进入新时期，提高电网数字化水平是数字经济发展的必然要求，也是构建新型电力系统、促进能源清洁低碳转型的现实需要。面对新形势、新需求，不断提升电网智能化水平，拓展新的应用场景，定能确保电力稳定供应，更好满足民生需求，更好服务经济社会发展大局。

而全息数字电网作为新型电力系统建设的一个重要试点，就为我国乃至全世界通过数字技术提升电网安全运行水平贡献了新方案。

在南京，随着最后一条输电线路数据导入系统，一张覆盖亿千瓦级负荷的全息数字电网全面构建完成。这张全息数字电网覆盖10万公里架空输电线路、28万座输电杆塔以及地形地貌地物等数据，将真实电网在数字空间以数字孪生的方式，一比一三维立体还原和全景式呈现，也是全球首次对亿千瓦级负荷大电网进行全息数字化呈现。

数字电网与全息数字电网

从概念上来说，数字电网以万物互联、开放共享、数智驱动为基本技术特征，是电网在数字经济发展时代呈现出的一种新形态，增强了电力系统“可观、可测、可控”能力，成为构建新型电力系统的关键载体。

那么，数字电网和新型电力系统之间存在着怎样的关系？“十四五”时期，我国迎来能源高质量发展的新阶段，亟须加快推动能源产业基础高级化和产业链现代化进程，探索能源行业与政府、上下游企业共同建设国家工业互联网，支撑国家工业体系现代化建设。这在客观上要求电力等传统能源产业将生产资料、知识信息等转化为数字化生产要素，因而数字电网成为技术演进与低碳需求升级驱动下，电网建设发展的一种新理念、新途径和新思路。

从技术上看，数字电网是由物理电网、孪生电网和支撑技术共同构成的电网生态系统，采用“微型传感﹢边缘计算﹢数据融合”等技术，推动传统电网实现“全要素、全业务、全流程”的数字化转型。

而从应用上看，数字电网可以将生产、管理、运营等一系列流程进行有效集成并实现数字化和智慧化管理，提升了能源企业管控力、决策力和协同力，同时推动“云大物移智链”与能源产业链深度融合，成为能源产业与数字经济融合的核心纽带。例如，应用大数据、人工智能技术可对企业管理流程进行数字化推演，促进企业运作效率提升；计量自动化系统可释放大量人力资源，流程机器人可替代大量生产管理流程等。

那么，“全息数字电网”又如何定义呢？它相当于一个高精度的三维数字“沙盘”，可在虚拟世界实现物理电网的仿真模拟推演，并结合历史数据对物理电网的状态进行分析和预判，有效提升安全隐患、线路故障的发现和应急处置能力，推动电网从“被动运维”向“主动运维”转变。比如，利用激光点云遥感成像技术建构电网周边区域三维场景，实时监测环境变化；依托平台模拟大风雨雪冰冻天气场景，提前研判气象灾害对于铁塔等设施的影响等。

比如全息数字电网在江苏的建成，就相当于给全省电网装上了“千里眼”，巡检作业人员足不出户，即可实时掌握无人机的适航区域、飞行轨迹、被检设备、巡检影像等现场实际工况，完成一座铁塔的全面巡检仅6分钟，比人工操作无人机巡检耗时减少一半，效率比传统人工巡检提升4到6倍。

作为基础设施数字化的新探索，全息数字电网应用前景广阔。例如，系统可将高精度三维地图数据共享至光伏发电、风电、水力、通信运营铁塔、输油输气廊道等应用领域。通过“数字电网+人工智能+AI算法+5G+北斗地图导航”，人们可以在实时共享数据的基础上找到最优路径，也可以在车联网平台上看到充电网络信息，为新能源汽车找到最佳充电位置，获得更好的出行体验。

全息数字电网与真实电网同步“成长”

多位电力领域专家表示，全息数字电网是一个高精度的三维数字“沙盘”，管理人员可以在三维杆塔线路模型的基础上开展带电作业仿真，全面保障作业过程人员、电力设施设备的双重安全。

在进行设备和线路检修时，工作人员可以根据作业规范要求、电气安全间隙要求，实现故障辅助诊断，根据分布式故障诊断测距系统，定位故障点位置。

值得一提的是，作为物理电网的“数字孪生”形态，全息数字电网并非一成不变，而是会与真实电网同步“成长”。

在国网江苏电力无人机巡检管控中心大屏上可看到，依托电网各类仿真计算模型和专家诊断分析算法，数字空间的“电力设备”会随真实世界的电力设备一起逐步老化，输电线路周围的树木在不同季节会呈现不同生长速度，技术人员还可一键模拟大风雨雪等天气场景，提前研判气象灾害对于电力设施的影响。

线路状态以三维图像直观展示，各类风险隐患用不同颜色警示图标标出，为电网细化防灾减灾、灾后恢复的预案措施提供准确依据。全息数字电网的建成，预计可将电网故障处理时间再缩短约10%。

“依托全息数字电网，可有效掌握电网中各类电力资源的状态及动向，有效提升安全隐患、线路故障的发现能力和应急处置能力，助力‘被动运维’向‘主动运维’转变，可为电力稳定供应提供坚强保障，为电力资源的合理利用及优化配置提供技术支撑。”南京邮电大学教授、国家电网有限公司智能用电互动技术实验室学术专家委员会委员高辉说。

全息数字电网赋能新业态

随着新型电力系统建设步伐加快，电网运行模式正发生深刻变化。

此前，国网江苏电力已打造全球最大的电力无线专网，接入各类终端30万个，以工业互联网平台支持全省千万级终端分钟级感知数据自动采集和分发。

此番，全息数字电网的触角从空中架设的输电线路，延伸到田间地头、工厂商圈和千家万户。

吴强称，全息数字电网将赋能更多的数字经济新业态。

比如，运用全息数字电网中定位精度达到厘米级的三维坐标，人们可以通过“数字电网+人工智能+算法+5G+北斗地图导航”，规划最优路径，助力汽车的自动驾驶。当新能源汽车需要充电时，用户则可以从基于全息数字电网的车联网平台上掌握充电网络信息和状态，获取最佳充电位置，让出行更加便利。

高辉表示，全息数字电网还可以极大丰富日常家庭的用电体验。

“供电服务人员可以根据需求信息提前规划、上门勘查，为用户量身定制供电方案，人们也可以通过手机或智能穿戴设备实时查看用电情况，了解电网工作状态。一旦发生用电故障时，可以实时了解抢修人员或巡检无人机的行进轨迹和抢修进度，生活用电状态尽在指尖呈现。”高辉说。

总之，作为新型电力系统建设的重要试点，全息数字电网建设为我国乃至全世界通过数字技术提升电网安全运行水平贡献了新方案，也为如何将数字技术融合应用于经济、社会多领域提供了借鉴参考。

文章来源： 新华社，中国科技信息，Batbot智慧电力云平台