正式发布｜《数字电网调度领域新技术成熟度报告》

2 月 17 日， 由南方电网电力调度控制中心、中国电机工程学会电力系统自动化专委会主办，南方电网电力调度控制中心 CDAI创新工作室、中国电机工程学会“互联网+”电力系统自动化学科组、阿里云研究院联合主编 的《数字电网调度领域 新技术 成熟度 报告 》正式发布。

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报告首次提出数字电网调度领域新技术成熟度模型，并面向电力企业、电力自动化厂商、科研机构和互联网企业等19家单位开展多轮调研与访谈，以量化分析的方式，对19项新技术的发展现状、业务价值和成熟度进行客观、科学的评价，为行业新技术的研发、应用和投资提供参考。

报告显示，电网调度对新技术的研发和应用持积极、开放的态度，较早的引入了云计算、人工智能、强化学习等技术，形成了较完善的新技术体系。

其中，云平台、云桌面、云超算、云原生等云技术在电力调度领域应用相对成熟，但仍然是行业关注的重点。知识图谱、强化学习正处在发展的顶峰，而大模型、低代码、联邦学习等处于萌芽期，将会吸引大量的资源投入。

报告指出，新技术的应用对电网的业务提升、业务智能化和敏捷开发大有裨益。

首次提出数字电网调度领域新技术成熟度模型

在借鉴Gartner技术成熟度模型的基础上，融合多家国内外权威机构技术成熟度评价方法，结合电网行业特征，构建形成电网调度领域新技术成熟度模型。该模型是定性和定量相结合的结构化评价方法，方法从新技术在电网调度领域的热度、新技术在电网调度领域的发展水平、新技术在电网调度领域被主流企业采纳所需的时间对新技术在电网调度领域的发展和应用情况进行评价。

新技术在电网调度领域的热度是从技术的关注度、投资优先级和行业应用三个方面进行评价，重点体现电网企业对该技术的认知随时间的变化情况。

新技术在电网调度领域的发展水平是从技术生命周期发展的视角，基于产品迭代情况和供应商水平对技术的发展和应用水平的分析，重点体现技术商业化情况。

新技术在电网调度领域被主流企业采纳所需的时间是指从当前时间节点开始，一项新技术在电网调度的应用走向成熟并被主流所采纳需要的时间，分为0-2年、2-5年、5-10年、10年以上。

新技术发展情况分析

“双碳”战略下，数字化作为提升电力调度能力、保障系统稳定运行的重要手段，备受各界关注。近年来，我国电力企业秉持创新开放的理念，积极推动以云计算、大数据、人工智能等新技术在电力调度中的研发和应用，通过自主研发、委托研发和合作研发等多种方式加速研发成果的产出，并在实际业务中迭代升级技术，推动电力业务创新，提升电力系统智能化水平。

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从成熟度曲线图来看，新技术分布较为均匀，表明电网调度领域新技术的引入和应用较为协调，保持着对新技术的持续关注和应用，形成较为科学的梯度发展技术体系。

（1）云计算在电力行业的应用已逐渐走向成熟，但仍然是大型电力企业重点关注的技术领域

混合云成为主流，业务上云用云已成为趋势。云计算已成为新型电力系统建设中应对“双高”“双峰”难题的坚实技术底座，越来越多大型电力企业实施“上云用云”行动。综合考虑到安全、经济等因素，电力企业普遍采用混合云的模式。目前为止，国家电网、南方电网已经建成了行业领先的云平台。

依托云计算发展起来的云超算和云桌面技术与电力调度业务具有高度的适用性，正被大力推广应用，支撑电网调度安全、经济、高效运行。2021年8月，国内电力行业首个云超算平台—南方电网调度云超算平台正式上线，在国内电力行业具有示范引领作用。

在基础设施云化的过程中，技术层面也呈现两个显著特征：一是电力业务、人工智能技术与云平台深度融合，进一步夯实电力调度数字化基础能力，显著提升电力系统智能化水平；二是云原生将成为应用云化开发的主流方式，帮助电力企业在电力市场化趋势中保持竞争优势。

（2）联邦学习、可信计算等隐私计算技术正快速崛起，未来将成为电力数据安全共享应用的关键技术

电力安全关系国计民生，是国家安全的重要保障。在核心技术研发方面，电力企业重点关注底层数据库、算法、模型以及芯片等技术研发，并致力于推出与国产操作系统和国产芯片的高度兼容的技术方案。电力企业在国内与科技企业开展了广泛的联合研发，在提升研发效率的同时保障核心技术的领先性。

联邦学习、可信计算等作为新兴的隐私计算技术，已被引入到电力领域，成为跨主体间数据交互和分析应用的重要技术。其中可信计算技术已被我国电网各级调度控制中心大规模部署应用，成为电力控制系统行之有效的主动防御手段。目前南方电网正牵头制定相关行业标准。

（3）调度智能运维、调度云边协同在经历了过热炒作之后，逐步走向幻灭期，但依然具有较大应用前景

人工智能、物联网等新技术应用催生了“少人化、无人化”智能运维模式的出现，但由于电力调度运维复杂度高、难度大，电力行业尚未形成高价值、成熟的方案和实践。国家电网、南方电网均在致力于融合应用多种新兴技术提升电力调度智能运维水平。南方电网将AI负荷预测应用于电力系统方式计划编制中，减轻人工工作量，并逐步替代人工。

调度云边协同一度被认为将能改变传统的电力调度方式，但从技术发展和应用情况来看，其仍属于新兴技术，整体处于探索和试点阶段。头部大型电力企业开展了相关课题研究，南方电网率先制定了《南方电网云边融合智能调度平台技术方案》 ，提出了“云端+边缘端”两级协同的技术架构。

（4）时序预测、智能语言处理、求解器等新技术正稳步复苏，应用场景不断扩展，业务价值日益凸显

时序预测被广泛应用于电力负荷预测、新能源功率预测等领域，成为保障电网安全稳定运行和促进新能源消纳的重要技术手段。2018年，南方电网依托调度云平台，研发高精度电网负荷预测模型，将南方电网总调的全网负荷预测准确度提升到97.63%。

智能语言处理已不仅应用在智能客服、辅助会议办公等场景，其在调度指挥、设备健康诊断、运维检修等领域应用也越来越广泛。国产求解器技术取得了突破性的进展，填补了国内空白，已用于解决电力系统规划、设计和运行中的诸多优化与决策问题。 

此外，新冠疫情加速推进了电力行业新技术的落地应用。疫情期间，电力调度智能运维、智能语言处理、云桌面等技术持续助力电网智能化发展，支撑电力运行状态远程实时在线监控、电力设备主动性运维、电力用户在线自助服务等业务，在保障电力系统正常运行中发挥重要作用。

新技术优先矩阵分析

优先级矩阵展示了中国电网调度领域新技术的相对收益和被主流采纳所需的时间。在选取的19项新技术中，超过70%的技术将在2-5年内走向成熟并被主流电网企业所采纳，超过85%的新技术被认为对电网调度业务产生高水平及以上的影响，表明未来几年新技术将在电网调度领域释放更大价值。云平台、云原生、调度云边协同、强化学习、知识图谱、大模型被认为对电网业务将产生变革性的影响，是电力企业关注的重点。

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通过定性和定量分析，课题组认为以下技术将对电网调度数字化转型带来显著影响：

（1）云平台已经成为电力企业数字化的基础支撑平台，能满足新型电力系统对于高弹性、高灵活性、高可靠性的要求。云平台可以链接更广泛的资源，沉淀更多元的数据，集成更丰富的人工智能技术，充分将“数据+算力+算法”的赋能作用融入到电力系统生产管理、调度决策的各个环节，提升电网大范围电力资源的共享互济和优化配置能力。

（2）云原生作为面向云应用设计的一种技术方法，能充分发挥云效能，将重构电力调度业务相关系统的研发部署运维方式，帮助电力企业构建弹性可靠、松耦合、易管理可观测的应用体系，显著提高电力市场化改革背景下电网调度业务创新能力和应用快速交付能力，从而带来额外的效益。

（3）强化学习、大模型等人工智能算法模型被认为对全面提升电力系统运行效率和提高电网安全保障水平具有重要促进作用，显著增强电网的智能化、智慧化水平，并为电网发展带来长期效益。但是部分算法模型仍需要数据、场景且长时间训练、优化和验证，例如强化学习在电力距离成熟应用可能还需要5年及以上的时间。

（4）软硬技术一体化是电力调度领域的重要趋势，能加速电力调度数字化转型。云计算与云基础设施处理器、边缘计算与边缘设备、低碳算法与浸没式液冷、可信计算与可信设备等软硬一体化解决方案已经在电网调度领域备受关注，未来软硬一体化将大大降低用户使用新技术成本，快速推动新技术的落地应用。

未来，新技术在调度领域的应用将爆炸性增长。预测类、图谱类、强化学习类、综合类新技术将成为调度AI应用的基础设施，并且这些新技术的研发和应用的模式将有传统的“作坊式”的方式，转变为以工业化流水线的方式，生产出更多的电网AI应用，持续提升电网调度的智能化、智慧化水平。