数智电网革新|数智化坚强电网的“四大特征”

现代电网已经成为现代产业体系中不可或缺的基础设施，是支撑经济活动的重要能源基础设施和产业基础设施之一。电力安全保供是国家发展的重中之重。当前，随着能源转型的加速推进，新能源不断高比例地接入电网，同时受到气候变化和极端灾害等因素的影响，电网安全发展面临着日益增加的复杂性和不确定性。构建一个具有气候适应能力、安全可靠性、调节灵活性和保障能力的智能电网，以服务新型电力系统和新型能源体系，充分体现了国家电网公司在新时代推动能源高质量发展方面的积极作为和主动担当。

电网气候弹性强

电网气候弹性强，是新型电网系统性应对气候波动影响的能力特征。要求电网能应对各种极端气候灾害的考验，从主配网网架、线路、设备，到与之衔接的电源、负荷、储能等环节，都具备系统性应对气候变化波动影响的能力。从实践来看，以风电、光伏为代表的可再生能源出力受极端气候影响持续加剧，高温干旱、寒潮等极端天气下，水电等常规电源暴露出一定脆弱性，以往对发电侧影响较小的风速、光照等气候因素时刻影响新能源出力，台风、暴雨等也将对新能源设施构成威胁；暴雨洪涝、雨雪冰冻等气象灾害易对输配电关键基础设施造成破坏，由气象因素造成的电网、设备事件已经接近五成；温度敏感型负荷规模持续扩大，我国用电负荷的尖峰化和夏冬“双峰”特征更加显著，应急储能需求增加，其中空调负荷成为拉动最大负荷增长的主力之一。从应对中看，增强电网弹性就是不断挖掘电网对气候变化的适应能力，以更精准地监测监控天气变化特别是极端天气为基础，增强电网与电源、电网与负荷、电网与整个电力系统的互动能力，以更安全更经济的方式运营电网，以数字化智能化的确定性手段减少电网在复杂环境中的不确定性。

电网安全韧性强

电网安全韧性强，是新型电网系统性抵御电力系统扰动冲击的能力特征。要求电网应对“双高”特征下电力系统运行的随机扰动，抵御来自不同环节、不同区域、不同时域对电力系统的冲击。从实践来看，新能源大规模并网与沙戈荒大基地输送的电源形态，给电力系统稳定运行带来了新的挑战；大电网交直流耦合运行、直流近区电压稳定风险突出，配电网面临自身平衡能力不足、网架薄弱等风险；负荷产消者化趋势明显，改变电力平衡方式，对配网承载能力提出更高要求；储能方面，随着电化学储能电站投运量的增加，电化学储能安全性问题逐渐突出。从应对中看，增强电网安全韧性就是要主动顺应多种电源跨品种互济催生的对能源电力产业链安全共治需求的趋势，建立更经济更精准的资源配置方式与电力调控模式，让整个电力系统的各市场主体形成一个安全合作共同体，以此共同抵御各种不同的扰动与冲击。

电网调节柔性强

电网的调节柔性强，是新型电网系统性开展灵活调节的能力特征。要求电网能够充分调动各类社会资源要素，纳入电网的配置优化中，让市场价格信号和数字技术共同发挥作用，克服电力系统时空资源分布的极度不平衡问题。从实践来看，灵活调节电源能力占比不足需要整个电力系统与产业链供应链协同解决。目前我国抽水蓄能、调峰气电等传统调节电源占比一直维持在6%左右。比较而言，欧美国家灵活电源比重较高，美国、西班牙灵活电源占比分别为49%、34%，灵活调节电源分别是新能源的8.5倍和1.5倍。负荷调度更多倾向于解决安全问题，在对负荷灵活调控方面，特别是在削峰填谷、新能源消纳方面，技术还有待进步，实践有待拓展。这就需要建立更加充分的价格补偿机制、尖峰电价机制以及用能权等手段。从应对中看，增强电网调节柔性就是要持续发挥好“平台+数据+运营+生态”的一体化运作方式，推动负荷资源聚合，引导全网全系统的市场主体与用户计算各自的成本函数，让系统为人服务、电网为企业服务。例如，根据国家部委关于加强新能源汽车与电网融合互动的政策文件，电网柔性调节能力是服务全行业全社会的，并将在电动汽车、储能、空调等新型负荷中带来巨大的产业价值。

电网的保障能力强

电网的保障能力强，是新型电网系统性配置资源要素的能力特征。要求电网能够在常态运行与应急状态下充分调动所需的资源要素，并具备及时供给到全网各地的调配能力。从实践来看，电网历来有物资调配的优势，在极端情况下，集团化运作能将各类电力物资、备品备件调配到全网各地。随着新型电力系统加快建设，产业链供应链成为一个整体，以“国网绿链”为载体的绿色化、数智化的现代供应链可以发挥更大的作用，不仅对电网自身备品备件进行及时储备、供需缺口分析和智能仓储转运，还可以服务上下游企业、设备供应商，降低全系统物资仓储与调配成本。从应对中看，电网保障能力是一项综合能力，不仅考验电网在应急状态下的动员与调配能力，也考验电网日常的经济运行和科学管理能力。因此，增强电网保障能力更需要立足实际，将资源要素保障能力持续内化为现代企业的一流治理能力。

建设“四强”的数智化电网是“一体四面”打造新型电网能力的重大举措，充分体现了电网高质量发展的系统观、整体观和全局观，将有力支撑能源保供与低碳转型，促进新型电力系统各个环节的协同互动，为更好支撑和服务中国式现代化贡献国网力量。

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智能巡检机器人助推数智化电网发展

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1. 视觉识别及预警

机器人自身携带的可见光摄像机，完成视频图像的数据采集，通过自主开发的高精度图像识别算法，对图像数据进行智能分析处理，从而识别图像内容。目前能够准确识别电气设备的指针式、数字式仪表、压板、开关、指示灯、刀闸变位、设备外观等多种表计，并进行表计自动读数记录，生成巡检报告，从而代替人眼及时掌握站内电力设备及环境状态信息。

2.热成像测温

智能机器人利用携带的红外热成像仪对室内电力设备表面温度数据进行采集，经过分析后及时发出故障预警，诊断出致热型设备故障及热缺陷。巡检任务执行完成后会自动生成任务报表，对温度敏感性设备进行有效的诊断。机器人支持多区域测温，在不同点位可以再画面上框选不同的区域，实现点位精确测量，避免环境背景干扰。

3.环境监测

机器人能对室内气体、温度、湿度、烟雾等环境信息进行实时监控，为运维人员分析设备运行状态提供全方面信息。目前机器人默认携带温、湿度传感器。另外每个机器人可选装四个其他传感器，如SF6,O2,O3,CO等。

4.智能巡检

巡检机器人按照预设规划路径自动巡视，自动任务模式的任务类型可以设定为主：全面巡视、例行巡视、专项巡视、自定义巡视等。

5.自动告警

智能机器人在巡检过程中，通过数值分析、阈值对比、趋势分析、数据库等相关技术，对异常数据进行自动预警。预警信息通过界面弹窗告警和数据库告警记录方式呈现，及时提醒运维人员注意。

当后台分析数据显示为异常时，后台监控软件界面会出现告警信息列表，运维人员通过操作滚动显示告警信息。当系统存在告警信息时，系统通过后台监控软件界面弹窗，提醒运维人员注意。

超维巡检机器人电网应用案例

国网山西某变电站内继电保护室巡检机器人项目

该继电保护室内配备我司室内轨道式巡检机器人。机器人可以检查继电保护装置的运行状态，包括断路器、隔离开关、接地开关等的开关状态是否正常。网络设备、通信设备等运行情况。电源系统检查：机器人可以检查继电保护装置的电源系统，包括电池组、直流电源等是否正常工作。线缆连接检查：机器人可以检查继电保护装置的线缆连接情况，包括电缆接头是否松动、损坏等。提高巡检效率和精度，增强安全性，并降低维护成本，推动生产运行的精益化管理。

国网湖北某供电公司操作机器人项目

该项目中，部署了两台超维开关柜带电操作机器人。流程化的动作编排功能，可将机器人各项功能拆分为独立的动作单元，形成不同操作流程。通过各部件协作，可实现按钮点按操作、压板投退、倒闸操作、旋钮操作四种主要操作动作。根据操作，可对四种动作进行组合编排，形成一系列开关柜操作任务，如开关柜停送电、紧急分合闸等。机器人主要主要针对厂区高压配电柜进行设备巡检，大大节省了人工成本，提高了巡检工作效率，避免了漏检错检问题的发生。

国网某供电公司室内轮式巡检机器人项目

该项目一期采购了2台机房智能巡检机器人进行多地电力机房设备运行状况巡检和配电室环境巡检，圆满配合了多次重大活动的保电任务，以灵活、高效的巡检效果赢得了客户的认可，并于二期再次复购。

国网泰州某供电公司室内轮式巡检机器人项目

该项目一期采购了室内轮式智能巡检机器人，实现对巡检区域设备的实时监控、数据分析管理。机器人可在深度学习、机器视觉算法的配合下，对每个机柜的指示灯状态进行扫描、学习和积累。基于OpenCV的HSV色彩空间，通过专业的工业相机，支持红、黄、蓝、橙、绿、紫、白共计七种颜色识别和告警。基于Yolo的视觉识别技术，实现指针类标记读数，并在每次巡检时通过摄像头观察机柜指示灯、仪表盘指针、开关的变化。基于AlexNet卷积神经网络，支持液晶屏包含小数点的数字识别当巡检发现异常变化时，机器人会通过巡检管理平台以告警、短信、邮件等方式通知机房管理员。

数智电网的革新不仅仅是技术的进步，更是对未来能源安全的全面考量。通过系统性应对气候波动的能力，我们能够确保电网在各种极端天气和气候灾害中保持弹性。这种革新的电网，不仅对可再生能源的高比例接入有着巨大的促进作用，也能够应对电力系统中不断增加的复杂性和不确定性。

数智电网革新的核心在于实现电源、电网、负荷的高效互动，以及运用数字化智能技术减少电网的不确定性。这为我们打造更加可持续、安全、经济的能源体系提供了坚实基础。

在未来，我们将继续不懈努力，借助数智化坚强电网的四大特征，推动电力系统朝着更加智能、绿色和可靠的方向发展。数智电网的革新之路，必将引领我们走向一个更为可持续、智能的能源未来。