面向新型电力系统的信息通信数字化能力评估模型研究_石俊杰.pdf

电 力 信 息 与 通 信 技 术Electric Power Information and Communication TechnologyVol.21 No.2Feb.2023第 21 卷 第 2 期2023 年 2 月面向新型电力系统的信息通信数字化能力评估模型研究石俊杰1，赵子岩1，何永远1，闫龙川1，郭永和1，林楠1，李进2（1.国家电网有限公司信息通信分公司，北京市 西城区 100761；2.南京南瑞信息通信科技有限公司，江苏省 南京市 211100）Research on Digital Capability Evaluation Model of Information and Communication Facing New Type of Power SystemSHI Junjie1,ZHAO Ziyan1,HE Yongyuan1,YAN Longchuan1,GUO Yonghe1,LIN Nan1,LI Jin2(1.State Grid Information&Telecommunication Branch,Xicheng District,Beijing 100761,China;2.NARI Information&Communication Technology Company,Nanjing 211100,Jiangshu Province,China)摘要：新型电力系统的构建对信息通信的数字化能力提出了更高要求，但当前还缺少相应的工具和手段合理评估信息通信数字化能力。文章综合考虑新型电力系统对信息通信数字化能力的需求，建立了一套电力信息通信数字化能力评估模型，该模型涵盖基础设施资源提供能力和运营管理能力2个方面，同时提出一种基于改进层次分析法的电力信息通信数字化能力评估方法，对具体案例开展了信息通信数字化能力评估和分析，为合理评估新型电力系统下信息通信数字化能力进行了探索和尝试。关键词：新型电力系统；信息通信；数字化能力；改进层次分析法ABSTRACT:The proposal of new type of power system puts forward higher requirements for the digital capability of information and communication.However,there is still a lack of corresponding tools and measures to properly evaluate the digital capability of information and communication.This paper comprehensively considers the new type of power systems demand for information and communication digital capability,establishes a set of power information and communication digital capability evaluation model,which covers the two aspects of infrastructure resource provision capability and operation management capability.This paper also proposes a digital capability evaluation method based on improved analytic hierarchy process,and a case study is carried out based on this method.It is an exploration to properly evaluate the digital capability of information and communication under the new type of power system.KEY WORDS:new type of power system;information and communication;digital capability;improved analytic hierarchy process0引言2021年3月，习近平主席在中央财经委员会第九次会议上提出了“构建以新能源为主体的新型电力系统”。新型电力系统是以确保能源电力安全为基本前提，以绿色电力消费为主要目标，以坚强智能电网为枢纽平台，以电源、电网、负荷、储能(源网荷储)互动及多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等特征的电力系统1。在构建新型电力系统路径中，提高数字化能力是数字经济发展的必然趋势，构建数字技术支撑体系是推动电力系统数字化转型的现实需要，具有重要意义。作为新型电力系统的“神经系统”，先进的信息通信技术为电力系统适应风光间歇性发电规模化开发利用、满足用户多元多样用电需求带来了可能。新型电力系统源网荷储互动主体的多元性、业务的多样性，对信息通信自身的数字化能力提出了更多的需求。构建数字化能力评估模型，合理评估信息通信数字化能力，对下一步信息通信专业数字化能力提升，支撑新型电力系统建设都有重要意义。中图分类号：TP319 文献标志码：A 文章编号：2095-641X(2023)02-067-05 DOI：10.16543/j.2095-641x.electric.power.ict.2023.02.08著录格式：石俊杰，赵子岩，何永远，等面向新型电力系统的信息通信数字化能力评估模型研究J 电力信息与通信技术，2023，21（2）：67-71基金项目：国家电网有限公司信息通信分公司科技项目资助“面向新型电力系统的信息通信数字化能力提升研究”。石俊杰等：面向新型电力系统的信息通信数字化能力评估模型研究Vol.21 N当前，电力、电信、制造业等行业已相继开展了本领域数字化转型相关研究。如国家电网有限公司发布了新型电力系统数字技术支撑体系白皮书2，从背景意义、目标原则和体系框架全面阐述了新型电力系统技术支撑体系，展示了国家电网有限公司以数字技术支撑新型电力系统建设的路径方案；南方电网公司在第十七届中国南方电网国际技术论坛发布数字电网白皮书3，介绍了数字电网的定义和特征、发展方向、技术平台及价值等，将更好地指导南网深化数字化转型建设工作开展；华为公司发布了行业数字化转型方法论白皮书4，通过新一代数字技术的深入运用，对传统管理模式、业务模式、商业模式进行创新和重塑，实现业务成功；美的公司通过“632”战略重塑IT系统，将企业的整个业务流程和管理流程标准化、集团化，从而实现了“一个美的、一个体系、一个标准”。在指标体系建设方面，国网经研院、清华大学等单位分别对智能电网及示范工程等方面的关键因素及指标体系进行了梳理和总结5-7，国网能源院对国内外智能电网指标体系做了对比分析8。国家电网有限公司信息通信分公司通过对国内相关通信行业指标系统应用情况的研究和分析，制定了电力通信指标的设计原则、设计步骤和设计方法9；更进一步对电力骨干SDH通信网可靠运行评价建立了指标体系，形成了三大类12个指标10；广东电网公司对电力通信骨干网节点重要度建立了评价方法和指标体系11；辽宁信通公司基于大数据和层次分析法建立了电力信息系统成熟度评估模型12。上述研究既有在数字化转型方面的整体规划和顶层设计，具有宏观指导性，又有结合本领域业务特点，利用特定评价模型针对某一具体领域的指标评价体系。但是目前在面向新型电系统的新形势下，信息通信数字化能力评估方面尚存在不足，缺乏一种全面的评价指标体系，既能支撑新型电力系统宏观战略，又能落到具体指标，以评估信息通信数字化的能力。鉴于此，本文综合考虑新型电力系统对信息通信数字化能力的需求，建立了一套电力信息通信数字化能力评估模型，包含基础设施资源提供能力模型和运营管理能力模型2个方面，并提出一种基于改进层次分析法的电力信息通信数字化能力评估方法，以期为数字化能力评估提供一种合理的方法，进而为提升信息通信专业数字化能力提供支撑。1面向新型电力系统的信息通信数字化能力评估模型通过对基础设施资源提供能力和运营管理能力2方面指标的进一步细化，结合新型电力系统业务需求、传统运维考核指标及文献资料等，依照全面性、客观性、指标间独立性以及可操作性等原则，列举与信息通信数字化能力相关的关键指标。通过组织专家与运维人员进行多轮讨论与筛选，去除与业务需求相关度较低的指标，自下而上结合自上而下的方式构建信息通信数字化能力评估模型，包括基础设施资源提供能力模型和运营管理能力模型。1.1基础设施资源提供能力模型信息通信基础设施为电力系统的数字化提供了重要的资源支撑，包括通信系统、云平台和安全防护3方面，满足新型电力系统全环节海量数据实时汇聚和高效处理需要。1）通信系统。随着新型电力系统的构建，通信系统将面临业务爆发式增长、互动更频繁、位置更分散、时效性更高等形势，对通信系统的评价主要分为骨干网和接入网2方面，包括网络覆盖范围、业务承载能力、光纤网络架构、网络资源容量4个二级指标。2）云平台。云平台为电力系统的安全稳定运行、提高经营绩效、改善服务质量提供强有力的数据和算力资源支撑。对云平台的评价包括资源提供能力、系统上云支撑、计算效率和系统服务能力4个二级指标。3）安全防护。新型电力系统接入主体多元化、业务多样化，公网、专网混合组网，对信息通信安全防护能力要求更高。安全防护评价包括常态化攻防、供应链安全、物联网安全和数据安全4个二级指标。基础设施资源提供能力模型如图1所示。1.2运营管理能力模型信息通信专业数字化能力在运营管理方面主要体现在运用数字化技术对信息通信的运营和管理的支撑能力上，涵盖运行监控、运营维护、客户服务、企业管理、人才队伍等方面。1）运行监控。主要涉及信息通信业务、系统、设备、基础设施的运行状态监视及信息通信网络的安全态势监视，故障处置等，包括运行态势监控、安全态势监控、关联分析3个二级指标。2）运营维护。主要开展面向信息通信业务、系统、设备、基础设施的运维及运营等方面的工68第 21 卷 第 2 期电 力 信 息 与 通 信 技 术作，包括日常巡检、配置维护、检修维护和运维效果4个二级指标。3）客户服务。通过整合、规范信息通信客户服务窗口，贯通业务流程，实现内外部相关用户的问题和需求响应智能交互、前后台流程闭环管理、服务自助定制、应用性能监测与优化等智慧化服务，包括客户入口管理、客户关系管理和客服业务管理3个二级指标。4）企业管理。企业管理是负责信息通信的企业通过数字化推动经营管理的全面管控、精准评价和高效协同，包括数字化战略、数字化办公2个二级指标。5）人才队伍。人才队伍是数字化能力的关键因素。电力信息通信相关企业的数字化转型离不开人才，管理人才、技术人才缺一不可，对其评价包括人才结构、人员培训和人员流动3个二级指标。运营管理能力模型如图2所示。2基于改进层次分析法的能力评估方法研究基于上述评估模型，本文对层次分析法进行改进，将每一层级的各个指标两两比较，确定层次中各个指标的相对重要性，然后综合评估确定各个指标相对重要性的总排序13-14。但传统层次分析法存在较为明显的缺陷，即传统层次分析法利用19标度来构建两两比较判断矩阵，判断者对两两指标间的比较依据互反性原则，但这种方式是确定性的，采用定性思维方式考虑主观问题，需要检验判断矩阵的一致性。该方法存在2方面的问题：一是需要求解判断矩阵的最大特征值和特征向量，如果某一层级指标数量较多，判断矩阵阶数就相对较大，对于特征值的求解相对困难；二是在实际操作中，当判断矩阵阶数较大时，专家打分过程中经常出现判断矩阵不满足一致性的情况，就必须重新构造判断矩阵，重复上述最大特征值求解