括缺陷上报、停电查询、现场记录和设备定位等重要功能。

工单应用,提供便捷的工单反馈途径。“一终端”融合营销、配网协同作业功能,开发了多个微应用,支撑员工营配现场作业“一机通办”,大大提升了员工现场操作效率。微应用覆盖了现场勘察、公变装接、台区消缺、漏保装接等众多功能。

3优化组织管理,以数字驱动管理变革。

建设智能仓储,提升物料管理水平。有序推广供电所仓储智能化管理系统,实现了供电所生产抢修物资、备品备件等入库、出库、退库、盘点以及库存预警和报表生成等全自动化,并且实现了仓库物品实时可视化监控,使一线生产作业人员得到进一步减负。

建立数字绩效,公平公正有效激励。建立了与新型供电服务体系相匹配的供电所员工数字绩效管理模式,依托数智供电所管理平台,科学合理制定工作积分标准模式,从“工单工分”“指标工分”“定额工分”“事件工分”等多个维度,对工作效率与工作质量进行量化综合评价。

探索智能营业厅,提升供电服务质量。加快智能营业厅建设,投入使用综合导览台、自助查询交费一体机、自助业务受理机等自助设备,并将营业厅业务受理员从人工柜台解放出来,增设服务督导、业务督导等岗位,增加互动交流区域。推进营业厅由繁至简向“体验多元化”转型。

数智化农村电力赋能数字乡村的实践

(一)提高供电服务水平,建设低碳高效数字乡村

一是推动提高乡村电气化水平。全面拓展农业领域电气化,推动农业生产技术升级,实现“田间作业电气化、农副加工全电化”。借助农网升级改造,大力推广电排灌、电动农机具、农业养殖温控、电动喷淋、电孵化等电气化示范项目。推广乡村旅游电气化,试点在农村地区推广“电土灶”、电炊具、电采暖等高能效电器设备应用。以海盐通元镇为例,建设光伏休闲栈道、光伏连廊,全域推动太阳能路灯、新能源汽车充电桩、全电化农业大棚;推进镇北村、长山河村“柴改电”工程,实现553户居民全覆盖。

二是服务农业现代化转型升级。随着农业新技术的快速进步,自动控温补光系统、自动空气循环系统、半自动采收系统、农业无人机等高科技产物在农村应用越来越广泛,未来农业发展是高度的自动化和精确化。现代农业对电力的可靠性、精准服务、数字化水平提出了较高的要求,农村电气化需要逐步从“电气化”向“再电气化”“数字化”转型。以平湖市东郁果业农场为例,果园的植物生长温湿度、光照、二氧化碳浓度以及LED动态光谱光源等环境条件均采用自动控制,平湖供电公司建设了包括氢光储充一体化新型智慧能源站和一体化智慧管理平台,同时,利用碳捕集、碳封存技术打造“负碳”数字化农业园,为新时代农业提供电力服务样板。

三是打造供电服务“最后一公里”。将电力驿站作为供电所服务乡村振兴的延伸,以淳安下姜村电力驿站为样本,制定电力驿站建设运营规范,按照服务半径、硬件配置等,分A、B两类组织建设;利用电力驿站,大力推行为民服务“八大举措”,开展“线上办、就近办、上门办、代您办”特色服务,发挥网格指导员和志愿者作用,全面满足农村客户多样化的服务需求,打造供电服务“零距离”服务圈。

四是数智加速提升电力保障供应水平。推行了全能型营配联合抢修模式,完成了虚拟抢修指挥座席建设,开展了“先复电后抢修”抢修实践,推动高低压故障“一张工单、一支队伍、一次修复”,有效缩短了抢修时间。桐庐、淳安等县供电公司联合政府开发的“乡村大脑·智慧电力”应急响应平台实时监测内涝、泥石流等次生灾害高危地段,掌握河流水位、水库水位以及重点雨水情况,搭建防灾救灾电力应用场景,并及时告警险情。去年台风“烟花”期间,平均抢险时间从3.5小时缩短至1.5小时,时长压缩近60%。

(二)深化电力数据应用,服务数字乡村建设

一是乡村振兴电力指数。结合乡村振兴战略对农村发展的要求,依托电力与经济发展的强关联关系和电力大数据的泛在感知能力,挖掘电力与乡村振兴的内在关系,实现对乡村振兴发展情况的直观反映。丽水供电、绍兴供电和宁波供电先后发布了“乡村振兴发展电力指数”“乡村振兴电力民生指数”和“乡村振兴供电能力指数”。以丽水供电的“乡村振兴发展电力指数”为例,其设计乡村产业、乡村宜居、乡村文教、乡村管理和乡村居民5个电力指数,通过构建数据组合模型反映乡村振兴发展成效,从电力视角增强了政府对各地乡村振兴水平和差距的认知和管理。

二是共同富裕电力指数。电力是经济、社会、民生变化的“风向标”,在推进共同富裕过程中,电力大数据可以发挥重要作用,支撑浙江高质量发展建设共同富裕示范区。嘉兴供电运用行业及居民用电、清洁能源发电、设备运行信息等海量数据,形成了一个总指数和高质量发展电力指数、高品质生活电力指数、高效能治理电力指数、高水平共享电力指数4个分指数的“共同富裕电力指数”评价体系,涵盖了经济、民生、社会和公平层面,能直观地反映地区经济发展、居民用电强度、医疗、文教配套等方面情况,支持当地政府建设共同富裕示范区建设。

三是产业发展电力指数。挖掘电力在不同行业、不同产业中的大数据价值,开发多样化的电力数字衍生产品,为政府企业决策提供有效支撑。国网浙江电力先试先行,各地涌现出一大批电力数据服务产业发展的典型案例,有效推动乡村经济社会的高质量发展。以绍兴供电为例,其创新发布了“绿税码”,用A~E五级来区分企业不同的绿能程度,让政府更直观了解企业业绩、能耗和社会贡献度,其中“浙里绿税”成为首批上线浙江省数字经济系统的应用之一;创新推出了“光伏发展指数”,大数据筛选优质光伏潜力客户,为供电所光伏业务拓展、实现绿色转型提供精准数据支撑;创新推出了“储能潜力挖掘指数”,为政府出台“新能源+储能”政策提供了有力数据参考和支撑,全面推动了“双碳”和新型电力系统建设。

(三)打造数据衍生平台,丰富电力数据服务乡村场景

杭州供电结合就地差异化的需求,与地方政府紧密对接,开发了电力数据服务乡村场景试点。充分发挥杭州“数据大脑”建设优势,先试先行,打通电力多部门间及其与各行业间的“数据壁垒”,建设乡村智慧能源服务平台,持续推进乡村产业发展动力、农村经济发展效率、乡村公共服务模式、乡村治理方式的数字化变革。以杭州乡村智慧能源服务平台为例,调研过程中发现的典型场景如下:

一是绿色能源场景。整合区域分布式电源发电数据,通过发电量统计、发电排名等信息汇集,展示光伏电站、小水电、垃圾发电等清洁能源的发展情况以及社会贡献,同时为分布式电源运维提供异常诊断、对比分析等功能支持。同时,通过对农村地区分布式光伏设备的运行情况统计分析,实现不同光伏供应商产品质量、运维水平的大数据评测。

二是农业电气化场景。通过在用能设备等加装计量装置和传感装置,为葡萄园、草莓园、桃园等智慧大棚提供能源消耗统计、天气预报、设备状态、能源监控和告警记录等服务,展示区域农村电气化建设情况和农业特色产业能耗情况,推动农业智慧发展。

三是低碳民宿场景。通过加入“低碳入住计划”,统计民宿月度能耗情况和活力指数的变化情况,为民宿经营者提供单位能耗对比,倡导“低碳理念,低碳用能”,实现旅客、经营者、社会三者“多重纬度”共赢的产品生态体系。

四是绿色出行场景。基于已有充电站(桩)地址、使用频率、电动汽车数量、空间地理信息及城市规划等数据进行大数据分析,评估充电站(桩)市场投资空间,为充电站(桩)建设、投资、规划提供决策支持。

五是关爱老人场景。针对农村独居老人,利用电力大数据技术,分析老人们的实时用电信息,将老人状态展示为“红码”“黄码”及“绿码”,并将非“绿码”信息及时推送至网格管理员进行核查,精准画像,定向“关爱”,减轻村里网格员的工作负担。

存在问题和改进建议

问题:一是农村电力数智化转型存在不均衡、不充分现象。受各地市先天基础、推广力度和发展理念影响,调研的不同地区数字乡村和供电服务数智化发展水平差别较大。杭州地区依托“数字大脑”和试点示范等优势,大力推进数字电网和数智化供电所建设,实现了对内数据融合和对外数据共享,数据应用和平台建设均走在前列,同时数字乡村建设理念也较为超前。而多数地区仍处在农村供电服务数智化建设起步阶段,建设内容以内部业务升级为主,对外服务工作开展较少。需要加大地区间交流,发挥试点带动作用,促进全省供电所数字化进程统筹发展。

二是内外部数据贯通及感知能力仍需提升。随着智能电表的全面覆盖,电力数据的采集实现了远程实时化,同时国网浙江电力也长期致力于突破数据壁垒,打造了“网上电网”等一系列多数据融合平台,但是在服务数字乡村建设层面,仍存在对内融合难、对外屏障厚、感知不充分的问题。内部数据方面,营销、生产等仍存在多套系统并行、数据共享有限、数据不对应等问题;外部数据方面,除杭州“数字大脑”实现部分共享外,大量的水、电、气、交通、居民等数据仍存在天然屏障;数据资源方面,新一代配网智能融合终端推广量较少,价格偏高,电网感知数据规模仍然有限。目前的采集测控覆盖不全,无法实现农村配电网主要元素对象在线化感知,尤其是还未实现对分布式光伏、用户侧储能等新型供用电对象的感知。

三是数字延伸服务覆盖面不足、应用场景少。电网数智化转型发展时间较长,而数智化供电所建设时间较短,目前主要建设内容集中在内部流程和运作模式优化,促进运维检修、市场营销等电力服务的提质增效。而在服务数字乡村建设方面,除杭州地区做了一系列探索尝试外,其他地区数字化应用场景相对较少。电网企业未能充分利用电力数据的覆盖面广、实时性强的特征来拓展数字服务新业务,未能有效发挥供电所的电力数字化服务触手作用,亟待加快推动数智化服务由对内业务提升向对外多维服务的模式转变。

建议:一是要进一步提高对农村电网数智化转型重要意义的认识。在数字化的新时代,党中央要实施乡村振兴战略,实现共同富裕目标,乡村数字化是重要抓手。乡村能否跟上数字化前进的步伐,获得数字化时代的“红利”,是能否实现乡村振兴的关键。作为电力行业的从业人员,要自觉将农村电网的数字化、智能化建设作为新时代党和国家赋予我们的新的使命。要根据当地政府的要求,制定完善农村电网转型升级发展规划,建设适应数字乡村发展的新型农村电网和新型数字化服务体系。

二是新型农村电网的建设仍然需要国家的重视和支持。我国乡村电气化的建设,始终是在党和国家的关心支持下才得以发展。20世纪90年代开始的一二期农网改造以及近十年来国家实施新一轮农村电网改造升级工程,通过大规模中央和地方财政资金扶持,使得农村电网发生了根本变化,促进了我国农村各项事业的飞速发展和农民生活奔小康。当前,伴随着乡村振兴、共同富裕的战略实施和数字乡村建设,农村电网需要从电气化迈向数字化新台阶,改造传统农村电网,实现农村电网的数字化、智能化转型,需要在农村电网中安装大量新型的数字化、智能化设备,而农村电网覆盖面广,基础设施建设成本高、经济效益差,仅靠电网企业的投资远远不足,亟待国家和地方政府予以资金和政策支持,以促进实现乡村电网的数字化、智能化建设推进。

三是要进一步加快乡村电网数字化、智能化步伐。电网企业要重视和加快提升乡村电网可观测、可描述、可控制水平,加快构建数字化、智能化乡村电网。要通过数字技术和数据要素驱动,做好乡村电网数据模型、采集、传输、汇聚以及交互技术路线的顶层设计,要统一标准规范,确保数据共享,确保采集装置、采集系统互联互通,满足乡村电网数字化、智能化和数字乡村建设的需要。要鼓励各类相关科研机构、院校和企业积极开展乡村电网数据采集装置、数据平台和智能化设备的研发,满足乡村电网数字化、智能化对大量、廉价、可靠和先进的装置、数字平台和设备的需求,大幅降低数字化智能化设备和装置的价格,促进各类型终端设备和智能用电设施即插即用。尤其要重视乡村各类分布式电源、各类储能装置和充电桩等新型装置的数字化采集、监测和调控。

四是建立丰富的数字乡村电力服务场景。数字乡村建设需要各行各业大规模数据支撑,而电力行业因其数据的规模化和实时性,具备提供数字化服务的先天优势。在数字乡村建设进程中,可以电力数据为抓手,充分挖掘农业农村农民对数字服务的真实需求,在能源监控、便民服务、用能管控等各个层面,为数字乡村提供更为丰富、更为实用的应用场景,加速推动数字乡村建设迈上新的台阶。

五是要制定统一的浙江数智化供电所建设标准。在调研中发现各地在建设数智化供电所过程中,亮点纷呈,标准不一。在开始阶段应该鼓励各地创新,但是到了一定阶段以后,就应该逐步建立标准,统一服务模式,规范数据融合;尤其是在电力数据服务数字乡村方面,应该有一个统一的规范和模式,在数据安全、数据标准、服务范围等方面,省级电力公司相关部门和地市供电公司要予以规范、指导和交流。要重视加强对外数据接口建设,通过技术处理形成分类分级的可开放数据资源池。

六是建设多元统筹的农村数字化系统。浙江省在数字乡村建设方面是国内的“示范窗口”。未来随着现代化农业的发展,农村对数字化要求越来越高。建议各地政府依托省、地市能源大数据平台,在各地大数据管理局、农业农村局等政府部门的协调下,加快打通农村各行业、各部门之间的数据壁垒,实现全社会数据的共创、共享、共赢。

(转自《中国电业与能源》杂志,作者孔繁钢为中国电机工程学会农村电气化专委会副主任委员,国网浙江省电力有限公司原副总经理)


原标题:孔繁钢:加快农村电力数智化转型

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