智慧能源系統與電力大數據的發展需求

為了有效應對日益嚴重的環境污染、氣候變化及能源危機問題，以電網為核心并深入融合可再生新能源技術和互聯網信息技術的能源互聯網，是實現廣泛互聯、高度智能、開放互動的未來能源利用新模式。2016年2月，為推進能源互聯網發展，國家發改委、國家能源局下發了《國務院關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》，其中重點任務之一就是推動能源與信息通信基礎設施深度融合。

在可再生能源高滲透率及能源互聯網發展趨勢下，電網將呈現出更加復雜的隨機特性、多源大數據特性及多時間尺度動態特性，大電網擾動沖擊范圍及協調控制難度增大。2017年1月，能源局發布《能源發展“十三五”規劃》，強調了更加注重系統優化、積極構建大電網智能監控系統。“十三五”期間要積極推動能源、信息、大數據等領域新技術深度融合，推進電網信息物理系統的高效集成和智能化調控，助推大電網智能監控系統建設。

因此，要實現巨型電網的智能分析和控制，需要全面依托大數據技術，改變傳統思維范式和科研模式，采用全新的方法路徑，解決目前電網分析與控制領域所面臨的諸多機制性問題，建立信息驅動的大電網態勢感知與智能控制新模式，實現大電網主動式全景安全防御。

核心思想與建設目標

（一）核心思想

全面貫徹“一帶一路”和“互聯網+”國家創新戰略，面向全球能源互聯網發展新格局、大型能源互聯工業系統智能分析與控制等重大工業發展趨勢。以大數據、人工智能為核心技術支撐，以提升大電網安全和智能水平、加強技術產品研發、深化應用創新為重點，打造數據、技術、安全、節能與智能協同發展的自主產業生態體系，全面提升能源互聯網大數據的資源掌控能力、技術支撐能力和價值挖掘能力，加快建設大電網智能監控系統，有力支撐全球能源互聯網建設。

（二）遵循原則

創新、驅動

應對能源互聯網多源大數據和智能調控挑戰，聚焦大電網智能監控國際發展前沿。以國家電網公司、中國電力科學研究院為主體，強化創新能力，提高創新層次，集中攻克電力大數據智能應用關鍵技術。加強能源互聯網大數據技術、應用和商業模式的協同創新，打造具有全球競爭優勢的可信云與能源大數據產業集群。

應用引領

發揮我國電網規模大、信息采集平臺完備的優勢，以國家戰略、能源格局、工業發展為牽引，加快能源互聯網大數據核心技術攻關及在關聯行業的應用。

多元合作

匯聚全球大數據技術、人才和資金等要素資源，堅持自主創新和多元合作相結合，促進跨行業、跨領域、跨地域大數據應用，形成良性互動的產業發展格局。

統籌協調

發揮國家電網公司和中國電力科學研究院在能源互聯網大數據產業創新中的主體作用，加大政府、國家電網公司政策支持和引導力度，營造良好的政策、法規、科研環境，形成政產學研用統籌推進的協調機制。

（三）建設目標

2017年，緊密圍繞能源互聯網和人工智能領域前沿學術熱點和發展趨勢，匯聚國內外電力系統和人工智能領域頂級專家學者及產業界先鋒，打造集“產—學—研—用”于一體的智慧能源系統高水平綜合交流平臺，成立中國人工智能學會智慧能源系統專業委員會。

到2018年，形成自主可控的大數據與大電網智能監控系統全面解決方案、技術體系和（國際）標準規范，在大電網智能監控的環境感知、特種通訊、智能云端、智能分析、智慧服務等方面突破一批關鍵技術，為構建信息驅動、主動防御、精準控制的巨型能源智慧管理系統奠定基礎。推進基于大數據和人工智能技術的大電網智能監控機器人重大工程示范項目建設。

到2020年，基本形成以自主可信云與能源互聯網大數據為主體的產業生態體系，打造具有全球競爭優勢的可信云與能源大數據產業集群。促進新能源和綠色能源的廣泛消納，進一步提升資源匯聚、數據整合、存儲管理、分析挖掘、安全保障、按需服務等能力。

重點任務和重大工程

促進大數據與智慧能源系統的新機理新體制與標準體系建立

大電網智能監控的信息流形態、功能架構及標準，大電網智能監控的能量流形態、功能架構及標準，多能流融合建模仿真及分析方法。大電網智能監控的信息流和能量流融合及交互機制，抽象與統一，耦合特性建模、仿真和安全特性分析。形成巨型能源互聯系統的綜合能量管理系統框架及標準體系。

強化大數據與智慧能源系統的全景狀態感知智能傳感產品研發

大電網綜合環境監測技術，在已有的廣域同步測量技術基礎上，針對不同工況和場景態勢評估與控制需求，提出能源互聯網所涉及的各種電源側、電網側、負荷側、環境等信息廣域同步測量方案。智能測量終端對設備狀態、系統安全水平、潛伏故障及風險具有智能分析與診斷，并支持實時數據的遠傳。

加快大數據與智慧能源系統的時空一體化信息組網技術攻關

由于能源互聯網的廣域、緊急和工業控制對空間和時間的要求苛刻，需要采用高安全、高可靠的大顆粒業務傳輸模式。分布式高精度全景同步錄波數據融合與反演技術，高性能大電網智能監控時空一體化特種通信和組網技術，面向大電網智能監控的智能云端協作關鍵技術及系統。同時采用分層分域（核心、骨干、接入）、大容量低時延的網絡架構。

推進大數據與巨型電網智能監控系統的新型軟件平臺建設

針對巨型能源互聯系統的智能管控問題，突破可信云計算服務器和安全技術，研究可信網絡和可信實體框架，大電網可持續演化的智能化軟件理論、方法和技術，大電網智能駕駛系統的軟件體系結構和支撐技術，面向大電網調控的智能化集成化軟件互操作平臺。

加強大數據與巨型電網智能監控類人智能技術攻關

完全基于能源互聯系統的廣域測量信息，電網大數據全息地圖獲取與狀態信息聚合技術，大電網大數據深度挖掘與時空模式發現技術。大電網大數據類人智能感知與強化深度學習技術，進而實現狀態、事件、環境等要素之間的廣義關聯分析，主導特征提取。大電網的智能駕駛形態與情景交互關鍵技術。

深化大數據與巨型電網智能監控的關鍵技術研究

大電網復雜時變場景的高效虛擬映射與繪制引擎，大電網全景運維態勢協同感知與態勢圖構建技術，實現不同場景的安全態勢感知和評估。虛擬建模技術，如拓撲結構識別、關聯關系刻畫、主控對象濃縮、參數跟蹤辨識等。大電網時空一體化智能協同控制技術，廣域協調控制建模及魯棒優化算法，并動態跟蹤時空演變軌跡進行自適應控制。大電網多源大數據綜合智慧服務模式與系統框架設計。

部署大數據與巨型電網智能監控機器人重大工程示范

能源互聯網多源時空大數據融合技術，如統一時標、統一建模。大電網智能監控機器人功能規范與標準，大數據支撐平臺構建及通用算法移植，重特大事故時空一體化協同監測與緊急控制。智能監控機器人的人機接口技術，如人機界面、語義理解、語音合成與識別、圖像識別與處理、機器翻譯等技術。還包含人機接口裝置和交互技術、監控技術、遠程操作技術、通訊技術等。開展大區電網的智能監控機器人樣機研發和工程示范。

保障措施以技術創新為核心

電力大數據技術的發展應博采眾長，用創新探索跨界合作新模式。加強國際合作，加快技術創新，促進復雜網絡、應用數學、深度學習、人工智能、關聯科學、信息通訊和大數據技術的深度融合。推動建立電氣工程與信息通信領域、應用數學、復雜網絡、數據分析等多領域的協同創新隊伍。

以科學研究為主體

建立涵蓋業務部門、科研機構、專業院校、產業單位等在內的聯合攻堅團隊。依托國家和國家電網公司重大科研項目，聯合多學科理論和技術優勢，開展大數據研究尤其需要加強跨學科研究與合作。鼓勵高校培養適應創新要求的多學科交叉人才。

以產業發展為推動

做好智慧能源系統的大數據宏觀產業布局和頂層框架設計，促進智慧能源系統信息采集、網絡通訊、大數據平臺、智慧應用和人機交互等產業鏈的龍頭企業和創新型中小企業。推動電力大數據基礎設施和支撐服務平臺建設，完善大數據智能分析和綜合服務體系。創造良好的電力大數據和智慧能源產業發展環境，推動建立智慧能源系統良好生態體系。助力“一帶一路”“互聯網+”和全球能源互聯網建設。

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