電網為何發起自革命| 電網數字大航海(一)

信息來源:南方能源觀察  發布時間2019-10-24

   “什么都沒做錯,卻被時代打敗”的創新困境,在科技大爆炸的幾十年里反復上演。留給“領頭羊”們的教訓是,唯一確定的只有不確定性。電網巨人的公用事業屬性,曾給外界以保守、刻板的印象。其實改變早已發生,電網企業正在全方位融合數字技術、重塑業態、開放合作,擁抱大變革時代。

  南網傳媒全媒體記者 周慧之 馮潔

  盛夏,七家國內主流信息通信(ICT)企業受邀前往位于廣州科學城的南方電網總部,與電網展開了一場橫跨能源、工業制造、通信、物聯網、云計算、大數據服務、人工智能等多個領域的技術研討。

  正在To B/G端攻城略地的四巨頭——百度、阿里、騰訊、華為(BATH)悉數到場。中興通訊、航天云網和數夢工場分別代表通訊網絡、工業互聯網和數據服務新勢力入場。再加上南方電網旗下的研發平臺數字電網研究院(原鼎信科技),八支隊伍花了兩天時間,集中探討了在技術上將如何實現南方電網數字化轉型。

  當然,與會者都清楚的是,技術只是電網轉型的開端,將數字技術與電網的要素、業務、流程有機結合,重塑電網運行、管理和經營模式,并為產業鏈上下游、數字政府、國家工業互聯網平臺、粵港澳大灣區利益相關方賦能,才是南方電網數字化轉型的愿景所在。

  1月22日,南方電網董事長、黨組書記孟振平在南方電網2019年工作會議上,第一次把數字化轉型升級到公司戰略高度,明確提出將數字化作為支撐南網向“三商”——智能電網運營商、能源價值鏈整合商、能源生態系統服務商——轉型的戰略路徑之一。

  隨后,草擬四個月、修改數十版,承擔南方電網數字化戰略落地重任的《公司數字化轉型和數字南網建設行動方案(2019年版)》(以下簡稱《行動方案》)正式出爐。《行動方案》計劃到2025年,基本實現數字南網建設。伴隨而來的,還有第一階段(2019—2020年)85億的投資預算,以及留給外界的巨大想象空間。

  當下中國,消費需求升級,傳統產業于存量競爭下急尋轉型,實體經濟增長駛入新舊動能換軌道。同時,在過去的三十年里,CPU運算、內存容量、通訊速度提升了百萬倍。承接數據的算力、算法、存儲、傳輸等基礎設施,前所未有地變得同電網一樣重要。

  以AI為代表的數字技術,正在從曾經的“黑科技”變身為無處不在的新“生產力”,為傳統產業帶去更高的效率、更低的成本、更快的響應、更少的人力和更強的協同。繼蒸汽時代、電氣時代、信息時代后,數字技術作為源源不斷、可再生的“新燃料”,正在全球掀起第四次工業革命浪潮。

  根據中國信通院的統計,2018年數字經濟規模已占中國GDP的三分之一。“數字中國”建設也上升為國家戰略,數字經濟成為中國經濟增長的新引擎。

  站在數字洪流面前,投身其中是電網企業的必然選擇。作為國民經濟基礎部門,電力工業在歷經數字化鍛造后,重構的不僅是能源產業鏈的生態,還將影響并惠及整個實體經濟。電網數字化,終將帶動產業數字化。

  不過,時代的機遇來臨時,也伴隨著巨大的挑戰。對于電網而言,這一轉型因為需要在幾對矛盾中尋找平衡而顯得尤為艱難:

  在以安全、規范、執行為核心的文化土壤中,要孵化出創新、靈活反應的機制;在投資穩健業務的同時,要抓住發展新業態的機會;在主營業務為管制屬性的限定下,要將競爭性新興業務與管制性業務的臍帶切斷。

  這是一道無解題嗎?幾乎所有接受記者采訪的南方電網人士都表示:不,這是必須主動求解的必答題。而企業數字化轉型的體制、機制演進過程,正是探尋破解方法的過程。

  數字大航海時代已來,南方電網正在駛向一條兼具“企業級變革”與“社會級理念”共同生長的數字化轉型航程。

  時代變了,需求變了,電網求變

  在廣州的目錄電價表中,電網的客戶被劃分為大工業、一般工商業、稻田排灌和脫粒、農業生產四大類。有了用戶類型,再根據不同電壓等級和城市用電的平谷峰時段,客戶的購電價格會有所不同,這是監管部門為便于對公用事業價格統一規制而打下的簡易標簽。

  但是,電網真正了解客戶嗎?

  曾幾次拜訪阿里巴巴總部的南方電網數字化部綜合處處長易勇強的感觸很直接,“2012年阿里為其3億用戶畫像貼上的標簽數量大約是幾千個。到了2015年,其6億用戶畫像的標簽數量飆升到數萬個。”豐富的數據催生了精準搜索和個性化的商業推薦,例如2018年“雙11”90%的交易額來自標簽和推薦技術。

  用戶畫像興于電商領域,作為基于大數據的精準營銷工具,已為金融、電信等諸多傳統行業借鑒。其背后,是一個中國消費全面升級的時代。2018年政府工作報告中提到,“推進消費升級,發展消費新業態新模式。”

  消費者的需求不再是一味追逐低價格,而將更加注重品質、體驗與可持續性。誰能提供更具個性化、定制化的服務,換言之,誰更懂客戶,誰就更能捕獲客戶的注意力。這一規律同樣適用于能源行業。

  電改呼吁電力回歸商品屬性,可再生能源平價上網加快到來,儲能、電動汽車等交互式能源技術趨于成熟,分布式及多能互補等供能模式的多重變化,正在悄然塑造全新的坐標軸。展現在電網面前的需求象限,已經發生了改變。

  南網內部對用戶消費行為的判斷是,“互聯網帶來用戶需求的蛻變,未來用戶將呈現出更為多元化的互聯網特征,如個性、高效、便捷、智慧等。以用戶對能源的需求為例,呈現了數字化、清潔化、個性化、便捷化、開放化五個特征。”

  時代和客戶需求的變化,已經挑戰了電網企業輸配售的傳統業務模式。如果電網與客戶的互動,僅限于報裝、繳費、維修或電表更換,那么極有可能面臨客戶的流失。電網對這一變化有充分的認識。感受到危機的還有供氣、供熱等傳統公用事業公司以及發電企業,大家不約而同選擇的新方向是綜合能源服務。綜合能源服務正是從以產品為中心到以客戶為中心的供能方式轉變,而且看重為消費者提供定制化的供能服務。

  根據中國科學院院士周孝信的總結,上世紀50年代以來,中國以化石能源以及水電、核電為主力的大機組、大電網的模式,正在走向以可再生能源發電為主、骨干電源與分布式電源結合、主干電網與局域配網和微電網結合的模式。與此同時,配電網的單向電力流正在轉變為,分布式能源廣泛接入的智能配電網、微網、雙向能源電力流。單一電力服務正在發展為綜合能源、電力和信息服務融合的多樣化服務。

  綜合能源服務目前沒有統一的定義,不過一般有兩個層面的理解:一種是以重資產項目投資為主的能源供給模式,包括分布式新能源發電、冷熱電三聯供等;另一種是輕資產、平臺化運營的服務供給模式,包括能效管理、故障診斷、用能檢測、智能調控、需求響應,還有交易預測、金融衍生服務等等。后者根植于數據基礎,需要借助ICT技術處理大量的數據訪問,并進行算法建模和智能協同。

  類似的,在金融和電信領域,分別有綜合金融服務商、綜合智能信息服務運營商的提法。從思路上看,與綜合能源服務的第二種理解頗為相似,都是通過創造場景、增加互動,實現數據積累,以達到為客戶量身打造服務的策略。

  1月14日,南方電網印發的《關于明確公司綜合能源服務發展有關事項的通知》提到,“供電+綜合能源服務”是電網的業務方向之一。除此之外,電網還將利用能源大數據研究客戶消費行為特征,預測宏觀經濟走勢和行業發展,為客戶經營發展、能源交易提供有效的決策支撐服務。

  這一業務方向并非無源之水。電網企業手握大量用電、繳費、設備等數據,具備提供多元服務的基礎。但如何將數據轉化并細分,從而能針對不同特征的客戶群體提供定制化的能源服務解決方案,才是更關鍵的一步。

  事實上,電網的數據外延性很強,不僅能用于自身客戶,也能為稅務、海關、公安等政府機構所用,產生服務社會的公共價值。

  比如,電網曾通過持續監測某區域夜間低谷時段用電量波動情況,鎖定用電反常增加的用戶,最終協助公安機關破獲制毒案。電力數據對于判斷住房空置率,以及協助社區掌握獨居老年人的安全狀況等,都有先天優勢。

  此外,電動車車主的充電行為,電力市場參與者的購售電行為,各類用電主體的信用記錄等,反過來能豐富電網用戶畫像的標簽,并蘊含著新的應用可能,跨界已經發生且勢不可擋。

  因此,要跟上客戶需求,并服務于“數字中國”建設的大圖景,電網需要創造出更具吸引力的場景體驗,以數字技術為工具,與產業鏈上下游的設備制造商、能源生產商、配售電商、能源增值服務商、終端用戶甚至政府,發生更為深刻的互動,從中洞察生態圈玩家的用戶特征和需求痛點。

  從構想到現實,數字技術成為新生產力

  “云大物移智”的底層技術架構,將撐起電網的數字化進階。

  除平臺型服務之外,大規模新能源、充電樁、儲能、分布式新能源電站的接入必將增強電網與外部的互動性,其廣泛連接之下的“源網荷儲”的智能調控在傳統IT架構下將難以實現,云架構提供的高速運算能力,以及彈性存儲空間成為必然選擇。

  “過去是上千個站點接入電網,隨著可再生能源占比提升,以及未來各類新型終端的布局,會有上百萬甚至更多站點接入,原有信息系統無法支撐如此海量的數據訪問,運算速度也會很緩慢。”一位南網人士解釋說,“必須依托于云計算的強大算力提升計算速度,并實現橫向拓展存儲能力以節約系統建設成本。”

  與此同時,在成熟數字技術的協助下,“隔行如隔山”的舊律正被電網領域打破。

  鼠標輕擊、耗時數秒,梁壽愚使用AI負荷預測模型,能夠迅速生成一條電網負荷曲線。《2018年基于深度學習算法的負荷預測結果與年方式對比分析》報告表明,2018年廣東年度最高統調負荷,通過深度學習預測得到的準確率接近99%,超過傳統年方式預測方法。

  梁壽愚是南方電網系統運行部自動化處的技術專家。2015年,由“谷歌大腦”開發的“第二代深度學習系統”TensorFlow平臺開源后,他開始進入AI領域研究與電網業務的結合。

  利用電網近九年的歷史負荷數據樣本,以及廣義貨幣M2、氣溫、節假日等宏觀數據訓練后得到的AI模型,在對廣東統調2018年前三個季度月度最高負荷預測中的戰績是:準確率7個月超過傳統預測方法,1次持平,1次落后。

  唯一低于常規方法預測結果的是2018年5月。原因是,按照歷史氣溫數據,每年的最高氣溫一般出現在7、8月,而2018年廣東的最高氣溫月卻反常地發生在5月。除了這次氣候異常,AI的表現不俗。

  “現在AI預測負荷曲線與人工建模并調整后的結果相差無幾了,但是效率非常高。”

  梁壽愚解釋,傳統中長期負荷預測是使用相似日、回歸等方式建模,而且需要人工預測下一年最高、最低負荷以及電量,再根據人的經驗進行調整,工作過程很長。但是AI可以迅速自動生成下一年、下一季度、下個月以及每天的96點曲線,也就自然有最高、最低負荷和電量,用時極短,大大提高工作效率。“一旦有數據更新,交給AI自動訓練即可。”

  人機對弈的天平正在傾斜。即使沒有傳統負荷預測工作經驗,也可以采用成熟的AI技術做負荷預測工作。傳統業務的知識壁壘正在消解,跨界競爭不再遙不可及。

  這只是AI在電網應用場景的冰山一角。圖像識別、語音識別、語義分析、人臉識別、視頻識別等諸多成熟的AI技術,已經在輸電巡檢、設備缺陷識別、客服熱線等場景小試牛刀。

  更為重要的是,自新中國成立以來,中國勞動力供給首次在2012年遭遇拐點并連年下滑。伴隨經濟增長和生活質量提升而來的,是人力成本和平均工資的不斷攀升。作業環境不佳、重復性勞動的工種常常面臨“用工荒”困境。人工智能技術加速商業落地,將為勞動密集型崗位提供替代解決方案。

  在經歷上世紀70年代以來的技術瓶頸期后,如今人工智能技術煥發了新生,依托于算力的突破以及大數據的發展,史無前例地迎來投資爆發期,并開始邁向AI產業化,為實體經濟帶來經濟產值。有數據顯示,2018年初,中國人工智能相關產業產值規模已超過5000億人民幣。普華永道的預測是,到2030年,AI將為中國帶來200萬億人民幣的經濟規模。

  一個清晰的信號是,繼“人工智能”連續三年寫進政府工作報告后,“智能+”又首度在2019年“兩會”上出現。從2019年開始,不少高校開始開設人工智能、大數據等專業,以滿足即將井噴的人才需求。

  一種新的社會共識正在形成。人工智能技術已經不再高不可攀,而是開始作為基礎工具、泛在技術,加速融入到傳統產業的升級改造之中。正如人工智能在醫療、零售、金融業的廣泛應用一樣,電網企業也必須迎浪而上。

  盡管人類還處于弱人工智能時代,但AI技術已經在電網生產運行、管理決策的應用中嶄露頭角。如何更系統地、更大規模地推動大數據、人工智能技術與電網業務需求相結合,并將其作為電網戰略轉型的新動能,迫切性正在凸顯。

  一方面是消費需求側的行為模式改變,另一方面是技術供應側的生產效率倍增,在南方電網數字化部主任婁山看來,過去以流程為主導進行管控的模式已經落后,乃至于傳統的專業分工也落后了。傳統的系統建設是把業務流程設計好再由信息系統去實現,未來數字化帶來的業務模式是開放的,是數據驅動下的業務流程。有了豐富的數據資源,就能拓展不一樣的業務模式。

  婁山告訴記者,數字技術的應用已經泛在化、普遍化,跨界融合將成為常態,傳統專業分工之下的管理、工作模式完全變了。

  “電網需要運用數字技術重新思考管理模式、服務模式,并重塑企業的價值創造方式。”婁山說。

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