智慧電力系統(tǒng)與智慧用能2022

國(guó)京電網(wǎng)8r?rgmd[-能源開(kāi)發(fā)利用新趨勢(shì)二人工智能與電氣化三智慧電力系統(tǒng)四e智慧用能發(fā)展趨勢(shì)五有關(guān)建議230-------------1--------------------------------------------------------------------------------------1-------------'202020252030203520402045205020552060020202025203020352040204520502055206015.115.916.516.9140偵1515.12413.114-1410.111.89.817.315.(-)能源電力需求持續(xù)增長(zhǎng)2060年比目前翻一番，達(dá)到15.7-17.3萬(wàn)億千瓦時(shí)。cd在實(shí)現(xiàn)中國(guó)式現(xiàn)代化的進(jìn)程中，我國(guó)能源和電力需求將持續(xù)增長(zhǎng)。在建成社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)"兩步走"戰(zhàn)略安排下，我國(guó)經(jīng)濟(jì)卻拼賣(mài)較快發(fā)展，能源電力需求還有較大增長(zhǎng)空間。，能源消費(fèi)總量預(yù)計(jì)2030-2035年左右達(dá)峰，峰值約為60?63億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；＞電力需求預(yù)計(jì)2045年左右達(dá)飽^水平，國(guó)宗電網(wǎng)9rmduo—基準(zhǔn)情景加快綠色轉(zhuǎn)型情景我國(guó)能源消費(fèi)建星發(fā)展趨勢(shì)(發(fā)電穌法)■基準(zhǔn)情景■加快綠色轉(zhuǎn)型情景我國(guó)全社會(huì)用電11増長(zhǎng)趨勢(shì)3■媒電■氣電I核電-生物質(zhì)■常規(guī)水電■風(fēng)電■太陽(yáng)能■其他202020252030203520402045205020552060■煜電■氣電■檳電■生物質(zhì)■市規(guī)水電■風(fēng)電■太陽(yáng)帳■新肥儲(chǔ)駐■抽水其他(-)能源電力供應(yīng)不斷創(chuàng)新為滿(mǎn)足持續(xù)增長(zhǎng)的能源電力需求，必須創(chuàng)新能源電力供應(yīng),加大新能源開(kāi)發(fā)利用。一方面，實(shí)施新能源替代行動(dòng)，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿龋涣硪环矫?，?jiān)持集中式開(kāi)國(guó)宗電網(wǎng)9rmgwd發(fā)與分布式開(kāi)發(fā)并舉，積極推動(dòng)風(fēng)能、太陽(yáng)能就地就近開(kāi)發(fā)利用。＞新能源發(fā)電裝機(jī)預(yù)計(jì)2030年達(dá)17.1億干瓦左右，2060年達(dá)53.8億千瓦左右。＞新能源發(fā)電量預(yù)計(jì)2030年達(dá)2.9萬(wàn)億千瓦時(shí)左右，2060年達(dá)8.5萬(wàn)億千瓦時(shí)左右。我國(guó)發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)我國(guó)發(fā)電壬結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)4L6000目亍綺域25.7%JJt59.8H1800160014001200節(jié)約的能源是最好的能源，在全面節(jié)約戰(zhàn)略下我國(guó)能源效率將持續(xù)提升，也將助力"雙碳"目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。隨著用能技術(shù)突破升級(jí)、電氣化水平提升、能源管理能力增強(qiáng)，預(yù)計(jì)我國(guó)合成氨、in水泥、乙烯等主要工業(yè)產(chǎn)品單耗2035年前后接近或達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。在節(jié)能降碳方面，預(yù)計(jì)2020-2030年可湖E二氧化碳29億噸以上，其中地減排占比約60%。2010201120122013201420152016201720182019職群38丄詬實(shí)舟ooggoo8642?、?*根出tt?cg<5,?**??e<c20202030年我國(guó)分領(lǐng)域節(jié)能降礦占比5能源利用方式持續(xù)變革隨著用能技術(shù)的不斷創(chuàng)新與突破，能源利用新方式也不斷涌現(xiàn)。在交通領(lǐng)域，大容量智能化K電氣化交通、氫燃料電池汽車(chē)等新興交通工具快速發(fā)展；在建筑領(lǐng)域，零碳建筑、零能耗建筑、光伏建筑一體化等開(kāi)始推廣；在工業(yè)領(lǐng)域，智能工業(yè)機(jī)器人、電氣化新型生產(chǎn)設(shè)備以及基于大數(shù)據(jù)和人工智能的園區(qū)綜合能源管理系統(tǒng)廣泛推廣。建筑領(lǐng)域新型能源利用技術(shù)包括太陽(yáng)能建筑光好f化系統(tǒng),智能照明系統(tǒng)、混合源投制系統(tǒng)、能源管理和分析系統(tǒng)等.建筑領(lǐng)域能源利用方式變革202020252030203520402045205020552060■■氯範(fàn)總需求?一電制數(shù)占比預(yù)汁2030年，氯臨總需求星達(dá)0.37億噸，電制至占比達(dá)10%左右;2060年氫能總需求呈達(dá)03乙噸，電制氫占比80%左右.気能需求和電制氫占比!6（五）電氣化水平不斷提升在各領(lǐng)域電氣化設(shè)備日益成熟以及相應(yīng)市場(chǎng)推廣機(jī)制逐步健全的推動(dòng)下，未來(lái)電能占終端能源消9'費(fèi)比重將顯著提升?？紤]綠色低碳科技創(chuàng)新的持續(xù)推進(jìn)以及能源市場(chǎng)化改革的深入開(kāi)展，未來(lái)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域?qū)⑸钊雽?shí)施電能替代，推動(dòng)全社會(huì)電氣化水平持續(xù)提升。預(yù)計(jì)2030年電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到35%?37%,2060年超過(guò)62%,電能作為終端能源消費(fèi)主體的地位持續(xù)鞏固。2020~2060年我國(guó)終端電氣化水平預(yù)測(cè)交通領(lǐng)域電能替代場(chǎng)景一港口岸電系統(tǒng)3國(guó)京電網(wǎng)srwrgmd一能源開(kāi)發(fā)利用新趨勢(shì)二人工智能與電氣化三智慧電力系統(tǒng)四，智慧用能發(fā)展趨勢(shì)五有關(guān)建議8(-)第四次工業(yè)革命已經(jīng)到來(lái)國(guó)宗電冋8TKTTCMD繼蒸汽、電力,計(jì)算機(jī)為代表的前三次工業(yè)革命以后，以人工智能等為代表的第四次工業(yè)革命已然到來(lái)。人類(lèi)歷史上已出現(xiàn)過(guò)三次工業(yè)革命，都對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了不可估量的顛覆性影響；隨著以人工智能、新材料、圍以現(xiàn)實(shí)、量子信息等技術(shù)為代表的第四次工業(yè)革命到來(lái)，人類(lèi)的生產(chǎn)生活方式將發(fā)生根本性巨變?！龆?>!?■??次工業(yè)?,人■■■■―?:：—:EE9(-)人工智能與電氣化正深刻改變社會(huì)人工智能與電氣化交互融合，加之云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)助力，正在從根本上全面加速1:1改造不同領(lǐng)域的面貌。人工智能與電氣化已開(kāi)始廣泛影響工業(yè)制造、交通、辦公、醫(yī)療、家居生活等經(jīng)濟(jì)社會(huì)各個(gè)方面，推動(dòng)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)生變革性的產(chǎn)業(yè)升級(jí)、不斷改善人們的生活質(zhì)量。智慧醫(yī)療利用最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)醫(yī)療信息管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)患苫與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)枸.醫(yī)療0務(wù)之間的智能化、遠(yuǎn)程化、精準(zhǔn)化吒動(dòng)。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、自動(dòng)控制■移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，提升交通系統(tǒng)運(yùn)行效率和管理水平，實(shí)現(xiàn)便捷高效出行。融合工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化制造等.實(shí)施仝面數(shù)字化管理，助推制造業(yè)向高端化、數(shù)字化、綠色化、服務(wù)化發(fā)展C聚焦辦公業(yè)務(wù)場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)智能協(xié)作、智能會(huì)務(wù)、智能審核等;面向辦公環(huán)境智能化，實(shí)現(xiàn)智能門(mén)禁.號(hào)勤.燈光、冋絡(luò)等?；诖髷?shù)據(jù)分析、云計(jì)算,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等,將家電控制、環(huán)境監(jiān)控、影音娛樂(lè)等功能白.機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)便捷、髙效，個(gè)性化生活C智慧辦公智慧生活(=)人工智能與電氣化相伴相隨.相互促進(jìn)國(guó)宗電冋9rmemo人工智能的發(fā)展既要基于電能，又能促進(jìn)更廣泛的電氣化。一方面，電氣化促進(jìn)能源系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的深度融合，為人工智能的應(yīng)用提供必要的基礎(chǔ)；另一方面，隨著人工智能在諸多領(lǐng)域的應(yīng)用，其為生產(chǎn)生活帶來(lái)的巨大便利必將促進(jìn)各行各業(yè)主動(dòng)提升電氣化水平。以電氣化智能場(chǎng)景為例，智能制造、智慧交通、智能樓宇、智慧農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)必須基于各領(lǐng)域裝備的電氣化，而智能場(chǎng)景的推廣又必將促進(jìn)電氣化水平提升。電氣化11（四）人工智能將有力推動(dòng)能源革命!1!人工智能將推動(dòng)能源消費(fèi)、曜.技術(shù)，體制革命，助力新型能源體系建設(shè)。隨著能源行業(yè)由信息化向智能化邁進(jìn)，將逐步呈現(xiàn)出新能源占比不斷提升、用能綠色高效程度不斷加深、智慧能源技術(shù)及產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展、能源智能交易體系不斷健全朝面貌，體現(xiàn)岀"清i吉低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)“等重要特征型。2電網(wǎng)企業(yè)M企業(yè)科硏機(jī)構(gòu)IMMOOxM中心12國(guó)京電網(wǎng)srwrgmd一，能源開(kāi)發(fā)利用新趨勢(shì)二人工智能與電氣化I=｝智慧電力系統(tǒng)四智慧用能發(fā)展趨勢(shì)五有關(guān)建議13（一）傳統(tǒng)電力系統(tǒng)正向智慧電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變j:an智慧電力系統(tǒng)延續(xù)了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡和物理網(wǎng)架互聯(lián)互通互濟(jì)等特征，但為應(yīng)對(duì)不可控、強(qiáng)隨機(jī)性新能源占比持續(xù)提升，將由信息化向智慧化轉(zhuǎn)變：智能感知發(fā)電變化、用電需求以及頻率、電壓、價(jià)格信號(hào)，通過(guò)智能自我調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)平衡。在電網(wǎng)形態(tài)方面，廣域與局域電網(wǎng)并存；在系統(tǒng)運(yùn)行方面，廣域協(xié)同和局域自平衡同在；在互動(dòng)調(diào)節(jié)方面,負(fù)荷側(cè)巨動(dòng)和監(jiān)控能力極大增強(qiáng)。溢編智E智弒電力系統(tǒng)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、玄持向是機(jī)等機(jī)BS學(xué)習(xí)模型ISS95荷和新能源發(fā)用預(yù)測(cè)精度，14(-)電網(wǎng)形態(tài)將呈現(xiàn)廣域和局域電網(wǎng)并存的新格局廣ta電網(wǎng)和局域電網(wǎng)相互支撐.與為補(bǔ)充，共同形成立體蜂窩狀結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)大規(guī)模集中式新能源和量大面廣分布式能源的發(fā)展。一方面，廣域電網(wǎng)仍將是保障電力供給的主體，是實(shí)現(xiàn)能源大范圍優(yōu)化配置的基礎(chǔ)網(wǎng)架；另一方面，局域電網(wǎng)內(nèi)部源網(wǎng)荷儲(chǔ)各要素一體化運(yùn)行，既可以接入廣域電網(wǎng)高效運(yùn)行，又能夠以最大負(fù)荷的一定比例獨(dú)立運(yùn)行一定時(shí)間，有^于分布式新能源櫛者能設(shè)備的并網(wǎng)。多元主體參與.多要素協(xié)同、以用戶(hù)為中心的運(yùn)行特征催生大昜新型市場(chǎng)主體，廣域和局域姑合的電網(wǎng)形態(tài)更好地適應(yīng)這7化.15（三）調(diào)度運(yùn)行同時(shí)實(shí)現(xiàn)廣域協(xié)同和局域自平衡電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行模式將從基于專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)制定可行調(diào)度決策，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)智能形成最優(yōu)運(yùn)行決策，通過(guò)人工智能優(yōu)化管理電力電量，實(shí)現(xiàn)廣域協(xié)同與局域自平衡。一方面，發(fā)揮大電網(wǎng)余缺互濟(jì)、備用共享優(yōu)勢(shì)，通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)提高廣域計(jì)算能力；另一方面，采用局域電網(wǎng)主動(dòng)化、智能化調(diào)節(jié)運(yùn)行技術(shù)，基本保證局域電網(wǎng)自身用能需求，實(shí)現(xiàn)自我平衡和自我管理。行MS梁構(gòu)基于人T智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)知識(shí)自動(dòng)發(fā)"智能機(jī)器調(diào)現(xiàn).管理和在st峋宦/仔EHiiR圖譜向㈤女魂r.貝tn丄成精細(xì)規(guī)則1辻呈知點(diǎn)土成仿:云軻R分布式生成彷豈大數(shù)e:關(guān)縫iftrtn白勻發(fā)RaQ電式海逸法電網(wǎng)層級(jí)結(jié)構(gòu)下隨看分布式電源、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等的發(fā)展,有源債電網(wǎng)的自平衡成為必然要求.16（四）電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)和監(jiān)控能力極大增強(qiáng)f1智能化電力設(shè)備的普及將提升電力系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)側(cè)信息的感知水平和對(duì)設(shè)備的控制能力，從而增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力以及極端情況下的管理能力。在先逬智能裝置、現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)支撐下，智能化電力設(shè)備將具備環(huán)境感知、自我管理、協(xié)同控制執(zhí)行等功能，支撐電力系統(tǒng)全業(yè)務(wù)信::息感知、全環(huán)節(jié)協(xié)同控制、全過(guò)程在線(xiàn)決策，增強(qiáng)對(duì)極端情況的預(yù)警、處置、恢復(fù)等能力。電動(dòng)汽車(chē)贛寸智能充電決策更好響應(yīng)系統(tǒng)需求,實(shí)現(xiàn)”互動(dòng)靈活?安全可靠”響應(yīng).據(jù)《車(chē)網(wǎng)互動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)及政策體系》報(bào)吿，預(yù)計(jì)2030、2060年電動(dòng)乘用車(chē)可分別達(dá)8200萬(wàn)輛、5億晚數(shù)字化,信息化,智能化逬程將有力推動(dòng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)體化程反,為慮擬電「等體化形式引入新特作及新鹿用.據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)估貰，2025年,虛擬電廠的投資建設(shè)市場(chǎng)規(guī)槿將超過(guò)300億元，運(yùn)宮市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到％8億元.17二I》人工智能與電氣化三智慧電力系統(tǒng)四，智慧用能發(fā)展趨勢(shì)五有關(guān)建議18未來(lái)用能將實(shí)現(xiàn)節(jié)約用能、綠色用能、經(jīng)濟(jì)用能的高度統(tǒng)一，即用能本身即為高效、清潔、成本最優(yōu)。隨著人工智能持續(xù)賦能以電為中心、以電網(wǎng)為平臺(tái)、以能源綜合利用為方向的用能系統(tǒng)，能源利用將逐步達(dá)到實(shí)時(shí)綜合效率高、清潔水平高、經(jīng)濟(jì)效益高的狀態(tài)。提升能效水平促逬清潔發(fā)展是誦過(guò)提升能效曉低能源總星，二是第一階段第二階段第三階段，■化e化數(shù)鋸采集傳輸能滙系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)埋：一是利用高效用能設(shè)備,二是利用多能互補(bǔ),三是利用管理節(jié)能典型場(chǎng)景：矯泵.需求響應(yīng)、用鴕分析與診斷等數(shù)據(jù)集威席合蛇源系飩郵茵構(gòu)數(shù)據(jù)分析處理能源系垸優(yōu)化控制機(jī)理：一是提升分布式新能源開(kāi)發(fā)利用水平，二是就靈活性資源.三是實(shí)施清潔替代典型ii累：分布式光伏,餡能.電供冷格降低用能成本機(jī)理通過(guò)合同能源管理罟模式.帑助用盧降低用能成司典型場(chǎng)景：節(jié)能設(shè)備改造.余能利用等19(-)智慧感知電網(wǎng)狀態(tài)及價(jià)格信號(hào)1:1智慧用能設(shè)備將自動(dòng)跟蹤電網(wǎng)頻率電壓變化、感知分析價(jià)格信號(hào)，自動(dòng)組織用能行為，既支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、又促使自身用能成本下降。一方面，用能設(shè)備智能感應(yīng)電網(wǎng)頻率電壓變化，直接或通過(guò)負(fù)荷聚合商提供調(diào)頻、調(diào)壓等服務(wù)，支撐電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面，用能設(shè)備可根據(jù)分時(shí)電價(jià)、階梯電價(jià)等智能調(diào)整自身用電行為，圈氐用能成本。20國(guó)京電同STJOTCUD(=)實(shí)現(xiàn)以電為中心的多能高效利用術(shù)的推廣應(yīng)用又能進(jìn)一^提升能源利用效率。以龜為中心夠合能源系統(tǒng)終端用能系統(tǒng)將呈現(xiàn)以電為中心、多種能源協(xié)同優(yōu)化利用模式，輔以能量梯級(jí)利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效用能。一方面，智慧電力系統(tǒng)支撐下的綜合能源系統(tǒng)，能夠依托智能管控平臺(tái)克服傳統(tǒng)單一能源的局限性，通過(guò)多能協(xié)同優(yōu)化來(lái)有效提高能源綜合利用效率；另一方面，多樣化能量梯級(jí)利用技（四）電能利用更加智慧化和綠色化!1!國(guó)宗電網(wǎng)8IXTTGMD電能將成為智慧生產(chǎn)生活的關(guān)鍵能