1994年的《北京工業(yè)年鑒》，曾對北京的電力做過這樣的描述：
建國45年來，北京電力建設(shè)盡管有了很大發(fā)展，但是仍然不能滿足首都日益增長的用電需要。從70年代初期開始，華北電網(wǎng)持續(xù)缺電已20多年。北京缺電尤為嚴(yán)重。缺電的根本原因，是電力建設(shè)速度跟不上用電增長的速度。45年來，北京地區(qū)的裝機(jī)容量增長36倍，發(fā)電量增長了85倍，而全市用電量卻增長了295倍。因?yàn)槿彪?，制約了首都工農(nóng)業(yè)發(fā)展，給人民生活帶來了種種不便，更影響到首都的政治、國際形象。
歷史發(fā)展到2018年，這一年的9月，北京舉辦了舉世矚目的“2018年中非合作論壇北京峰會”，這是中國在2018年舉辦的規(guī)模最大、出席的外國領(lǐng)導(dǎo)人最多的主場外交，電力保障重要客戶達(dá)62戶，保障范圍中包含的架空輸電線路就有1342.5公里、輸電電纜929公里、變電站90座。
北京電力所經(jīng)受的考驗(yàn)，遠(yuǎn)不止中非論壇。從2008年的北京奧運(yùn)會，到2009年的國慶60周年系列慶祝活動，再到2014年的APEC領(lǐng)導(dǎo)人峰會，北京的電力事業(yè)，已經(jīng)經(jīng)歷了一次又一次大考，結(jié)果可謂“萬無一失”。
盛事之外皆日常，電的考驗(yàn)，是無處不在的。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北京作為國際大都市的用電負(fù)荷在不斷增加，環(huán)境問題的日益凸顯也要求電源結(jié)構(gòu)不斷向著清潔化的方向發(fā)展，電力事業(yè)的復(fù)雜程度與日俱增。2018年度夏期間，北京電網(wǎng)負(fù)荷連續(xù)4次創(chuàng)歷史新高，8月3日最大負(fù)荷達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的2356萬千瓦。
電力安全，對于首都北京而言，有著特殊的含義。而電網(wǎng)安全的背后，是現(xiàn)代電力科技、尤其是智能技術(shù)的強(qiáng)大支撐，這正是改革開放四十年來北京電力事業(yè)發(fā)展的一條主線。
引領(lǐng)智能變革
2018年，北京渡過了一個不尋常的夏天，整個汛期全市平均降水479.6毫米，比常年同期多近兩成，局地強(qiáng)降雨、冰雹、大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣頻發(fā)。此外，汛期的高溫悶熱天數(shù)也異常偏多，高溫日是2001年以來同期最多的一年。
降低電網(wǎng)故障，保障特殊天氣的電力供應(yīng)，是現(xiàn)代電網(wǎng)的一項基本職能。但對于北京而言，做到這一點(diǎn)，卻是一個龐大的系統(tǒng)工程。北京是典型的城市受端電網(wǎng)，70%的電力靠京外輸送，國網(wǎng)北京電力擁有35千伏及以上變電站615座，輸電線路8995公里、電纜1921公里。部分變電站和輸電線路暴露在戶外，有的線路要穿越山區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜。從線路運(yùn)行維護(hù)來看，在其他省市只要巡視就可完成的工作，在北京卻往往需要投入幾倍的人力和物力，尤其在重大活動保障期間，重點(diǎn)線路的每基塔下都需要專人值守。
借助科技的法寶，國網(wǎng)北京電力完成了這項“不可能的任務(wù)”。其開發(fā)的精準(zhǔn)氣象預(yù)警系統(tǒng)，覆蓋到了北京地區(qū)500余座變電站及2萬余座線路桿塔，可以精準(zhǔn)到變電站和桿塔的氣象分析，每10分鐘更新一次氣象實(shí)況和預(yù)報警信息。在7月15日至18日連續(xù)強(qiáng)降雨天氣過程中，這套應(yīng)用系統(tǒng)成功預(yù)測了積水、山洪、雷電34次，累計對213座變電站、571條輸電線路發(fā)布預(yù)警。實(shí)現(xiàn)了由“嚴(yán)防死守”向“主動出擊”、由“事后搶險”向“提前布防”、由“平均用力”向“靈活調(diào)度”的轉(zhuǎn)變。
配電自動化等先進(jìn)技術(shù)在更大范圍內(nèi)的應(yīng)用，為電網(wǎng)的堅強(qiáng)運(yùn)行、設(shè)備的精確運(yùn)維提供了基礎(chǔ)。2018年，國網(wǎng)北京電力建成了國內(nèi)首套“一體雙核”配電自動化主站系統(tǒng)，納入系統(tǒng)的22萬臺配電終端設(shè)備隨時接受指令，如果某條供電線路發(fā)生故障，系統(tǒng)能夠立即定位故障區(qū)段，通過秒級的運(yùn)算過程，計算出最佳的解決方案并遠(yuǎn)程處理故障，最快可在0.3秒內(nèi)恢復(fù)供電。相比過去人工排查的方式，效率提高了幾十至上百倍。
實(shí)際上，早在上世紀(jì)90年代，北京電網(wǎng)就開始了智能化建設(shè)的探索，最開始是在電網(wǎng)輸變電設(shè)備方面開發(fā)應(yīng)用了調(diào)度自動化、輸變電設(shè)備自動化系統(tǒng)。從2000年開始，北京電力開始提升配電網(wǎng)的智能化水平，陸續(xù)在配電網(wǎng)應(yīng)用自動化設(shè)備，2016年制定了智能配電網(wǎng)建設(shè)三年發(fā)展戰(zhàn)略。目前，北京的城市區(qū)域配電自動化已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了100%全覆蓋，2018年年底前，將實(shí)現(xiàn)全市區(qū)域配電自動化覆蓋率100%、功能投入率100%。
對于北京這樣的大都市而言，在主干網(wǎng)架建設(shè)之外，配電的安全程度和智慧程度是更為艱巨的挑戰(zhàn)，這不但關(guān)系到電力資源的優(yōu)化配置，也直接影響各類終端用戶的用電感受。在國網(wǎng)北京電力副總經(jīng)理劉潤生看來，“一體雙核”在整個配電自動化方面抓住了先機(jī)，為未來深層人工智能在配電領(lǐng)域的運(yùn)用，打下了良好的基礎(chǔ)。
創(chuàng)造未來城市
近年來，北京的“大城市病”日益突出，城市體量的迅速膨脹伴隨著人口的激增、產(chǎn)業(yè)的高度聚集和交通壓力的陡增，與此同時，空氣質(zhì)量問題也成為眾多北京居民心頭一塊揮之不去的隱憂，北京，正站在一個亟需轉(zhuǎn)型的十字路口。
位于北京東部通州區(qū)的北京城市副中心，正是調(diào)整北京空間格局、治理大城市病、拓展發(fā)展新空間的一次嘗試，也是探索人口經(jīng)濟(jì)密集地區(qū)優(yōu)化開發(fā)模式的先行試驗(yàn)，將充分體現(xiàn)北京“世界眼光、國際標(biāo)準(zhǔn)、中國特色、高點(diǎn)定位”的要求。
示范性的項目需要示范性的電力配套工程，北京城市副中心的電網(wǎng)配套工程，正是北京在配電自動化方面的集大成之作，也是我國目前最先進(jìn)的智能城市配電網(wǎng)。在不到兩年的時間里，國網(wǎng)北京電力提前完成了含主配網(wǎng)建設(shè)、電力遷改在內(nèi)的全部配套電力設(shè)施建設(shè)任務(wù)，創(chuàng)新運(yùn)用世界上最先進(jìn)的“雙花瓣”式配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，保證每個開關(guān)站有來自3個不同方向的電源，供電可靠率達(dá)到99.9999%，年均停電時間小于21秒，超過新加坡和巴黎，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
未來城市不僅需要最高的標(biāo)準(zhǔn)、最優(yōu)的質(zhì)量，更需要突出綠色、低碳和可持續(xù)發(fā)展的思路，這正是副中心綜合管廊的建設(shè)理念。這個綜合管廊集合了水、熱、電、氣等多種市政管線，其中電力艙是其中的一個部分，其設(shè)計使用年限長達(dá)100年，配置了自主研發(fā)的世界首例電力管廊載人巡檢設(shè)備，徹底解決搶修物資運(yùn)輸困難、電力艙人工巡檢勞動強(qiáng)度大等問題;每條管廊均配置巡檢及滅火機(jī)器人，巡檢機(jī)器人具備紅外測溫、可見光視頻實(shí)時監(jiān)控、有毒氣體超限報警等運(yùn)行情況及環(huán)境情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測功能，全部自動化監(jiān)測信息將實(shí)時回傳至國網(wǎng)北京電力綜合可視化平臺上，實(shí)現(xiàn)工作人員異地在線監(jiān)測，全面提升設(shè)備精益化管理水平。一系列高科技手段的開發(fā)及運(yùn)用，使管廊中電纜設(shè)備運(yùn)行的維護(hù)更加智能，極大地保障了該區(qū)域電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。
北京城市副中心的建設(shè)，只是北京轉(zhuǎn)型的一個縮影，還有更多的變化正以潤物細(xì)無聲的方式，出現(xiàn)在衣、食、住、行等百姓生活的各個領(lǐng)域。在出行方面，電動汽車正在迅速占領(lǐng)市場，在烹飪和取暖方面，用電也在逐步成為首選??電能替代，正是北京居民近年來在生活領(lǐng)域最為深刻的變化，也是北京的電力事業(yè)所面臨的新挑戰(zhàn)。以冬季取暖的“煤改電”為例，目前北京地區(qū)“煤改電”用戶已經(jīng)突破110萬戶，國網(wǎng)北京電力成為全市第二大供暖企業(yè)。2018年工程實(shí)施完畢后，每年可減少散燒燃煤475萬噸，減排二氧化碳1235萬噸、二氧化硫11.4萬噸、氮氧化合物3.33萬噸。
在這一變化中，智能科技也在發(fā)揮它不可替代的作用。實(shí)時跟蹤主配網(wǎng)設(shè)備負(fù)荷變化趨勢，及時采取方式調(diào)整、負(fù)荷倒路措施，確保設(shè)備負(fù)載合理可控;針對故障異常情況，及時采取遠(yuǎn)方遙控、分段試送等措施，確保全市人民安全可靠用電。
用電側(cè)的智能化控制，是未來電網(wǎng)發(fā)展的方向。只有把配電自動化與用戶的用電行為結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的消費(fèi)側(cè)改革，讓電力變成日常生活的智能配件，電網(wǎng)的智能化水平才能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破，實(shí)現(xiàn)從“智能”到“智慧”的飛躍。
