數字化賦智能源發展

隨著《國家能源局關於加快推進能源數字化智能化發展的若幹意見》的出台，能源行業數字化智能化轉型進入一個全新階段。

圍繞既定目標，冷靜迎接發展機遇與轉型挑戰，我國能源數字化智能化轉型在行業各領域和各環節呈現遍地開花的強勁勢頭，並對全國統一電力市場體係建設、能源綠色低碳轉型以及能源行業生產運行方式優化發揮出關鍵的驅動力和賦智作用。在能源行業轉型發展史上，必將開啟一個屬於“數字”的全新時代。

（來源：中國電業與能源 作者：劉光林）

01 能源數字化轉型探索全麵開花

建設數字中國是數字時代推進中國式現代化的重要引擎，是構築國家競爭新優勢的有力支撐。而促進能源行業數字化智能化轉型，對於落實能源安全新戰略、建設新型能源體係、推動能源高質量發展的意義同樣不言而喻。

如今，“智慧”“智能”等詞彙，已經與能源各領域、各環節深度捆綁，智慧電廠、智能電網、智慧礦山、智慧油井、智能管網等理念開始從各企業的PPT變成一個個實體項目；說到行業和企業的運轉，智慧生產、智能調度、智慧管理、智能檢修、智慧營銷等概念也是撲麵而來。前不久，國家能源局綜合司與工業和信息化部辦公廳聯合發布《2022年度能源領域5G應用典型案例彙編》（簡稱《典型案例》），從電廠、電網、煤炭、油氣、綜合能源、製造及建造6個方向推出33個典型5G應用案例，這些案例從橫向到縱向基本涵蓋了能源係統的方方麵麵，而應用5G等新一代通信技術被看作向數字化轉型的一個重要抓手。

在電力數字化領域，目標是構築覆蓋電力源網荷儲全鏈條的數據彙聚與共享中台。國內電網企業深入研究數字化轉型關鍵問題，成立專門研究機構，理清發展思路，完善頂層設計，紮實推進數字電網建設，並打造數字化平台，支撐企業高質量發展和新型電力係統建設。傳統發電企業在節能減排、安全生產，以及設備檢修維護方麵深度應用數字技術，實現實時監控、智慧運行；新能源發電企業則重點運用數字化手段開展資產運維、出力預測和電力交易策略調整等等。入選《典型案例》的上海石洞口第二電廠，基於邊緣計算的智慧電廠借助5G技術，實現兩類主流煤場無人堆取和精確堆取，每年節約人力成本和燃料費用400萬元和600餘萬元。同樣入選《典型案例》的雲南元謀物茂發電廠實施的“5G+光伏電站”方案，依托智能化手段實現發電量提升2.1%，運維效率提高46.7%。

在煤炭數字化領域，需要實現探礦和原煤采掘、運輸、洗選，以及安全生產保障、生態環境保護修複、生產運行管理等全過程智能化運行。多年來，國內煤炭企業創造了特厚煤層智能綜采等一批重大科技創新成果，大型煤企陸續開展煤礦數字化建設，生產由機械化、自動化邁向信息化、智能化，少人、無人開采已成為煤礦智能化發展的重要方向。目前，全國煤礦智能化建設試點加快實施，23處已完成驗收。煤炭大省山西累計建成39座智能化煤礦、993處采掘工作麵。

在油氣數字化領域，需要建設勘探、開發、儲運、煉化、營銷一體化的數字化管理係統。當前國內油氣企業主要圍繞作業現場智能化、生產運營一體化、貿易銷售平台化、研究設計協同化等方向，推動數字技術與生產經營管理深度融合。中國石油長慶油田經過十多年的探索，構建了“中心站+無人值守站”運行管理模式，建成了國內最大規模的油氣生產物聯網係統。其中，長慶油田第一采油廠建成廠級2.0平台和14個作業區SCADA係統，讓現場問題直達移動終端，指令直接下達到崗位，用信息化手段指導生產。

如今，各大能源央企紛紛融入數字化、智能化發展理念，製定了各自的數字化轉型戰略。如國家電網有限公司以數據資源治理運營、數字技術的融合創新、數字生態合作共贏三大要素為驅動，開展數字化轉型的重點布局；國家電投集團規劃到2025年基本建成綜合智慧能源生態體係，到2035年全麵建成“數字國家電投”；中國石化加強專業人才培養，大力推進數據治理，建設多級數據資源中心和統一的數據中台、數據服務平台，等等。

業內普遍認為，當前我國能源領域還處於數字化轉型發展的初級階段，距能源係統運行與管理模式全麵標準化、深度數字化和高度智能化還有很長的距離，但國內在能源各領域各環節開展了大量的實踐和探索，已是不爭的事實。

然而，能源數字化轉型並非指“一城一池”的數字化，而是全領域、全地域、全環節、全鏈條的數字化打通和智能化實現。比如單就大數據來說，孤立的數據是難以產生很大價值的，就像每人手中都有一截水管，但這一截水管很難派上大用場。當成千上萬人將各自手中的水管連接到一起後，就可以從很遠的地方把水引過來，這樣大家才有水喝。數據的價值就在於此——彙集、海量、共享，而數字化的一個本質特征就是互聯互通。

《數字中國建設整體布局規劃》提出，到2025年，基本形成橫向打通、縱向貫通、協調有力的一體化推進格局，數字中國建設取得重要進展。可見，在數字時代“打通”“貫通”“一體化推進”的重要性。

“我們要把能源供給和能源消費結合起來，就需要源網荷儲各個環節進行互聯互通，要達到資源和效率配置最優，就要在每個層麵、每個環節、每個動作上，靠我們數字化和智能化的技術作為支撐。”在2023碳中和·零碳中國峰會上，華為數字能源技術有限公司智能光伏營銷總監郭琪談及發展數字能源產業時介紹，“現在整個能源互聯網已經初步形成。麵向未來，需要通過AI的使能推進新一輪科技和產業變革。”

02 數字化為能源發展賦能

4月12日，國務院新聞辦公室舉行“權威部門話開局”主題新聞發布會，國家能源局黨組書記、局長章建華表示，推動能源創新鏈、產業鏈、資金鏈、人才鏈、數據鏈深度融合，推進能源數字化智能化發展，實現能源產業價值鏈向高端化、現代化邁進。

在第六屆數字中國建設峰會“智慧能源”分論壇上，工業和信息化部信息技術發展司副司長江明濤表示，能源關係國計民生、國民經濟命脈，能源產業規模大、鏈條長、覆蓋麵廣、創新活躍、帶動效應強。“堅持走中國特色新型工業化道路，推動能源行業數字化轉型意義重大。”

電力行業作為國民經濟發展的重要支柱，具備較好的數字化基礎條件。隨著新一輪能源革命和數字經濟加速興起，我國持續發力新型電力係統構建，加快能源產業結構調整，並針對行業數字化轉型進行了係列探索與嚐試，也取得了一定的成效。

數字技術為構建統一能源大市場賦能。

2022年底，廣東電力交易中心數字化售電平台上線，深受用戶的歡迎。僅3個多月，就有3.6萬餘戶電力用戶與158家售電公司通過這一平台簽訂了2023年的零售合同。

數字技術可以讓能源係統連點成線、織線成網，實現各環節的橫向打通、縱向貫通、協調有力；而市場則是在更大範圍內讓供需雙方自由選擇交易對象，當前我國正在加速建設全國統一電力市場體係。可以說數字技術為市場化發展提供了天然支撐，而市場的建設落地也為數字化轉型發展提供了一個完美的應用場景。

在數字化售電平台上線後，廣東約有四成的電力用戶不再依賴電網企業代購電，而是選擇直接參與市場交易，最大原因就是交易成本大幅降低和交易便利度大大提升，以至於不必配備專業的交易人員。

數字技術還為電力交易提供了更多的應用場景，比如涵蓋發電、用戶和靈活性調節資源的交易輔助決策係統，可以讓管理者、決策者、執行者甚至監督者更精準地感知和把控交易態勢，為相關方的市場化反應提供決策支撐。

未來，隨著多能互補、能源互聯網等更多的新業態、新模式悉數落地，數字化、智能化轉型將會對更廣闊的能源大市場發揮賦能作用。

同時，數字化還為發展新能源提供助力。

生態環境部應對氣候變化司司長李高在2023碳中和·零碳中國峰會上表示，當今對全球發展具有決定意義的轉型有兩個：一個是數字化轉型，另一個是綠色低碳轉型。

很明顯，無論是數字化轉型還是綠色低碳轉型，最佳實踐對象非能源行業莫屬。當全球步入數字化時代，數字技術當仁不讓地成為驅動能源行業綠色低碳轉型發展的主導技術。

以數字化賦能風電為例，明陽智慧能源市場與方案部的寧江民，在上述峰會上介紹，最初的技術隻能對風機做到簡單控製，後來發展為自控製，目前用得最多的是基於模型的控製。“每個風機的傳感器超過一千個，這個數量讓風機更加智能地適應所處環境和工作狀態與運行模式。”隨著技術不斷進步，未來會更多地應用大數據和人工智能，使風電等新能源組成的係統更加智能。

作為未來新能源發展主體的風電、光伏等可再生能源，其能量密度偏低、容量可信度不高等先天缺陷，需要源網荷儲的高效互動和靈活性調節技術參與來實現協調一致。

通過對光伏和儲能係統進行變革性創新，華為推出了智能光儲發電機。光儲發電機把能量流和信息流進行深度融合，並配上了電壓原型控製算法，可以達到三個目的：實現快速調頻調壓，響應電網對於頻率和電壓的要求；配合儲能設備做到能量可儲可控；通過電壓原型控製算法，可以實現轉動慣量的等效輸出。郭琪介紹，通過雙向互動係統可以支撐光伏成為主力能源，使光伏從現在跟隨電網變成主動支撐電網再到增強電網。

隨著新型能源體係加速建設，數字技術將實現與能源和電力技術深度融合，綜合運用大雲物移智鏈等信息化手段，提前預判新能源波動，統籌協調源網荷儲資源，保持能源係統與電力係統的供需相對穩定，並預判能源和電力係統運行潛在風險，實現新型能源體係的清潔低碳、安全高效運行。

另外，引入數字技術可大幅提升能源係統運行效率。

在能源運行領域引入大數據、雲計算、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等數字化技術，使之與傳統電力、新能源發電、煤炭、油氣、儲能、氫能等能源產業深度融合，能夠促進未來能源供需方式、產業形態等方麵發生深刻變革，極大提升能源生產、運行和維護效率。

3月30日，國網福建超高壓公司運維員工通過調控係統“一鍵順控”操作，完成了大園變電站500千伏Ⅱ段母線送電流程。“一鍵順控”是綜合應用自動控製、狀態自動識別、智能判斷等數字化技術，將傳統人工模式轉變為自動操作模式，采用“一鍵順控”技術後，可以實現操作票自動生成、操作步驟一鍵啟動、防誤主站係統校核、設備狀態自動判別、操作過程按順序執行等功能。目前，國網福建省電力有限公司110千伏及以上變電站“一鍵順控”覆蓋率已達95%以上，設備操作時長由“小時級”變為“分鍾級”。

“一鍵順控”將變電站倒閘由“人工逐項操作”轉變為“計算機遠程自動操作”，不僅全麵提升了操作效率，還可以降低操作風險並提高應急處置能力。

“一鍵順控”隻是數字化技術提升能源係統運行效率的冰山一角。將實體運行過程映射到虛擬空間的數字孿生技術，可以幫助能源係統實現精細化管理，從而實現效率提升、能耗降低。比如，利用數字孿生技術對風機進行精細化管理和優化調度，可以大幅提高風電場生產效率和可靠性。而上文提到的華為推出的智能光儲發電係統，通過實現電力電子技術與數字技術融合、光儲融合、能量流與信息流融合，可支撐50%高比例新能源並網消納，並能極大提升新型清潔能源基地的運行效率。

03 揚數字之帆迎接轉型挑戰

“能源電力行業數字化轉型麵臨的外部環境日益複雜，能源電力企業數字化轉型的目標不斷延展、重心發生變化、動力出現調整，機遇、挑戰和風險並存。”國網能源研究院副總工程師兼能源數字經濟研究所所長鄭厚清，在闡述《國內外能源電力企業數字化轉型分析報告（2022）》的觀點時表示。

同麵對其他新鮮事物一樣，能源行業向著一個新的方向轉型、步入一個新興領域、跨進一個全新時代，機遇總會伴隨著挑戰。

“數字化轉型給了我國能源行業一個換道超車的機會，一個由傳統能源向新能源、由傳統技術向數字技術雙重轉型超越的機會。”一位業內人士這樣表述。

然而，對於能源數字化轉型的實施主體能源企業來說，由於規模體量大，自身承擔的社會責任和經濟責任重，猶如大船掉頭，轉型並不容易。

能源數字化轉型麵對的一個突出問題就是數據壁壘問題。既然能源數字化轉型的實施者是能源企業，那麼能源數據就必然因為分屬不同的企業而出現數據孤島問題，數據被阻隔在各個擁有者手中，很容易形成數據壁壘。

清華大學能源互聯網創新研究院副院長高峰在有關報道中表示，數據壁壘的存在既是意識問題，更是機製問題，還是技術問題。數據的所有權、使用權的權屬不明晰，收益分配與風險責任不匹配，需要從機製設計與技術保障全方位來解決。

沒有能源的互聯互補互通，就不可能形成數據融合，所以打破數據壁壘首先要打破物理的斷點和堵點。

高峰還認為，目前盡管多種能源已實現在示範項目中的打通，但更廣泛層麵的打通方式仍待考量。

另外，數據安全問題也需要引起足夠重視，在築牢能源安全防線的同時，數字安全防線一樣不能放鬆。

在數字化、智能化時代，數據將作為能源係統的核心生產要素，數據網絡設施也將成為新型的能源基礎設施。屆時，數據被訪問的頻次之高、訪問者的群體之巨，以及數據本身數量之大、彼此關係之密切，再加上數據接口之多、之複雜，實在令人難以想象。可以這樣說，未來能源數據的敞口程度甚至不亞於暴露在外界的物理層麵的能源基礎設施，能源數據安全形勢將會十分嚴峻，能源網絡安全將成為能源安全的重要一環和關鍵領域。

在國家電網有限公司，“網絡安全保障能力”是其著力打造完整能力體係的重要能力之一。在第六屆數字中國建設峰會“智慧能源”分論壇上，國家電網有限公司數字化工作部主任魏曉菁介紹，該公司著力構建以企業中台為核心的數字化架構，形成覆蓋“一基礎、三核心、兩保障”的完整能力體係，即基礎設施支撐能力、通用技術服務能力、數據價值創造能力、業務應用構建能力、網絡安全保障能力、運行服務保障能力，服務公司各專業數字化轉型發展。

進行能源數字化轉型，必須高度重視數據安全問題，數字安全必須納入能源安全保障體係統籌抓、強力抓，做到有組織領導、有製度保障、有機製支撐。

錨定更智慧、更綠色、更安全的轉型方向，堅定不移推動數字化轉型，能源行業服務國計民生的能力定會進一步提升，支撐國民經濟的基礎定會更加牢固。揚起數字風帆的能源巨輪定能行穩致遠。