摘要：国网山东省电力公司（以下简称“公司”）是国家电网公司的全资子公司，业务覆盖电网经营、电力购销、电动汽车充、换电设施及汽车服务等多个方面，服务电力客户4915万。为建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业，实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，公司打造了面向智能电网的数字化运营管理新型能力。通过打造新型能力，公司实现了对通信、信息和现代管理技术的综合运用，大大提高了电力设备使用效率，降低了电能损耗，电网运行更加经济和高效。2020年公司高损台区减少电量损失2.6亿千瓦时，在国网系统内率先实现购售同期自然月抄表电费回收率达99.999%以上，获得国网业绩考核“A+”级企业。

图1  国网山东电力公司两化融合管理体系贯标实践

一、企业推进数字化转型的需求分析

       在构建全球能源互联网和电力改革背景下，能源领域的供应、消费模式都将发生重大变动，能源供需结构日趋扁平化、产业链各环节的联系变得更为紧密。可再生能源大规模接入、终端能源消费的电能替代以及电网与其他能源网络相互影响等因素给电网的控制和管理带来了巨大的挑战，许多地区面临着维持电压稳定性方面的难题，传统的工具、技术和算法已经无法有效解决。

       随着电网规模的不断扩大，电网公司在运营过程中提升电力供应可靠性和保持电力成本稳定的矛盾日益突出。传统的电网运营管理能力已经不能支撑电网规模发展的需要，亟需打破信息系统在信息采集、传输、处理和共享等多方面的瓶颈，借助专业化的数据处理平台对信息化基础构架进行优化与创新，真正发挥企业数据的应用价值，促进公司全业务数据融合，提升公司内部经营管理、生产控制以及公共服务能力。

       对标国际先进的电网企业，公司在推进电网数字化转型的过程中，需要紧密围绕两化融合管理体系的科学方法，依托5G、人工智能、云计算、大数据等先进技术，构建覆盖生产、调度、营销、财务、办公、人力资源等各业务领域一体化高效数据处理平台，打造面向智能电网的数字化运营管理新型能力，为公司管理提升奠定坚实基础。

       二、企业新型能力识别和打造的方法和路径

       （一）新型能力识别的方法和路径

       公司基于建设成为“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”的战略导向，通过IFE分析法，明确了公司优势和劣势两个方面因素，充分发挥在电网基础设施建设和统筹规划方面的优势，识别出了需要获取的安全可靠、供电质量、经营效益、营销管理及人力及财力管理等方面的可持续竞争优势，打造基于全网状态感知和和人工智能的能源互联网控制管理能力，具体可分解为面向智能电网的数字化运营管理能力、基于人工智能的电网运行监测分析能力和一体化的综合管理和技术保障能力。

图2  新型能力识别

       其中最核心的是面向智能电网的数字化运营管理能力，包括实现海量数据获取和存储的能力，构建统一数据视图和数据统一标准的能力，强大的大数据应用的服务支撑能力和解决复杂性问题的分析能力。目标是完成电网全业务数据收集分析，优化电网运行过程中的数据分析与处理效率，提升公司内部经营管理、生产控制以及公共服务能力。为更好的衡量新型能力提升情况，山东公司将面向智能电网的数字化运营管理能力分解为算力资源、接入业务系统数量、接入业务系统数据数量、业务主题域模型数量、模型遵从度、提供的公共数据服务数量和典型应用场景数量等可量化指标，便于后续管理和监督。

       公司确定面向智能电网的数字化运营管理能力量化指标包括：

表1  面向智能电网的数字化运营管理能力量化指标

       （二）新型能力打造过程的方法和路径

       为打造面向智能电网的数字化运营管理能力，实现预期的两化融合目标，公司根据战略规划和“十三五”信息化规划和“十四五”数字化规划，依照两化融合管理体系的基本框架，本着实现“一个转型、两个服务”的目标，对新型能力的建设过程进行了策划，涵盖业务流程与组织结构优化、技术实现、数据开发利用等方面。

       公司以数字技术和数据要素创新应用为驱动，以“三融三化”为主要思路，打造“143”能源互联网数字化架构体系为面向智能电网的数字化运营管理能力建设提供支撑。具体包括打造新型数据中心的1个核心基础网架，优化电网生产、企业经营、客户服务、新兴产业4大业务领域，强化安全防护、运营支撑和新技术3个保障。同时，对电网运营人员进行同步的数字化运营技能提升，逐步实现将数字化融入电网业务、基层一线和产业生态，最终实现公司数字化转型。

       1. 业务流程优化

       （1）梳理升级业务流程。优化业务流程是打造面向智能电网的数字化运营管理能力的重要环节。公司重点对智能电网、能源互联网生产运行等相关的电网调控运行、源荷接入、能源交易、电网建设、生产检修关键业务进行分析和优化，压缩流程节点，提升流程效率。分析数据来源的业务工作为优化业务流程奠定基础。以企业架构的方法对业务开展梳理，以便能系统地、本质地、概括地把握企业的总体功能结构，分析数据产生和应用的业务场景，为后续构建统一的数据模型及数据管理体系提供必要的指导和输入。梳理工作从业务领域划分入手，参照国家电网公司下发的《国家电网公司“三集五大”体系建设总体方案》中的按照“两级法人、三级管理”的总体架构，梳理公司各级职能，构建公司能力架构图。

图3  公司能力架构图

       主要包括企业核心资源与综合业务、电网主营业务和智能决策分析3大板块，涉及11项业务应用。在此基础之上，参照“五位一体”协同机制，以业务流程为主线，从管理和信息化两个维度来审视管理与信息化之间的融合。

图4  管理与信息化两维度分析图

       （2）分析特定数据对象开展的运营业务活动是打造数字化运营管理能力的核心工作。在数据使用方面分析数据组成，针对该数据开展的业务活动、管理对象，并识别业务数据来源、数据存储和数据应用，关注业务之间衔接点数据内容，数据的更新频率，数据的使用频率，研究数据价值挖掘，根据业务之间的关系分析数据之间“天然”的数据关系，识别主数据；特别是跨部门、跨业务流程的综合数据共享应用需求，如“四个最好”大监测体系建设、“五位一体”业务流程监测等，并围绕指数、流程、指标、明细数据等逐层明确数据来源。在系统应用方面分析业务开展支撑所用的系统，系统建设模式，部署模式，系统所存储的数据，数据所支撑的业务，业务衔接点数据与系统数据的对应关系，梳理出数据字段同源点；在数据质量方面按照业务执行主体，厘清数据产生责任方及其数据采集、处理、存储及其质量要求；在数据共享安全方面根据业务所依据的规章制度，分析业务产生的数据可以共享的方式，包括全局共享、有限共享和不共享，分析数据安全需求。

       （3）利用物联网、人工智能、大数据等数字化技术，构建全面贯穿规划、设计、建设、运行全过程的数字孪生电网。并将实时决策融入业务流程，实现在线的、全程数据贯通、共享互动的数字化设计流程、数字化采购流程、数字化基建流程、数字化电网运维流程。在客户服务、供应链、调度、生产运营流程效率提升等方面，着力提升作业、管理和服务智能化水平，推进人、设备、数据泛在互联和在线交互，增强电网、客户全息感知、移动互联和智能处理能力。

       2. 组织结构变革

       （1）公司成立互联网部，各部门成立数据处负责推进相关工作。互联网部牵头数字化建设规划和部署，各数据处负责落实建设要求，优化信机构编制、职能设置，完善岗位分类，制定岗位名录，规范岗位设置，健全信息、通信、数据等专业的管理流程。

       （2）信通公司、电科院、经研院、地市公司等支撑单位，负责制定数字化人才培养方案，组织开展数字化人才培训，通过岗位能力认证、技能鉴定，建立能力认证等级与岗位津贴挂钩机制，激发和调动刻苦钻研业务的积极性和主动性。

       3. 技术实现

       （1）整合基础资源，为数据服务提供基础支撑能力。基于云计算、大数据等技术，整合底层内部网络、存储、主机等基础设施资源，统一计算资源、存储资源、数据库集群资源等，为统一数据视图建设提供数据采集、数据存储、数据处理以及数据服务部署能力。

       （2）打造区块链平台，着力实现能源区块链公共服务应用。基于技术中台区块链技术打造行业级区块链示范工程；在基建领域，围绕“需求导向”深化业务应用，深入挖掘卫星导航、通信、遥感技术在基建领用的应用场景；在运检领域，深入探索卫星通信、导航、定位、遥感技术在运检领域的应用场景；在营销领域，基于卫星技术，为计量设备赋予时空属性，获取高精度位置信息，切实提高营配贯通数据质量，保证数据准确鲜活；在调控领域，基于电力北斗精准服务网地基增强站，构建电力统一时频网。

      （3）启动前沿性技术研究，为数字化转型后期攻坚做好准备。开展5G移动边缘计算、动态智能网络切片、组播业务分发、5G高精度授时同步等关键技术研究，构建基于5G公网研究5G-MEC边缘云模式、业务部署模式。突破电力终端安全操作系统关键技术。针对电力物联终端在各场景下的安全需求，研究安全操作系统对终端硬件资源的适配，研发定制自主可控安全操作系统产品，推进可信计算主动免疫技术的应用，并结合物联感知设备轻量级接入身份认证及信息传输加解密保护技术，从底层构建安全可信的计算环境。开展数字孪生技术应用研究与建设，突破电网环境孪生重建同步技术，实现与业务平台跨时空关联、映射协作，构建由局部到整体、由内部至外观的电网大时空孪生体，探索拟实化的全周期、全机理的分析、仿真、决策。

图5  新型能力技术实现

       4. 数据开发利用

       （1）构建公司数据标准体系

公司参照国家电网公司公共信息模型（SG-CIM）标准设计并构建了数据标准体系，包括13个一级数据主题域，73个概念主题域，分专业分条线设计各领域数据模型，按照设备、电网、安全、财务、资产、人员、客户、产品、市场、物资、项目、综合、金融十三个业务领域划分，从领导层、管理层、设计人员、开发人员等视角对数据的主题域视图、概念数据模型标准、逻辑数据模型标准、数据元素标准、信息分类编码标准等内容进行设计规划。

       （2）建立公司级信息分类编码标准

结合国家电网有关编码文件和公司已经使用的编码情况，按照“国网标准-国际标准-国家标准-自行定义”的顺序原则，从编码定义、规则定义、编码记录等方面建立公司级信息分类编码标准。信息分类编码是标准化的一个领域。信息分类就是根据信息内容的属性或特征，将信息按一定的原则和方法进行区分和归类，并建立起一定的分类系统和排列顺序，以便管理和使用信息。

图6  数据标准体系

       （3）构建企业级大数据平台

       通过打造企业数据平台，提供数据接入、数据存储、数据计算能力，为数据接口服务、数据分析挖掘提供支撑服务。按照贴源层、明细层、分析共享层构建企业数据仓库，实现数据全量汇聚、标准存储和分析共享。部署大数据平台组件，提供列式存储、流计算、内存计算等大数据存储计算能力，实现数据分布式存储和实时分析计算。

图7  大数据平台总体架构

       ①　数据接入服务：支持数据同步、数据抽取、消息队列、文件传输、服务调用等数据接入方式；支持接入多源异构的结构化、非结构化和采集量测类实时数据的接入；支持批量数据接入和实时数据接入；提供任务智能调度能力。

       ②　数据仓库服务：提供高性能数据仓库服务，支持异构数据源分析，支持多层数据划分、清洗、转换，提供面向主题域的数据组织能力；支持按照数据类型建立业务维度模型。

       ③　流计算服务：具备高可用、高吞吐、低延迟、精准计算等特点，提供处理消费者所有动作流数据的能力。

       ④　内存计算服务：提供可网络交互的、数据缓存于内存中、中间处理结果不落硬盘的计算能力，支持内存性能要求较高、并发较大的场景。

       ⑤　批量计算服务：提供大规模并行批处理作业的分布式计算能力，支持海量作业并发规模，提供系统自动完成资源管理、作业调度和数据加载能力，提供高度容错能力及高吞吐量的数据访问能力，支持大规模数据集上的应用。

       ⑥　交互式查询计算服务：支持主流大数据生态，支持对PB级数据进行高并发、低延时的分析处理，兼顾数据仓库能力，具备实时、批处理、多并发。

       5. 安全可控情况

       在构建面向智能电网的数字化运营管理能力过程中，公司组织编制相应的平台安全规范，完善信息安全管理保障体系，从网络、系统、终端三个层面实现全省信息网络和系统的安全管理。在“大云物移”等新技术广泛应用的新环境下，形成的一整套对信息安全的管理规定，建立负责信息安全决策、管理、执行以及监管的机构，明确各级机构的角色与职责，完善信息安全管理与控制的流程。

       三、实施效果与主要作用

       （一）实施成效

       2021年初公司通过监测考核的方式对两化融合管理体系完成情况进行考核，各项量化指标考核指标均达标，其中，算力资源实际完成值16764，较2019年提升41.21%；业务主题域模型实际完成值86个，较2019年提升50.88%；提供的公共数据服务数量966个，较2019年提升55.55%。

表2  新型能力量化指标完成情况

       （二）主要作用

       公司通过两化融合管理体系的贯标及新型能力的打造，提升了信息化治理水平，在数字化基础平台建设、数据管理与应用、数字新技术应用等方面能力明显提升，具备了推进两化深度融合以及电网运营管理数字化转型的管理抓手。

       1. 数字化基础平台建设走深向实

       省公司数据中心承载在运信息系统（含移动应用）267套，存储数据总量已达3381TB，计算核心量已达16764颗，机柜379面；实现全公司IT资源统一监控管理，完成17套业务系统迁移上云。目前公司数据中台接入业务系统数据362TB，体量位列国网第一，有力支撑公司各专业人工智能应用全方位落地。“十三五”期间，已上线20余种人工智能模型，支撑10余项业务应用建设。

       2. 数据管理与应用能力显著增强

       完成网上电网、智慧供应链等11个场景建设所需数据溯源及交付，开展数字运营中心、数据管理工具建设及自动化报表中心推广；按月开展指标及常态监测，掌握公司运营状况和经营绩效；开展台区及线路停电、配网主动抢修、负荷监测预警等大数据分析，服务电网安全经济运行。

       3. 数字新技术应用场景逐渐拓宽

       数据中心已完成包括ERP、PMS、营销、财务等核心业务系统在内的93套信息系统数据接入，系统接入率达到48.6%，总量达到360TB，体量位居国网第一。推动北斗+5G无人机智能巡检、基于北斗的杆塔倾斜监测等31项场景试点应用。

国网山东省电力公司材料执笔人：王  勇  刘  晗  陈剑飞