数字智慧助力提高终端能效——访全球能源互联网发展合作组织发展局研究员袁圆

本刊记者 王睿佳/ 编辑 刘光林

近日，国家能源局印发《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》（以下简称《意见》），就加快能源产业与数字技术融合发展提出了具体要求，强调应积极开展终端用能等领域设备设施、工艺流程的智能化建设，提高能源系统灵活感知和高效生产运行能力，促进源网荷互动、多能协同互补。本刊记者就如何通过数字化智能化加快能源消费节能提效、如何提升源网荷储协调互动水平等问题采访了全球能源互联网发展合作组织发展局研究员袁圆。

《中国电业与能源》：《意见》指出，以提高终端能源利用效能为目标，推进多能互补集成供能基础设施建设。请您谈谈当前我国终端用能领域智能化的现状。

袁圆：目前我国推进以特高压电网为骨干、各级电网协调发展的坚强智能电网的建设，智能终端用能是一个重要组成部分。我国当前终端用能领域智能化发展呈现以下特征：

一是终端能源装备蓬勃发展。如智能传感与量测技术的进步，使面向海量终端的多传感协同感知、数据实时采集和精准计量监测水平大幅提升，推动了能源装备感知终端的集成应用。电能表、电量变送器、指示仪表及各类采样设备都向多参数智能信息采样终端方向发展，智能终端将集中信息采样、统一调用、分布式处理等功能，按需传输、存储与显示，并具有即插即用与自适应功能。

二是能源基础设施终端智能化提升。如基于人工智能的能源状态识别、可靠性评估及故障诊断等技术以及应用于复杂环境检测的智能机器人、无人机等实体终端的发展，大幅提升了远程设备操控、智能巡检、智能运维、故障诊断、应急救援工作的数字化、智能化水平。未来，人工智能将在能源领域发挥更大作用，例如创建自主机器人，可以在危险情况下取代人类，执行诸如勘测高压电力线路，以及在海底、地下、强辐射等复杂危险环境下的勘探检测等任务。

三是逐步形成绿色能源消费新模式。随着数字化智能化技术与能源产业的深度融合，综合性智慧能源项目逐渐增多，如应用于智慧城镇、集群楼宇、产业园区，打造出一批高效节能的示范区。同时，终端智能化发展也有助于改变能源消费模式。例如，在用户侧安装智能电表，提供有关个人能源消耗的各项数据，相关机构可以使用这些数据更好地预测未来能耗水平，用户也能够通过这些数据更好地管理能耗。

《中国电业与能源》：当前，以产业园区、新能源汽车等用能需求为代表的终端用能领域不断发展壮大，如何通过数字化智能化加快能源消费节能提效？

袁圆：《意见》明确提出，以数字化智能化用能加快能源消费环节节能提效，以新模式新业态促进数字能源生态构建。这从政策导向方面给予了大力支持。

数字化智能化技术加快能源消费节能提效的关键在于其主动性、可控性，这其实是互联网技术与能源体系相结合的产物，大数据、人工智能、物联网、区块链、云计算等技术，与能源、建筑、交通、工业、农业等结合，成为节能的有力手段。例如产业园区、企业等可进行能源数据分析，实现能源消耗可视化，真正做到对电、水、气、热等设备运行状态无盲区、全参数实时监测。当前，一些企业通过数字化智能化技术在加快消费节能提效方面已取得一些成果，把智慧能源作为重要发力点、创新点和增长极，积极向智慧城镇、集群楼宇、产业园区及终端用户拓展。

值得一提的是，新能源汽车产业蓬勃发展促进了动力电池、驱动电机、智能网联汽车等技术的突破。预计到2030 年，我国新能源汽车产量将超过1500 万辆，保有量达到1亿辆。今后，车网互动尤其是规模化车网互动，能够促进电动汽车以更加灵活可调度的移动储能单元参与电网，充分发挥新能源汽车的负荷调节潜力，帮助加快实现能源消费节能提效。

另外，随着人工智能驱动的智能家居的逐步推广，智能设备也将更加普及，这些设备与其他家用设备通信能够识别能源浪费问题，从而改善用户用能习惯。例如用户能够通过智能设备找出最经济时段为车充电或用电洗衣服做饭等。基于此，在用电、用能场景下，利用数字化手段，全面挖掘数据价值，从而实现合理用能和节能提效。

《中国电业与能源》：在大力推进以数字化智能化支撑新型电力系统建设的背景下，应如何提升源网荷储协调互动水平？

袁圆：在能源数字化智能化发展进程中，要不断深化能源科技与数字化技术的交互融合，加速推进源网荷储一体化发展。

一是利用建设规划、实时运行、日常管理、天气温度等大数据，通过数字化技术对负荷需求、运营效率、输电能力等进行精准预测，从而在宏观上制定基础设施建设规划。

二是通过广泛运用数字化技术，构建电力系统大规模模型，结合弹性输电技术和多端直流网进行多种能源的快速功率互补及调配，利用不同地区气候差异、不同类型能源发电特征差异，在更大范围内实现多能互补，降低波动性随机性的影响。

三是利用新一代数字技术突破新能源技术瓶颈，在高负荷地区加快构建综合智慧零碳电厂，增强新能源消纳能力。积极推进绿能交通、绿电转换产业落地。

四是基于多层次、多尺度、高维度的数据挖掘，实现电网数据的分层分域分权协同管理，构建电网精准仿真的智能数据管理平台，动态调配优化各能源基地外送通道的输电潜力。

五是充分运用数字化智能化技术优化储能发展方式。充分发挥储电、储热、储气、储冷在规模、效率和成本方面的各自优势，实现多类储能的有机结合。利用先进数字技术推进储能聚合、储能共享等新兴业态，最大化利用储能资源，充分发挥储能的调峰、调频和备用等多重效益。

《中国电业与能源》：围绕发电企业、新型储能、虚拟电厂等电力市场主体发展需要，在数字能源生态构建中都有哪些新模式、新业态？

袁圆：数字能源生态的形成，需要运用数字化手段将发电企业、电网公司、金融机构以及用户等各个市场主体有机融合，从而形成源网荷储一体化的智慧能源系统，这一过程将不断催生新模式、新业态。

一是“源”方面的“新能源+储能”模式。在数字能源生态中，清洁化是对“源”的首要要求，随着新能源大量并网，电力系统的安全稳定受到威胁，储能就成为不可或缺的关键性资源。通过数字化技术与风光储能的深度融合，不仅能够更快推进相关储能技术的发展，而且能够推动发电端的科学规划调控。当前我国已经出现了集中式“新能源+储能”的新型源网荷储一体化发展模式，能够有效提升新能源发电收益与电力系统输出功率的稳定性。

二是“网”方面的分布式能源耦合。数字能源生态背景下，通过充分利用数字技术及智能化调控手段，能够将分布式能源、闲置储能、可控负荷等资源充分耦合，实现与电力系统的双向供电，保障电力市场供需平衡，从而形成“虚拟电厂”“共享储能”等全新业态。例如，深圳虚拟电厂管理中心通过与36家虚拟电厂聚合商企业签约，将全市5G 通信基站储能统一并网，为保障能源电力系统安全提供超过20万千瓦的快速、灵活调节能力。

三是在“荷”方面，满足用户智能交互需求。随着经济社会发展，用户智能交互需求突出，新型数字技术赋能电力系统，能够实现对用户侧海量信息全面动态分析整合，快速响应个性化需求，支撑数字能源生态在用户侧的落地实现。例如厦门积极发展新能源汽车反向充电的新业态，通过安装60千瓦直流V2G充电桩，车载动力电池能够通过充电桩向电网反向充电，使用户获取峰谷价差套利，同时保证电力稳定供应，实现用户、电网和发电企业的互利共赢。

《中国电业与能源》：请谈谈如何通过基础设施、工艺流程的数字化智能化发展，提高能源系统灵活感知和高效生产运行能力。

袁圆：通过推进数字技术与风光储等的深度融合，有助于加快电力数字化、绿色化协同发展，提升能源系统智能感知、灵活控制、智能协调能力，提高发电、变电、调度、配网等环节运营效率。

一是充分利用大数据、云计算、物联网、区块链等新一代数字技术为电力系统赋能，着力推动智能化能源系统数字技术支撑体系构建，加快配电网改造及数字化升级，全面提升能源系统电力监测、预测与协调消纳能力。

二是集中力量在智能化关键核心技术方面取得突破，以重点示范项目为依托，运用数字技术加快柔性直流输配电、新型电力系统仿真及调度运行等技术的研发、示范以及推广应用，逐步形成能源系统智能感知及调控体系。

三是推进第五代通信技术、先进算力算法、智慧城市、智慧交通等与储能技术的深度融合，提升数字化能源产品在5G基站、新能源汽车充电桩等新型基础设施领域的应用水平，逐步构建自平衡、自运行、自处理的源网荷储一体化智慧能源系统。