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。北京缺電尤為嚴重。缺電的根本原因，是電力建設速度跟不上用電增長的速度。45年來，北京地區(qū)的裝機容量增長36倍，發(fā)電量增長了85倍，而全市用電量卻增長了295倍。因為缺電，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、出席的外國領導人最多的主場外交，電力保障重要客戶達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，遠不止中非論壇。從2008年的北京奧運會，到2009年的國慶60周年系列慶?；顒樱俚?014年的APEC領導人峰會，北京的電力事業(yè)，已經(jīng)經(jīng)歷了一次又一次大考，結果可謂“萬無一失”。
盛事之外皆日常，電的考驗，是無處不在的。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，北京作為國際大都市的用電負荷在不斷增加，環(huán)境問題的日益凸顯也要求電源結構不斷向著清潔化的方向發(fā)展，電力事業(yè)的復雜程度與日俱增。2018年度夏期間，北京電網(wǎng)負荷連續(xù)4次創(chuàng)歷史新高，8月3日最大負荷達到了創(chuàng)紀錄的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、尤其是智能技術的強大支撐，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，局地強降雨、冰雹、大風等強對流天氣頻發(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，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，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)結合部，運行環(huán)境復雜。從線路運行維護來看，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”。其開發(fā)的精準氣象預警系統(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，可以精準到變電站和桿塔的氣象分析，每10分鐘更新一次氣象實況和預報警信息。在7月15日至18日連續(xù)強降雨天氣過程中，這套應用系統(tǒng)成功預測了積水、山洪、雷電34次，累計對213座變電站、571條輸電線路發(fā)布預警。實現(xiàn)了由“嚴防死守”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”的轉變。
配電自動化等先進技術在更大范圍內(nèi)的應用，為電網(wǎng)的堅強運行、設備的精確運維提供了基礎。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，通過秒級的運算過程，計算出最佳的解決方案并遠程處理故障，最快可在0.3秒內(nèi)恢復供電。相比過去人工排查的方式，效率提高了幾十至上百倍。
實際上，早在上世紀90年代，北京電網(wǎng)就開始了智能化建設的探索，最開始是在電網(wǎng)輸變電設備方面開發(fā)應用了調(diào)度自動化、輸變電設備自動化系統(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)應用自動化設備，2016年制定了智能配電網(wǎng)建設三年發(fā)展戰(zhàn)略。目前，北京的城市區(qū)域配電自動化已經(jīng)實現(xiàn)了100%全覆蓋，2018年年底前，將實現(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，為未來深層人工智能在配電領域的運用，打下了良好的基礎。
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)濟密集地區(qū)優(yōu)化開發(fā)模式的先行試驗，將充分體現(xiàn)北京“世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位”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、電力遷改在內(nèi)的全部配套電力設施建設任務，創(chuàng)新運用世界上最先進的“雙花瓣”式配電網(wǎng)架結構，保證每個開關站有來自3個不同方向的電源，供電可靠率達到99.9999%，年均停電時間小于21秒，超過新加坡和巴黎，達到國際領先水平。
未來城市不僅需要最高的標準、最優(yōu)的質量，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，其設計使用年限長達100年，配置了自主研發(fā)的世界首例電力管廊載人巡檢設備，徹底解決搶修物資運輸困難、電力艙人工巡檢勞動強度大等問題;每條管廊均配置巡檢及滅火機器人，巡檢機器人具備紅外測溫、可見光視頻實時監(jiān)控、有毒氣體超限報警等運行情況及環(huán)境情況進行實時監(jiān)測功能，全部自動化監(jiān)測信息將實時回傳至國網(wǎng)北京電力綜合可視化平臺上，實現(xiàn)工作人員異地在線監(jiān)測，全面提升設備精益化管理水平。一系列高科技手段的開發(fā)及運用，使管廊中電纜設備運行的維護更加智能，極大地保障了該區(qū)域電網(wǎng)的安全可靠運行。
北京城市副中心的建設，只是北京轉型的一個縮影，還有更多的變化正以潤物細無聲的方式，出現(xiàn)在衣、食、住、行等百姓生活的各個領域。在出行方面，電動汽車正在迅速占領市場，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。實時跟蹤主配網(wǎng)設備負荷變化趨勢，及時采取方式調(diào)整、負荷倒路措施，確保設備負載合理可控;針對故障異常情況，及時采取遠方遙控、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合起來，實現(xiàn)電網(wǎng)的消費側改革，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現(xiàn)質的突破，實現(xiàn)從“智能”到“智慧”的飛躍。
