智慧能源系統(tǒng)與電力大數(shù)據(jù)的發(fā)展需求

為了有效應對日益嚴重的環(huán)境污染、氣候變化及能源危機問題，以電網(wǎng)為核心并深入融合可再生新能源技術和互聯(lián)網(wǎng)信息技術的能源互聯(lián)網(wǎng)，是實現(xiàn)廣泛互聯(lián)、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(lián)網(wǎng)發(fā)展，國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)了《國務院關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”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(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢下，電網(wǎng)將呈現(xiàn)出更加復雜的隨機特性、多源大數(shù)據(jù)特性及多時間尺度動態(tài)特性，大電網(wǎng)擾動沖擊范圍及協(xié)調控制難度增大。2017年1月，能源局發(fā)布《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，強調了更加注重系統(tǒng)優(yōu)化、積極構建大電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)。“十三五”期間要積極推動能源、信息、大數(shù)據(jù)等領域新技術深度融合，推進電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)的高效集成和智能化調控，助推大電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)建設。

因此，要實現(xiàn)巨型電網(wǎng)的智能分析和控制，需要全面依托大數(shù)據(jù)技術，改變傳統(tǒng)思維范式和科研模式，采用全新的方法路徑，解決目前電網(wǎng)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(wǎng)態(tài)勢感知與智能控制新模式，實現(xiàn)大電網(wǎng)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(lián)網(wǎng)+”國家創(chuàng)新戰(zhàn)略，面向全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展新格局、大型能源互聯(lián)工業(yè)系統(tǒng)智能分析與控制等重大工業(yè)發(fā)展趨勢。以大數(shù)據(jù)、人工智能為核心技術支撐，以提升大電網(wǎng)安全和智能水平、加強技術產(chǎn)品研發(fā)、深化應用創(chuàng)新為重點，打造數(shù)據(jù)、技術、安全、節(jié)能與智能協(xié)同發(fā)展的自主產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，全面提升能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)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(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)，有力支撐全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設。

（二）遵循原則

創(chuàng)新、驅動

應對能源互聯(lián)網(wǎng)多源大數(shù)據(jù)和智能調控挑戰(zhàn)，聚焦大電網(wǎng)智能監(jiān)控國際發(fā)展前沿。以國家電網(wǎng)公司、中國電力科學研究院為主體，強化創(chuàng)新能力，提高創(chuàng)新層次，集中攻克電力大數(shù)據(jù)智能應用關鍵技術。加強能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術、應用和商業(yè)模式的協(xié)同創(chuàng)新，打造具有全球競爭優(yōu)勢的可信云與能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)集群。

應用引領

發(fā)揮我國電網(wǎng)規(guī)模大、信息采集平臺完備的優(yōu)勢，以國家戰(zhàn)略、能源格局、工業(yè)發(fā)展為牽引，加快能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)核心技術攻關及在關聯(lián)行業(yè)的應用。

多元合作

匯聚全球大數(shù)據(jù)技術、人才和資金等要素資源，堅持自主創(chuàng)新和多元合作相結合，促進跨行業(yè)、跨領域、跨地域大數(shù)據(jù)應用，形成良性互動的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。

統(tǒng)籌協(xié)調

發(fā)揮國家電網(wǎng)公司和中國電力科學研究院在能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中的主體作用，加大政府、國家電網(wǎng)公司政策支持和引導力度，營造良好的政策、法規(guī)、科研環(huán)境，形成政產(chǎn)學研用統(tǒng)籌推進的協(xié)調機制。

（三）建設目標

2017年，緊密圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)和人工智能領域前沿學術熱點和發(fā)展趨勢，匯聚國內外電力系統(tǒng)和人工智能領域頂級專家學者及產(chǎn)業(yè)界先鋒，打造集“產(chǎn)—學—研—用”于一體的智慧能源系統(tǒng)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(tǒng)專業(yè)委員會。

到2018年，形成自主可控的大數(shù)據(jù)與大電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)全面解決方案、技術體系和（國際）標準規(guī)范，在大電網(wǎng)智能監(jiān)控的環(huán)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(tǒng)奠定基礎。推進基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術的大電網(wǎng)智能監(jiān)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(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)為主體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，打造具有全球競爭優(yōu)勢的可信云與能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)與智慧能源系統(tǒng)的新機理新體制與標準體系建立

大電網(wǎng)智能監(jiān)控的信息流形態(tài)、功能架構及標準，大電網(wǎng)智能監(jiān)控的能量流形態(tài)、功能架構及標準，多能流融合建模仿真及分析方法。大電網(wǎng)智能監(jiān)控的信息流和能量流融合及交互機制，抽象與統(tǒng)一，耦合特性建模、仿真和安全特性分析。形成巨型能源互聯(lián)系統(tǒng)的綜合能量管理系統(tǒng)框架及標準體系。

強化大數(shù)據(jù)與智慧能源系統(tǒng)的全景狀態(tài)感知智能傳感產(chǎn)品研發(fā)

大電網(wǎng)綜合環(huán)境監(jiān)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(tài)勢評估與控制需求，提出能源互聯(lián)網(wǎng)所涉及的各種電源側、電網(wǎng)側、負荷側、環(huán)境等信息廣域同步測量方案。智能測量終端對設備狀態(tài)、系統(tǒng)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(shù)據(jù)的遠傳。

加快大數(shù)據(jù)與智慧能源系統(tǒng)的時空一體化信息組網(wǎng)技術攻關

由于能源互聯(lián)網(wǎng)的廣域、緊急和工業(yè)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(yè)務傳輸模式。分布式高精度全景同步錄波數(shù)據(jù)融合與反演技術，高性能大電網(wǎng)智能監(jiān)控時空一體化特種通信和組網(wǎng)技術，面向大電網(wǎng)智能監(jiān)控的智能云端協(xié)作關鍵技術及系統(tǒng)。同時采用分層分域（核心、骨干、接入）、大容量低時延的網(wǎng)絡架構。

推進大數(shù)據(jù)與巨型電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)的新型軟件平臺建設

針對巨型能源互聯(lián)系統(tǒng)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(wǎng)絡和可信實體框架，大電網(wǎng)可持續(xù)演化的智能化軟件理論、方法和技術，大電網(wǎng)智能駕駛系統(tǒng)的軟件體系結構和支撐技術，面向大電網(wǎng)調控的智能化集成化軟件互操作平臺。

加強大數(shù)據(jù)與巨型電網(wǎng)智能監(jiān)控類人智能技術攻關

完全基于能源互聯(lián)系統(tǒng)的廣域測量信息，電網(wǎng)大數(shù)據(jù)全息地圖獲取與狀態(tài)信息聚合技術，大電網(wǎng)大數(shù)據(jù)深度挖掘與時空模式發(fā)現(xiàn)技術。大電網(wǎng)大數(shù)據(jù)類人智能感知與強化深度學習技術，進而實現(xiàn)狀態(tài)、事件、環(huán)境等要素之間的廣義關聯(lián)分析，主導特征提取。大電網(wǎng)的智能駕駛形態(tài)與情景交互關鍵技術。

深化大數(shù)據(jù)與巨型電網(wǎng)智能監(jiān)控的關鍵技術研究

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

部署大數(shù)據(jù)與巨型電網(wǎng)智能監(jiān)控機器人重大工程示范

能源互聯(lián)網(wǎng)多源時空大數(shù)據(jù)融合技術，如統(tǒng)一時標、統(tǒng)一建模。大電網(wǎng)智能監(jiān)控機器人功能規(guī)范與標準，大數(shù)據(jù)支撐平臺構建及通用算法移植，重特大事故時空一體化協(xié)同監(jiān)測與緊急控制。智能監(jiān)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(jiān)控技術、遠程操作技術、通訊技術等。開展大區(qū)電網(wǎng)的智能監(jiān)控機器人樣機研發(fā)和工程示范。

保障措施以技術創(chuàng)新為核心

電力大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展應博采眾長，用創(chuàng)新探索跨界合作新模式。加強國際合作，加快技術創(chuàng)新，促進復雜網(wǎng)絡、應用數(shù)學、深度學習、人工智能、關聯(lián)科學、信息通訊和大數(shù)據(jù)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(shù)學、復雜網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)分析等多領域的協(xié)同創(chuàng)新隊伍。

以科學研究為主體

建立涵蓋業(yè)務部門、科研機構、專業(yè)院校、產(chǎn)業(yè)單位等在內的聯(lián)合攻堅團隊。依托國家和國家電網(wǎng)公司重大科研項目，聯(lián)合多學科理論和技術優(yōu)勢，開展大數(shù)據(jù)研究尤其需要加強跨學科研究與合作。鼓勵高校培養(yǎng)適應創(chuàng)新要求的多學科交叉人才。

以產(chǎn)業(yè)發(fā)展為推動

做好智慧能源系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)宏觀產(chǎn)業(yè)布局和頂層框架設計，促進智慧能源系統(tǒng)信息采集、網(wǎng)絡通訊、大數(shù)據(jù)平臺、智慧應用和人機交互等產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭企業(yè)和創(chuàng)新型中小企業(yè)。推動電力大數(shù)據(jù)基礎設施和支撐服務平臺建設，完善大數(shù)據(jù)智能分析和綜合服務體系。創(chuàng)造良好的電力大數(shù)據(jù)和智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，推動建立智慧能源系統(tǒng)良好生態(tài)體系。助力“一帶一路”“互聯(lián)網(wǎng)+”和全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設。

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