李睿 田士君 叢鵬偉 肖漢雄 馬莉

當(dāng)前，以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動通信、人工智能、區(qū)塊鏈（以下簡稱“大云物移智鏈”）為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu)。對于能源電力行業(yè)，數(shù)字技術(shù)與能源技術(shù)的融合應(yīng)用，將不斷推動能源電力低碳化發(fā)展、市場化變革、產(chǎn)業(yè)鏈升級、現(xiàn)代化監(jiān)管，實現(xiàn)能源革命與數(shù)字革命的融合并進，正在并將持續(xù)改變傳統(tǒng)能源格局，支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，保障我國碳達峰、碳中和目標(biāo)實現(xiàn)。

一、數(shù)字化助力能源電力低碳化發(fā)展

（一）數(shù)字化能夠有效助力能源生產(chǎn)加速清潔化

“碳達峰、碳中和”目標(biāo)下，新能源持續(xù)快速發(fā)展，并主要通過轉(zhuǎn)化為電能加以利用，預(yù)計2030年風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機規(guī)模將超過煤電，成為第一大電源，國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)范圍內(nèi)的風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量預(yù)計將達到10億千瓦以上。屆時非化石能源占一次能源消費比重也將由2020年的16%提升至25%左右。但新能源所固有的隨機性、波動性和不確定性，導(dǎo)致大規(guī)模、高比例并網(wǎng)將給電力系統(tǒng)的電力電量平衡、安全穩(wěn)定運行等方面帶來諸多風(fēng)險挑戰(zhàn)。在此背景下，數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對海量新能源設(shè)備的電氣量、狀態(tài)量、物理量、環(huán)境量、空間量、行為量的全方位監(jiān)控，并通過大數(shù)據(jù)分析與智能決策，有效提升新能源發(fā)電出力預(yù)測精度、運行調(diào)控智能水平、運行維護能力，提高新能源并網(wǎng)的友好性，確保以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。同時，利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建新能源云等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，還能夠通過對新能源發(fā)電數(shù)據(jù)科學(xué)分析和合理利用，有效促進風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電的科學(xué)規(guī)劃、合理開發(fā)、高效建設(shè)、安全運營、充分消納。

（二）數(shù)字化能夠有效助力能源消費高度電氣化

電能是清潔、高效的二次能源，在工業(yè)交通等不同領(lǐng)域和生產(chǎn)生活各個方面電能替代化石能源的廣度深度將持續(xù)擴大。預(yù)計2030年我國電能占終端能源消費比重將由2020年的27%提升至35%以上，逐步成為終端能源消費的主要品種。與此同時，電力用戶用能需求也已經(jīng)呈現(xiàn)出多元化、智能化、互動化發(fā)展趨勢。數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)終端用戶數(shù)據(jù)的廣泛交互、充分共享和價值挖掘，提升終端用能狀態(tài)的全面感知和智慧互動能力，支撐各類用能設(shè)施高效便捷接入，保障各類市場主體的互動與靈活交易，從而滿足各類客戶個性化、多元化、互動化用能需求。智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺是數(shù)字技術(shù)促進能源消費高度電氣化的典型案例。目前國家電網(wǎng)公司已經(jīng)建設(shè)形成了全球規(guī)模最大、接入充電樁數(shù)量最多、覆蓋區(qū)域最廣的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺，累計接入充電樁超過100萬個，服務(wù)近600萬電動汽車用戶，實現(xiàn)了電動汽車車主一鍵找樁、智慧充電。同時，依托智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)新綠電交易機制，有效推動了北京、浙江、重慶等試點城市車主用上了來自青海、甘肅等地的清潔電、綠色電，助推新能源汽車產(chǎn)業(yè)網(wǎng)聯(lián)化、智能化加速發(fā)展，推動了能源消費的低碳化轉(zhuǎn)型。

（三）數(shù)字化能夠有效助力能源利用日益高效化

隨著我國節(jié)能減排降耗力度不斷加大，能源綜合利用效率逐步提升。預(yù)計2030年單位GDP能耗將降至2020年的63%。電網(wǎng)連接能源生產(chǎn)和消費，作為能源轉(zhuǎn)換利用和輸送配置的樞紐平臺，在促進各類能源互通互濟、高效配置、綜合利用等方面的作用日益凸顯。數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一方面能夠助力電力系統(tǒng)實現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”各個要素可觀、可測、可控，有效提升電力系統(tǒng)運行整體效能；另一方面，也能夠發(fā)揮能源數(shù)據(jù)要素的放大、疊加、倍增效應(yīng)，支撐電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級，實現(xiàn)電熱冷氣氫的多能互補和高效利用。以國家電網(wǎng)公司為例，通過利用數(shù)字技術(shù)支撐需求側(cè)資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，在江蘇建成了世界首個大規(guī)模“源網(wǎng)荷儲”友好互動系統(tǒng)，毫秒級負(fù)荷控制能力達到310萬千瓦，實現(xiàn)了以更加靈活高效的方式保障電力安全可靠供應(yīng)。

二、數(shù)字化助力能源電力市場化變革

（一）數(shù)字化催生新興市場主體

“大物云移智鏈”等數(shù)字技術(shù)發(fā)展，使得“源網(wǎng)荷儲”雙向互動、需求側(cè)智能控制成為可能，極大地促進了分布式能源并網(wǎng)消納技術(shù)、需求響應(yīng)技術(shù)、儲能技術(shù)、電動汽車等發(fā)展。依托數(shù)字化信息通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，聚合賦能“源網(wǎng)荷儲”全要素各類分散、沉睡、可調(diào)資源，通過參與帶曲線中長期交易、現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場，為運營商、分散資源等新興市場主體提供開放共享生態(tài)，催生了虛擬電廠、微電網(wǎng)、綜合能源系統(tǒng)等新模式新業(yè)態(tài)，豐富了市場主體構(gòu)成，提升了市場活力。目前，國家電網(wǎng)公司充分利用數(shù)字技術(shù)開展“虛擬電廠運營”相關(guān)實踐，通過構(gòu)建虛擬電廠智能管控和技術(shù)支撐平臺，廣泛集聚可調(diào)節(jié)工商業(yè)、智慧樓宇、智能家居、電動汽車充電站等需求側(cè)資源，光伏電站、儲能等分布式可再生能源等供給側(cè)資源，實現(xiàn)調(diào)度、交易、用戶、供應(yīng)商等源網(wǎng)荷儲各類市場主體廣泛參與、靈活互動。

（二）數(shù)字化助力市場透明度提升

自2015年新一輪電力體制改革啟動以來，我國電力市場化建設(shè)取得了積極成效，交易規(guī)模逐年增加。隨著市場主體數(shù)量和市場化交易電量迅猛增長以及電力交易品種的不斷豐富，大量的預(yù)測、申報、出清、結(jié)算等市場數(shù)據(jù)需要向市場主體及時準(zhǔn)確披露。電力市場信息披露平臺依托數(shù)字技術(shù)，集成對外數(shù)據(jù)接口，支持市場主體通過系統(tǒng)對接方式批量獲取數(shù)據(jù)，實現(xiàn)信息披露智能化、自動化。為市場主體提供及時、準(zhǔn)確、范圍更廣、頻度更高、顆粒更細的電力市場信息，有效消除信息不對稱，促進市場主體提高交易決策水平，避免市場價格扭曲和不當(dāng)套利，保障市場主體合法權(quán)益，為建立市場化、高透明度、高效率的電力市場提供有力支撐。

（三）數(shù)字化服務(wù)綠色電力交易

區(qū)塊鏈技術(shù)具有分布式高冗余存儲、時序數(shù)據(jù)很難篡改偽造，且去中心化信用的特點，綠色電力交易平臺采用區(qū)塊鏈技術(shù)，全面記錄綠電生產(chǎn)、交易、傳輸、消費、結(jié)算等各個環(huán)節(jié)信息，充分發(fā)揮區(qū)塊鏈多點共識、防篡改、可溯源等特性，實現(xiàn)綠電交易全流程可信溯源，提高綠電消費認(rèn)證的權(quán)威性。為后續(xù)綠電市場與碳市場、綠證認(rèn)購、可再生能源消納責(zé)任權(quán)重政策的銜接，建立全國統(tǒng)一的綠色電力認(rèn)證體系等提供重要支撐。

（四）數(shù)字化服務(wù)市場監(jiān)管現(xiàn)代化

電力大數(shù)據(jù)蘊藏大量信息，具有覆蓋范圍廣、價值密度高、實施準(zhǔn)確性強等優(yōu)勢，大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)為監(jiān)管提供新工具、新手段，有利于提升監(jiān)管能力和監(jiān)管效率、大幅降低監(jiān)管成本。依托電力大數(shù)據(jù)和數(shù)字化平臺向監(jiān)管機構(gòu)提供市場監(jiān)管信息，探索與相關(guān)監(jiān)管機構(gòu)建立數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)監(jiān)管所需數(shù)據(jù)實時共享，充分發(fā)揮電力大數(shù)據(jù)監(jiān)管價值。助力監(jiān)管機構(gòu)實現(xiàn)監(jiān)管手段現(xiàn)代化。

（五）數(shù)字化服務(wù)市場主體征信評估

數(shù)據(jù)是信用量化分析的入口，交易機構(gòu)連接著市場供需雙方及售電服務(wù)方等企業(yè)，擁有市場主體的基礎(chǔ)屬性信息、全過程運營信息以及市場行為信息等，在信用信息挖掘分析方面具備天然的條件。海量的市場注冊、交易、履約及結(jié)算信息與市場主體的信用狀況密切相關(guān)?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)對這些海量信息進行挖掘及應(yīng)用分析，為開展專業(yè)化的電力市場信用信息挖掘分析提供了基礎(chǔ)，使得“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”模式下的電力市場主體信用評價成為可能，為應(yīng)對新形勢下電力市場信用風(fēng)險問題，防范電力市場主體信用風(fēng)險，以及建立相應(yīng)的信用風(fēng)險防范機制提供了重要支撐。

三、數(shù)字化助力能源電力產(chǎn)業(yè)鏈升級

（一）數(shù)字賦能產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動能源電力產(chǎn)業(yè)鏈互聯(lián)共享

傳統(tǒng)能源電力產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)之間合作固定、方式單一。數(shù)字化可以大幅度降低產(chǎn)業(yè)、企業(yè)之間的對接成本，產(chǎn)業(yè)、企業(yè)、組織、個體之間可以“任意”組合，各方發(fā)揮自身所長，優(yōu)勢互補，形成互聯(lián)互通的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，促進產(chǎn)業(yè)集群式發(fā)展，引領(lǐng)企業(yè)融通發(fā)展的互助共進格局。能源互聯(lián)網(wǎng)作為能源電力產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)平臺，數(shù)字化在其構(gòu)建過程中起到關(guān)鍵作用。以數(shù)字技術(shù)為核心的信息層是能源互聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”，打破了傳統(tǒng)的能源電力系統(tǒng)的物理壁壘，實現(xiàn)能源電力產(chǎn)業(yè)鏈的互聯(lián)互通和協(xié)同共享?！盎ヂ?lián)”是通過先進的量測系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)電、熱、冷、氣、交通的多能信息可觀、可測以及互聯(lián)，構(gòu)建多能流系統(tǒng)，為能源的管理、共享和交易提供平臺，是能源電力產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造價值的基礎(chǔ)?！肮蚕怼笔悄茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的精神，通過信息層實現(xiàn)能源資源的數(shù)據(jù)化和透明化，并將數(shù)據(jù)開放給產(chǎn)消者，盤活和優(yōu)化能源資源，推動形成能源電力產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)共建的良好環(huán)境。

（二）數(shù)字賦能改革發(fā)展，助力能源電力產(chǎn)業(yè)鏈降本提效

數(shù)字化賦能的核心是“降低成本、提升效率”。5G、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)驅(qū)動能源電力產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)實現(xiàn)更大范圍的數(shù)據(jù)資產(chǎn)共享和復(fù)用，打破產(chǎn)業(yè)鏈上下游的壁壘，推動能源電力技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，幫助能源電力產(chǎn)業(yè)鏈整體實現(xiàn)降本增效，提升我國能源電力產(chǎn)業(yè)國際競爭力。作為數(shù)字化助力能源電力產(chǎn)業(yè)鏈降本提效的典型案例，綜合能源系統(tǒng)整合了能源電力產(chǎn)業(yè)鏈上供應(yīng)端和需求側(cè)，以智慧能效管理云平臺為核心，通過多能互補的冷熱電三聯(lián)供、分布式光伏及儲能微網(wǎng)、工業(yè)余熱余壓利用等形式，有效提高能源系統(tǒng)綜合利用效率，降低用能成本。

（三）數(shù)字賦能風(fēng)險防控，保障能源電力產(chǎn)業(yè)鏈安全可靠

能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，而能源電力產(chǎn)業(yè)鏈安全是保障國家能源安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。能源電力產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào)鏈條長，跨行業(yè)信息融合度差，容易出現(xiàn)漏洞，導(dǎo)致各環(huán)節(jié)的供需風(fēng)險、市場風(fēng)險在產(chǎn)業(yè)鏈上下游傳導(dǎo)。通過數(shù)字技術(shù)，建立能源電力產(chǎn)業(yè)鏈安全預(yù)警系統(tǒng)，能夠盡早發(fā)現(xiàn)威脅能源安全的潛在因素，進而采取措施消除危險，確保能源產(chǎn)業(yè)安全可靠。安全預(yù)警系統(tǒng)依賴先進的量測系統(tǒng)與通信網(wǎng)絡(luò)收集數(shù)據(jù)和傳遞安全預(yù)警信息，也依賴機器學(xué)習(xí)模型對數(shù)據(jù)進行分析計算處理，得到能源電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)評估的預(yù)警結(jié)果。能源電力產(chǎn)業(yè)鏈涉及一次能源供應(yīng)、“源網(wǎng)荷儲”等多方主體，且碳中和目標(biāo)催生了儲能、微網(wǎng)等新興主體，以及虛擬電廠等多樣化商業(yè)模式，更需要通過數(shù)字化賦能風(fēng)險防控，健全能源電力產(chǎn)業(yè)鏈風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)。

四、數(shù)字化助力能源電力現(xiàn)代化監(jiān)管

（一）數(shù)字化將緩解監(jiān)管需求擴張與監(jiān)管力量不足的長期矛盾

隨著電力市場化改革和新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深入推進，電力市場層次逐步增加，分布式能源、綜合能源系統(tǒng)、微電網(wǎng)、儲能等新型能源市場主體廣泛接入，監(jiān)管對象種類和數(shù)量將長期快速增長。但各級能源監(jiān)管機構(gòu)的監(jiān)管力量有限，很難適應(yīng)愈發(fā)繁重的監(jiān)管任務(wù)。新型電力系統(tǒng)高度融合數(shù)據(jù)流與能源流、業(yè)務(wù)流，為破解監(jiān)管力量不足的難題提供了根本途徑。未來的電力監(jiān)管將建立在全場景、全領(lǐng)域、全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，綜合運用大數(shù)據(jù)、人工智能等先進數(shù)字技術(shù)，從多渠道收集的海量監(jiān)管信息中智能過濾有效數(shù)據(jù)，篩選線索，排查風(fēng)險，聚焦問題，實現(xiàn)非現(xiàn)場、低成本、全覆蓋的數(shù)字化監(jiān)管，使數(shù)字技術(shù)成為監(jiān)管力量的“倍增器”。

（二）數(shù)字化將促進監(jiān)管方式高效迭代創(chuàng)新，不斷科學(xué)完善

新型電力系統(tǒng)構(gòu)建將導(dǎo)致電力系統(tǒng)、電力市場的運行發(fā)展規(guī)律發(fā)生全面而深入的變化，從而使監(jiān)管規(guī)律相應(yīng)發(fā)生一系列變化，這對監(jiān)管部門認(rèn)知規(guī)律的水平提出了前所未有的高要求。在規(guī)律性認(rèn)識相對滯后的階段，先進數(shù)字技術(shù)能夠通過對現(xiàn)實數(shù)據(jù)的深度挖掘發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的潛在價值和相互聯(lián)系，由此揭示傳統(tǒng)手段難以發(fā)現(xiàn)的事物運行規(guī)律。先進數(shù)字技術(shù)能夠支撐監(jiān)管部門持續(xù)提升對能源電力系統(tǒng)運行及監(jiān)管規(guī)律的認(rèn)識水平，迭代優(yōu)化監(jiān)管方式和監(jiān)管策略，在復(fù)雜多變的形勢下維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和市場主體正當(dāng)權(quán)益，并從更加系統(tǒng)性、全局性的角度實施監(jiān)管，提升監(jiān)管決策的科學(xué)性，規(guī)避監(jiān)管負(fù)面效應(yīng)和風(fēng)險。

（三）數(shù)字化的電力監(jiān)管將更有力支撐國家治理體系

在電力數(shù)字化監(jiān)管體系逐步發(fā)展完善的過程中，監(jiān)管部門基于時間、產(chǎn)業(yè)、地域等多維度整合收集的電力數(shù)據(jù)將更加細致深入，覆蓋的場景也將進一步增加。在先進數(shù)字技術(shù)的輔助下，監(jiān)管部門將可以利用日趨廣域化、精細化的電力監(jiān)管數(shù)據(jù)管理、調(diào)控經(jīng)濟活動，促進國家治理體系完善。以碳排放管理為例，監(jiān)管部門可依托電力數(shù)據(jù)為重點行業(yè)和企業(yè)開展精準(zhǔn)畫像，實時掌握企業(yè)用能與排放情況，實現(xiàn)“碳足跡追蹤”“碳核查”“碳預(yù)警”等功能。在信用管理領(lǐng)域，監(jiān)管部門可通過能源電力行業(yè)信用信息平臺廣泛整合安全生產(chǎn)、工程建設(shè)、節(jié)能環(huán)保、企業(yè)管理等方面信息，服務(wù)市場主體誠信狀況評價，并在政務(wù)許可、信貸發(fā)放等領(lǐng)域綜合運用。

五、結(jié)語

總的來看，“大云物移智鏈”等數(shù)字技術(shù)將在能源生產(chǎn)、消費、體制、技術(shù)各領(lǐng)域深度應(yīng)用，同時也是能源電力開放合作的關(guān)鍵領(lǐng)域和重要抓手之一。推進能源電力數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型升級，能夠支撐“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略深入實施，是完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念新發(fā)展理念的迫切選擇。同時，能源電力數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型升級也能夠有力促進能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、交易、消費全鏈條的能源電力數(shù)據(jù)連接，推動供需對接、要素重組、融通創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)、精益管理、智慧服務(wù)能力，為我國能源電力行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供前所未有的發(fā)展機遇。當(dāng)前，需要重點在低碳化發(fā)展、市場化變革、產(chǎn)業(yè)鏈升級、現(xiàn)代化監(jiān)管等方面持續(xù)加強應(yīng)用場景的挖掘和重大問題的研究，保證能源電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的行穩(wěn)致遠。

注釋：

①源網(wǎng)荷儲是一種包含“電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能”整體解決方案的運營模式。源網(wǎng)荷儲可精準(zhǔn)控制社會可中斷的用電負(fù)荷和儲能資源，提高電網(wǎng)安全運行水平，可解決清潔能源消納過程中電網(wǎng)波動性等問題。