山西復(fù)興能源研究院：2023數(shù)字能源發(fā)展白皮書

數(shù)字能源發(fā)展白皮書2023數(shù)字能源發(fā)展白皮書數(shù)字能源，一個(gè)以數(shù)字技術(shù)構(gòu)建高效、清潔、經(jīng)濟(jì)、安全的現(xiàn)代能源體系，正在成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的核心動(dòng)能。世界經(jīng)濟(jì)秩序的改變和發(fā)展，從模式變革和目標(biāo)方向看，綠色低碳數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)成為共同行動(dòng)。中國(guó)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)對(duì)世界的承諾與宣示，能源革命的試點(diǎn)、實(shí)踐及成果證明：數(shù)字能源以強(qiáng)勁的數(shù)字化功能和高度的產(chǎn)業(yè)融合技術(shù)，推動(dòng)著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新興產(chǎn)業(yè)快速高質(zhì)量發(fā)展。能源革命的是人類社會(huì)文明進(jìn)步的標(biāo)志，更是應(yīng)對(duì)全球生態(tài)危機(jī)危機(jī)的必由之路。數(shù)字能源將能源產(chǎn)業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字技術(shù)有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)了能源品類的跨越和邊界突破，使能源綜合管理和能源資產(chǎn)利用效率、運(yùn)營(yíng)服務(wù)得到了提升，成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和綠色低碳發(fā)展的基礎(chǔ)底座和能源續(xù)航池?！稊?shù)字能源發(fā)展白皮書》立足我國(guó)能源數(shù)字化發(fā)展的機(jī)遇環(huán)境、認(rèn)知內(nèi)涵、核心技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)景、發(fā)展趨勢(shì)及建議等方面做一簡(jiǎn)要系統(tǒng)梳理和分析，以進(jìn)一步提升我國(guó)數(shù)字能源發(fā)展的科學(xué)性、系統(tǒng)性、前沿性、應(yīng)用性，推進(jìn)數(shù)字能源在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮更大更好的作用。數(shù)字能源發(fā)展白皮書數(shù)字能源發(fā)展白皮書編寫人員1.機(jī)遇環(huán)境篇 11.1數(shù)字能源發(fā)展的機(jī)遇 11.2數(shù)字能源發(fā)展的目標(biāo) 21.3數(shù)字能源發(fā)展的挑戰(zhàn) 32.核心技術(shù)篇 52.1數(shù)字能源的關(guān)鍵技術(shù) 52.1.1數(shù)字能源優(yōu)化配置規(guī)劃技術(shù) 52.1.2數(shù)字能源多能流互補(bǔ)控制技術(shù) 62.1.3數(shù)字能源計(jì)量監(jiān)測(cè)及信息交互技術(shù) 2.2數(shù)字能源的裝備技術(shù) 2.2.1多能源形態(tài)相互高效轉(zhuǎn)換設(shè)備 2.2.2儲(chǔ)能技術(shù) 2.2.3電力電子關(guān)鍵設(shè)備 2.2.4能源綜合管理系統(tǒng) 2.3數(shù)字能源集成應(yīng)用技術(shù) 2.3.1新能源發(fā)電 2.3.3能源互聯(lián)網(wǎng) 2.3.4需求側(cè)響應(yīng)技術(shù) 1數(shù)字能源發(fā)展白皮書2.3.5虛擬電廠技術(shù) 2.3.6智能建筑 2.3.7清潔能源汽車 2.4數(shù)字孿生技術(shù) 2.4.1大數(shù)據(jù)分析技術(shù) 2.4.2文本挖掘技術(shù) 2.4.3知識(shí)圖譜技術(shù) 3.1農(nóng)村綜合能源供暖系統(tǒng) 3.2智慧綜合能源系統(tǒng) 3.3局域能源互聯(lián)網(wǎng) 3.4智慧能源管控系統(tǒng) 3.5綜合智慧生態(tài)系統(tǒng) 4.1數(shù)字能源的發(fā)展歷程 4.2數(shù)字能源發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化互聯(lián)網(wǎng) 4.2.1數(shù)字能源整體推進(jìn)路徑 4.2.2數(shù)字能源區(qū)域?qū)嵤┞窂?4.3數(shù)字能源賦能 4.3.1數(shù)字能源賦能研究 4.3.2數(shù)字能源賦能現(xiàn)狀 4.3.3數(shù)字能源賦能重點(diǎn)措施研究 6.結(jié)束語(yǔ) 數(shù)字能源發(fā)展白皮書1.1數(shù)字能源發(fā)展的機(jī)遇2020年9月，我國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣示："二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”目標(biāo)，昭示著一場(chǎng)全面深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)變革拉開帷幕。而“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的焦點(diǎn)，必然集聚在能源轉(zhuǎn)型與變革上，能源數(shù)字化成為迫切需求和社會(huì)共識(shí)。以能源數(shù)字化賦能為目的“數(shù)字能源”雛形，在國(guó)際上早有成功先例。1986年成立于美國(guó)的FleetCor,通過(guò)向商業(yè)車隊(duì)出售可跨地域享受連鎖服務(wù)和優(yōu)惠價(jià)格的通用加油卡，打通了能源消費(fèi)產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，為用戶提供支付與數(shù)字化解決方案。截至2021年6月28日，F(xiàn)leetCor已經(jīng)將自身業(yè)務(wù)拓展到全球100多個(gè)國(guó)家，總市值達(dá)到212.61億美元。成為能源數(shù)字化的標(biāo)桿。相對(duì)于美國(guó)能源數(shù)字化發(fā)展過(guò)程來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)廣闊的能源市場(chǎng)和堅(jiān)實(shí)的數(shù)字化基礎(chǔ)，使得數(shù)字能源發(fā)展呈現(xiàn)出起點(diǎn)高、發(fā)展快、需求旺等特點(diǎn)，具有更加充分的條件和空間?！瘘c(diǎn)高，廣闊的市場(chǎng)和堅(jiān)實(shí)的數(shù)字基礎(chǔ)。我國(guó)是全球能源第一大國(guó)，能源消耗約占全球的20%。2020年，中國(guó)社會(huì)零售總額39.2萬(wàn)億，其中，能源零售約為3.5萬(wàn)億，占比9%,領(lǐng)銜零售行業(yè)，市場(chǎng)空間廣闊。我國(guó)數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)直接跳過(guò)了“卡時(shí)代”,進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)支付時(shí)代。2020年，在疫情沖擊和全球經(jīng)濟(jì)下行的疊加影響下，我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)依然保持9.7%的高位增長(zhǎng)，整體規(guī)模達(dá)39.2萬(wàn)億元，占GDP的比重由2015年的27%提升至38.6%?！l(fā)展快，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加快數(shù)字能源發(fā)展步伐。我國(guó)正從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)快速邁進(jìn)，能源行業(yè)數(shù)字化的步伐隨著5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)以及區(qū)塊鏈等技術(shù)的發(fā)展不斷加快，互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合進(jìn)一步加速了能源數(shù)字化平臺(tái)的發(fā)展，數(shù)字能源孕育著新變革。綠色交通、建筑、制造和零碳智慧城市建設(shè)等，給數(shù)字能源及服務(wù)提出更高更快的發(fā)展要求?！枨笸M(fèi)市場(chǎng)催生數(shù)字能源發(fā)展空間。數(shù)字能源發(fā)展白皮書目前，我國(guó)能源消費(fèi)市場(chǎng)的主流是化石能源。據(jù)工信部統(tǒng)計(jì)，2020年汽車總保有量為2.81億輛，每千人汽車保有率達(dá)到199輛，相比發(fā)達(dá)國(guó)家每千人保有500至600輛汽車的數(shù)據(jù)，距理論峰值仍有較大提升空間。隨著我國(guó)新能源汽車等的快速發(fā)展，能源消費(fèi)市場(chǎng)需求將更加旺盛，數(shù)字能源將推動(dòng)能源消費(fèi)變革，重塑社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活方式。2023年3月28日，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》,以推動(dòng)數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度融合，加強(qiáng)傳統(tǒng)能源與數(shù)字化智能化技術(shù)相融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，釋放能源數(shù)據(jù)要素價(jià)值潛力。這是黨的二十大提出“推動(dòng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)融合集群發(fā)展，構(gòu)建新一代信息技術(shù)、人工智能等一批新的增長(zhǎng)引擎，加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群”以來(lái)，國(guó)家對(duì)數(shù)字能源發(fā)展的政策措施。圍繞數(shù)字能源發(fā)展，許多省市發(fā)布了數(shù)字能源發(fā)展計(jì)劃，如杭州、深圳；在數(shù)智賦能，重構(gòu)能源技術(shù)生態(tài)及推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型方面，我國(guó)能源革命先行省山西省太原市、長(zhǎng)治市等，都立足地域發(fā)展要求，做出了前瞻性的工作。正如國(guó)家能源局指出：我國(guó)正處于加快數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的重要機(jī)遇期?！蛾P(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》的目標(biāo)正是要在這個(gè)機(jī)遇期奮力推動(dòng)數(shù)字技術(shù)真正融入能源產(chǎn)、運(yùn)、儲(chǔ)、銷、用各環(huán)節(jié)，構(gòu)筑能源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)數(shù)字化智能化創(chuàng)新應(yīng)用體系，推動(dòng)能源系統(tǒng)運(yùn)行和管理模式向全面標(biāo)準(zhǔn)化、深度數(shù)字化和高度智能化加速轉(zhuǎn)變，帶動(dòng)能源系統(tǒng)新能源比例的提升和全要素生產(chǎn)率的提高，實(shí)現(xiàn)能源發(fā)展的質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革，支撐能源行業(yè)提質(zhì)增效和碳排放“雙控”。數(shù)字能源發(fā)展的機(jī)遇期，數(shù)字技術(shù)在能源領(lǐng)域的作用日益凸顯，能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定提升、資源配置效率優(yōu)化，以及能源智能化改造市場(chǎng)需求、數(shù)字化能源平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將帶動(dòng)更多綠色發(fā)展機(jī)遇和新經(jīng)濟(jì)高地誕生。1.2數(shù)字能源發(fā)展的目標(biāo)在“雙碳”目標(biāo)的指引下，我國(guó)能源數(shù)字化、智能化、低碳化正加速發(fā)展。以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革，推動(dòng)能源行業(yè)低碳綠色發(fā)展、構(gòu)建安全高效的能源體系已成為能源行業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)字能源發(fā)展的目標(biāo)集中體現(xiàn)在以下方面：——以數(shù)字科技構(gòu)建新型能源體系。2022年3月，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局發(fā)布《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》,提出要“加快能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化智能化升級(jí)”“增強(qiáng)能源科技創(chuàng)新能力”“完善能源科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系”等要點(diǎn)，進(jìn)一步完善了數(shù)字能源的發(fā)展目標(biāo)；2022年4月，國(guó)家能源局和科技部進(jìn)一步發(fā)布《“十四五”數(shù)字能源發(fā)展白皮書能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》,將“能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)”列入重點(diǎn)任務(wù)，提出聚焦新一代信息技術(shù)和能源融合發(fā)展，推動(dòng)煤炭、油氣、電廠、電網(wǎng)等傳統(tǒng)行業(yè)與數(shù)字化、智能化技術(shù)深度融合；2023年3月，黨中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》提出，推動(dòng)數(shù)字技術(shù)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、金融、教育、醫(yī)療、交通、能源等重點(diǎn)領(lǐng)域，加快數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。2023年3月28日，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》,進(jìn)一步確立了以數(shù)字科技構(gòu)建新型能源體系的目標(biāo)。——實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)的清潔低碳轉(zhuǎn)型。目前，全球能源正在向高效、清潔、多元化的方向加速轉(zhuǎn)型，可再生能源將成為未來(lái)能源消費(fèi)的主力軍。隨著新能源占比不斷增加，太陽(yáng)能、光伏、風(fēng)力等發(fā)電領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展，能源生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)將持續(xù)優(yōu)化，化石能源消費(fèi)總量要逐步減少。數(shù)字能源將聚力在發(fā)展清潔能源和傳統(tǒng)能源低碳數(shù)字化轉(zhuǎn)型上。如：華為專門成立了華為數(shù)字能源公司，其愿景是發(fā)展清潔能源與推動(dòng)傳統(tǒng)能源數(shù)字化雙輪驅(qū)動(dòng)?！詳?shù)字科技推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。以大數(shù)據(jù)和人工智能為代表的先進(jìn)數(shù)字科技突飛猛進(jìn)，與我國(guó)能源稟賦和國(guó)情緊密結(jié)合構(gòu)建的新型能源體系，將數(shù)字科技與能源生產(chǎn)、傳輸、與消費(fèi)深度融合，推動(dòng)能源行業(yè)朝清潔、低碳、安全、高效方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，這是我國(guó)能源安全與雙碳目標(biāo)達(dá)成的關(guān)鍵。我國(guó)煤電和新能源規(guī)模均為全球最大，以數(shù)字科技實(shí)現(xiàn)煤電與新能源協(xié)同，能夠有效提升綠能上網(wǎng)電量，有效降低煤炭使用量，規(guī)?；瘻p少碳排放量，這是我國(guó)能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路?！獦?gòu)建綠色低碳工業(yè)體系和居民綠色化消費(fèi)習(xí)慣。在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)過(guò)程中，作為耗能排放大戶，傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)減碳脫碳的需要，正在推動(dòng)綠色工業(yè)體系建立，從而實(shí)現(xiàn)碳排放“雙控”。以行業(yè)龍頭企業(yè)為依托、碳中和為目標(biāo)，通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制構(gòu)建互惠互利、合作共贏的產(chǎn)業(yè)鏈上下游利益共同體，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同效應(yīng)，推動(dòng)構(gòu)建綠色低碳新型工業(yè)體系，是數(shù)字能源的重要目標(biāo)；同時(shí)，城市居民低碳理念的普及與踐行也是重要目標(biāo)，居民綠色消費(fèi)習(xí)慣重構(gòu)和養(yǎng)成，是不可忽視的數(shù)字能源發(fā)展目標(biāo)。1.3數(shù)字能源發(fā)展的挑戰(zhàn)作為新興行業(yè)，數(shù)字能源的發(fā)展當(dāng)前既是機(jī)遇期，也是探索期，面臨著的挑戰(zhàn)和難題也在不斷更新變化，產(chǎn)業(yè)壁壘和市場(chǎng)機(jī)制的挑戰(zhàn)是無(wú)法回避的難題，降低能源活動(dòng)的碳排放量是核心關(guān)鍵。5數(shù)字能源發(fā)展白皮書具體來(lái)說(shuō)，數(shù)字能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)主要有：——數(shù)據(jù)壁壘的挑戰(zhàn)。在能源電力管理結(jié)構(gòu)里，系統(tǒng)型結(jié)構(gòu)不明顯，數(shù)據(jù)掌握在不同的部門，數(shù)字化的效益難以充分顯現(xiàn)。同時(shí)，由于能源大數(shù)據(jù)的管理缺少國(guó)家級(jí)、行業(yè)級(jí)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，能源大數(shù)據(jù)的開發(fā)利用尚未健全，規(guī)范的法律制度以及能源企業(yè)主動(dòng)開放共享自身數(shù)據(jù)的動(dòng)力不足，相關(guān)機(jī)制不完善等，使我國(guó)能源大數(shù)據(jù)的匯聚與融通仍然處于初級(jí)階段?！獌r(jià)值理念的沖突。傳統(tǒng)能耗企業(yè)轉(zhuǎn)型改造，包括傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)、油氣公司、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商等，從自身利益的角度出發(fā)，對(duì)于數(shù)字能源缺乏積極性；同時(shí)，因?yàn)榱?xí)慣于重資產(chǎn)投資運(yùn)營(yíng)，對(duì)于培育快速迭代、靈活互動(dòng)的數(shù)字化業(yè)務(wù)所需要的敏捷性文化和組織管理模式難以落實(shí)，因此，由于對(duì)數(shù)字能源價(jià)值理念的認(rèn)知，難以適應(yīng)市場(chǎng)變化無(wú)法積極參與數(shù)字能源轉(zhuǎn)型?！袌?chǎng)機(jī)制的挑戰(zhàn)。能源交易與整合是數(shù)字能源經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的重要陣地。目前，我國(guó)能源市場(chǎng)機(jī)制尚不成熟，在一定程度上影響了數(shù)字能源新產(chǎn)品和新服務(wù)的快速推廣與應(yīng)用?！\(yùn)營(yíng)規(guī)范的挑戰(zhàn)。隨著數(shù)字能源的興起和發(fā)展，新型的數(shù)字能源企業(yè)和服務(wù)性企業(yè)也如雨后春筍般誕生，特別是一些缺乏科技創(chuàng)新能力、以項(xiàng)目中介服務(wù)為主業(yè)的商家，致使數(shù)字能源發(fā)展參與者不斷涌入，行業(yè)參差不齊，無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)激烈，必然使數(shù)字能源企業(yè)和服務(wù)企業(yè)規(guī)范運(yùn)營(yíng)受到?jīng)_擊和影響。數(shù)字能源發(fā)展白皮書2.1數(shù)字能源的關(guān)鍵技術(shù)2.1.1數(shù)字能源優(yōu)化配置規(guī)劃技術(shù)數(shù)字能源優(yōu)化配置規(guī)劃技術(shù)要求能夠統(tǒng)籌兼顧、因地制宜地協(xié)調(diào)一定能源區(qū)域內(nèi)的各種能源資源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水資源、燃?xì)赓Y源、煤炭等，在規(guī)劃階段，分析資源開發(fā)利用的具體模式，結(jié)合區(qū)域內(nèi)鐵路網(wǎng)、燃?xì)夤?yīng)網(wǎng)絡(luò)、供熱網(wǎng)絡(luò)的整體情況，確定光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電、傳統(tǒng)煤電的容量及選址，設(shè)計(jì)相應(yīng)的能源規(guī)劃方案及系統(tǒng)運(yùn)行方案，通過(guò)模型測(cè)算保證規(guī)劃的合理性、可靠性，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)、鐵路網(wǎng)系統(tǒng)、油氣網(wǎng)系統(tǒng)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，規(guī)劃模型研究，基于現(xiàn)有的智能電網(wǎng)規(guī)劃模型為基礎(chǔ)進(jìn)一步延伸，以模型為依據(jù)構(gòu)建軟件平臺(tái)和信息處理分析系統(tǒng)。以微網(wǎng)數(shù)字能源優(yōu)化配置為例：微網(wǎng)優(yōu)化配置是以用戶所處地理位置、資源稟賦、用戶供能需求、電網(wǎng)數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，結(jié)合不同分布式電源工作物理特性，控制策略和系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，來(lái)確定微網(wǎng)元件類型和容量，使微網(wǎng)系統(tǒng)盡可能工作在理想的匹配狀態(tài)下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保性等方面的優(yōu)化。收集整理自然資源、地理數(shù)據(jù)、負(fù)荷需求和系統(tǒng)的成本費(fèi)用等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為后續(xù)搭建優(yōu)化配置模型做準(zhǔn)備；搭建微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)元件的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模型和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模型；同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求或用戶需要，設(shè)定不同的優(yōu)化配置目標(biāo)(經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性等)和約束條件(系統(tǒng)元件自身、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)等約束);從而得到包括系統(tǒng)組成和元件容量的優(yōu)化配方案結(jié)果，以及相應(yīng)的指標(biāo)評(píng)價(jià)參數(shù)；針對(duì)影響優(yōu)化配置結(jié)果的多種不確定性因素進(jìn)行靈敏度分析，分析其對(duì)系統(tǒng)重要指標(biāo)的影響程度，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供更好的應(yīng)對(duì)措施。優(yōu)化配置技術(shù)路線圖如下圖所示。其中，評(píng)價(jià)指標(biāo)大致可以分為技術(shù)性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)、環(huán)保性指標(biāo)。技術(shù)性指標(biāo)通過(guò)年負(fù)荷容量缺失率來(lái)反映，主要衡量系統(tǒng)供電的可靠性，其數(shù)值越大代表系統(tǒng)供電可靠性越高，同時(shí)該指標(biāo)作為約束條件之一，影響系統(tǒng)優(yōu)化配置方案的設(shè)計(jì)。經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要反映微網(wǎng)在不同系統(tǒng)組成和元件容量下運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)生命周期成本值來(lái)反映，生命周期成本越小代表系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性越好，主要考慮元件初始安裝成本、置換成本、運(yùn)維成本、燃料費(fèi)用、購(gòu)售電費(fèi)用、排放處罰、項(xiàng)目終止時(shí)設(shè)備殘值等。環(huán)保性指標(biāo)是用來(lái)衡量系統(tǒng)環(huán)境效益的優(yōu)劣，主要考慮可再生能源滲透率和污染氣負(fù)荷需求(電負(fù)荷、冷熱負(fù)荷等)微電網(wǎng)類型(井網(wǎng)型、離負(fù)荷需求(電負(fù)荷、冷熱負(fù)荷等)微電網(wǎng)類型(井網(wǎng)型、離網(wǎng)型)地理數(shù)據(jù)(經(jīng)緯度、海拔、地面反射等)能、氣溫等)圖2.1微網(wǎng)多種能源優(yōu)化配置規(guī)劃2.1.2數(shù)字能源多能流互補(bǔ)控制技術(shù)能源互聯(lián)網(wǎng)是多能源網(wǎng)絡(luò)的耦合，這表現(xiàn)在能源網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之間的相互耦合，同時(shí)也包括網(wǎng)絡(luò)能量流動(dòng)之間的互補(bǔ)協(xié)調(diào)、安全控制。在能源供應(yīng)與輸配環(huán)節(jié)，未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)柔性接入端口、能源路由器、多向能源自動(dòng)配置技術(shù)、能量攜帶信息技術(shù)等，能夠顯著提高電網(wǎng)的自適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)多能源網(wǎng)絡(luò)接入端口的柔性化、智能化，降低網(wǎng)絡(luò)中多能源交叉流動(dòng)出現(xiàn)沖突、阻塞的可能性。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠加速網(wǎng)絡(luò)的快速重構(gòu)，重新調(diào)整能源潮流分布和走向目前數(shù)字能源多能流互補(bǔ)控制技術(shù)主要聚焦于控制策略與控制技術(shù)方面，控制策略主要指多類型能源發(fā)電的優(yōu)化調(diào)度模型、控制模型等；控制技術(shù)主要指以數(shù)字偏號(hào)處理為基礎(chǔ)的非傳統(tǒng)控制策略及模型，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、預(yù)測(cè)控制、電網(wǎng)自愈自動(dòng)控制技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、接入端口控制技術(shù)等。6以基于多智能體系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)字能源的能源協(xié)調(diào)控制技術(shù)為例：智能體、能量存儲(chǔ)智能體、主網(wǎng)智能體、能源路由器智能體及管理者智能體，如下圖所示。圖中能源互聯(lián)網(wǎng)對(duì)應(yīng)的各智能體功能如下：供熱網(wǎng)絡(luò)供熱網(wǎng)絡(luò)能源路由器電負(fù)荷電動(dòng)汽車熱負(fù)荷負(fù)荷側(cè)ES?LAs天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)生物質(zhì)能發(fā)電傳統(tǒng)燃煤鍋爐小型一次能源側(cè)蓄熱設(shè)備能量存儲(chǔ)側(cè)風(fēng)力發(fā)電光伏發(fā)電配電網(wǎng)備圖2.2基于動(dòng)態(tài)多智能體系統(tǒng)的能量協(xié)調(diào)控制架構(gòu)圖7數(shù)字能源發(fā)展白皮書發(fā)送的能源需求信號(hào)，以最大限度利用可再生能源為首要目標(biāo)對(duì)一次能源側(cè)能源進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化；基于多智能體一致性算法計(jì)算一次能源側(cè)發(fā)電/供熱裝置運(yùn)行狀態(tài)變化量，保持能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)功率平衡，電能頻率與配電網(wǎng)頻率相同；基于多智能體包含控制算法控制網(wǎng)內(nèi)電能電壓，保證輸出高質(zhì)量電能，滿足能源互聯(lián)網(wǎng)用戶側(cè)能量需求，實(shí)現(xiàn)與配電網(wǎng)/供熱網(wǎng)絡(luò)的能源共享與信息交互，支撐配電網(wǎng)/供熱網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。種虛擬的動(dòng)態(tài)智能體，當(dāng)檢測(cè)到能源互聯(lián)網(wǎng)用戶側(cè)能源需求信號(hào)時(shí)產(chǎn)生，與鄰居一次能源智能體(PEA)通訊，建立動(dòng)態(tài)負(fù)荷需求響應(yīng)團(tuán)隊(duì)(DLDRT)。DLDRT內(nèi)PEAs協(xié)同合作，基于多智能體一致性算法計(jì)算一次能源側(cè)發(fā)電/供熱裝置運(yùn)行狀態(tài)變化量，基于多智能體包含控制算法控制網(wǎng)內(nèi)電能電壓，力求就近解決用戶側(cè)能量需求波動(dòng)問(wèn)題；若負(fù)荷波動(dòng)被平抑，解散DLDRT,MA消失；否則，自動(dòng)形成上層MA,建立更大范圍的DLDRT,直至DLDRT中包含能源互聯(lián)網(wǎng)一次能源側(cè)中所有的供能裝置，此時(shí)最上層MA為PRA。為快速平抑能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷波動(dòng)，可以忽略能量協(xié)調(diào)控制策略的全局最優(yōu)性這一因素，著重考慮就近響應(yīng)用戶側(cè)的能量需求，保證能源互聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定性。因此，動(dòng)態(tài)的管理者智能體(MA)作為領(lǐng)導(dǎo)者，通過(guò)與系統(tǒng)內(nèi)其他智能體協(xié)作，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)能源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。該策略可進(jìn)一步闡述為：PEAs通訊，建立動(dòng)態(tài)負(fù)荷需求響應(yīng)團(tuán)隊(duì)(DLDRT)。步驟2:基于一次能源側(cè)能源調(diào)度優(yōu)化模型，MA對(duì)DLDRT中一次能源側(cè)PEAs進(jìn)行能源調(diào)度優(yōu)化，篩選出參與任務(wù)的PEAs。步驟3:采集參加負(fù)荷需求響應(yīng)任務(wù)的PEAs的狀態(tài)參數(shù)，如發(fā)電設(shè)備輸出電能的頻率、電壓、有功功率及其發(fā)電余量，供熱設(shè)備輸出熱能的功率及其供熱余量。步驟4:MA計(jì)算每個(gè)供能設(shè)備應(yīng)承擔(dān)的負(fù)荷波動(dòng)功率，控制輸出電能電壓在允許范圍內(nèi)波動(dòng)。協(xié)同合作，調(diào)整設(shè)備工作狀態(tài)，直至發(fā)電設(shè)備輸出電能有功功率調(diào)整為Pi+Pui,供熱設(shè)備輸出熱能功率調(diào)整為Qi+Qui,其中Pi為發(fā)電設(shè)備原輸出電能有功功率，Qi為供熱設(shè)備原輸出熱能功率。步驟6:判斷能源互聯(lián)網(wǎng)用戶側(cè)負(fù)荷波動(dòng)是否被平抑，若是，DLDRT解散，MA消失，否則，上層MA產(chǎn)生，DLDRT規(guī)模擴(kuò)大，重復(fù)步驟2-6;若DLDRT擴(kuò)大至包含能源互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)所有供能設(shè)備，最上層MA即為PRA,轉(zhuǎn)至執(zhí)行響應(yīng)配電網(wǎng)/供熱網(wǎng)絡(luò)能量需求的能量協(xié)調(diào)控制策略。當(dāng)配電網(wǎng)/供熱網(wǎng)絡(luò)等主網(wǎng)絡(luò)需要與能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行能源共享時(shí)，需要對(duì)一次能源側(cè)做全局優(yōu)化。該能量協(xié)調(diào)控制策略可進(jìn)一步闡述為：8數(shù)字能源發(fā)展白皮書電能的頻率、電壓、有功功率及其發(fā)電余量，供熱設(shè)備輸出熱能的功率及其供熱余量。計(jì)算每個(gè)供能設(shè)備應(yīng)承擔(dān)的電功率或熱功率，采用多智能體包含控制算法控制輸出電能電壓在允許范圍內(nèi)波動(dòng)。協(xié)同合作，調(diào)整設(shè)備工作狀態(tài)，直至發(fā)電設(shè)備輸出電能有功功率調(diào)整為Pi+Pui,供熱設(shè)備輸出熱能功率調(diào)整為Qi+Qui,其中Pi為發(fā)電設(shè)備原輸出電能有功功率，Qi為供熱設(shè)備原輸出熱能功率。步驟5:判斷配電網(wǎng)/供熱網(wǎng)絡(luò)或者能源互聯(lián)網(wǎng)用戶側(cè)能量需求是否被滿足，若是，任務(wù)結(jié)束，否則，ESA工作，啟動(dòng)分布式儲(chǔ)能裝置/蓄熱裝置就近進(jìn)行功率補(bǔ)償；若ESA工作結(jié)束后，配電網(wǎng)/供熱網(wǎng)絡(luò)或者能源互聯(lián)網(wǎng)用戶側(cè)能量需求仍未被滿足，則LA以社會(huì)效益損失最小為原則進(jìn)行切負(fù)荷工作。6否否否2.1.3數(shù)字能源計(jì)量監(jiān)測(cè)及信息交互技術(shù)按照數(shù)字能源的愿景，通信系統(tǒng)承擔(dān)信息采集，信息傳輸和信息處理業(yè)務(wù)，信息及時(shí)采集、優(yōu)化處理和有用信息及時(shí)準(zhǔn)確到達(dá)是其必須具備的能力。然而，一方面，現(xiàn)有Internet采用鏈路共享9數(shù)字能源發(fā)展白皮書和接收轉(zhuǎn)發(fā)的基本運(yùn)行原則，數(shù)據(jù)擁塞等嚴(yán)重影響信息處理效率，時(shí)效性和兼容性等要求使得直接利用Internet支撐能源互聯(lián)網(wǎng)的調(diào)度和控制面臨巨大挑戰(zhàn)。另一方面，我國(guó)現(xiàn)有電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)主要采用預(yù)留專門通道方式保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的信息需求，存在巨大的資源浪費(fèi)。因此，綜合利用Internet和電網(wǎng)通信系統(tǒng)設(shè)施，構(gòu)建具有帶寬保障，海量計(jì)算和靈敏反應(yīng)能力的信息架構(gòu)是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本要求。信息監(jiān)測(cè)技術(shù)方面，智能電網(wǎng)的高級(jí)量測(cè)體系系統(tǒng)是基礎(chǔ)，其未來(lái)的研發(fā)過(guò)程要向著智能化、計(jì)量能力多元化、信息交互多向化方向發(fā)展，通過(guò)無(wú)線傳感器技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)等實(shí)現(xiàn)能源信息的自動(dòng)采集、自動(dòng)分析處理。信息交互技術(shù)方面，未來(lái)需重點(diǎn)研發(fā)信息交互自動(dòng)感知技術(shù)、通用信息接口技術(shù)、數(shù)據(jù)清洗技術(shù)、信息數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、數(shù)據(jù)信息融合技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)用戶與用戶之間、用戶與各個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)模塊之間的自由信息交換與動(dòng)態(tài)反饋。多能源計(jì)量監(jiān)測(cè)及信息交互技術(shù)的主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：(一)信息收集與實(shí)時(shí)分析。借助于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、“大數(shù)據(jù)”與“云計(jì)算”技術(shù)對(duì)AMI系統(tǒng)的通信模塊和數(shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行升級(jí)，增強(qiáng)其數(shù)據(jù)吞吐處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力、數(shù)據(jù)分析能力等。實(shí)時(shí)收集用戶的用能信息及其他環(huán)境信息，對(duì)這些基礎(chǔ)信息進(jìn)行初步數(shù)據(jù)挖掘，獲取用戶用能行為特征、刻畫用戶用能特點(diǎn)等。(二)與智能控制終端相互整合。借助能源互聯(lián)網(wǎng)的普適性接入端口，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)多種類能源設(shè)備的信息交互平臺(tái)，借助完善的信息分析處理能力，結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘分析結(jié)果為用戶提供多能協(xié)調(diào)的綜合用能方案，在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用能設(shè)備、分布式能源設(shè)備的自動(dòng)控制、自動(dòng)優(yōu)化協(xié)調(diào)。這種以多能源計(jì)量檢測(cè)和信息交互技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合用能管理系統(tǒng)將是未來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)能源利用梯級(jí)優(yōu)化的重要支撐。以“能源路由器”為例進(jìn)行說(shuō)明：針對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)在能源接入、能源控制和能源傳輸?shù)让媾R的挑戰(zhàn)，借鑒Internet中交換設(shè)備的設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、調(diào)度和控制的能源路由器"是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的一種直觀可行的方案。(一)能源控制在能源互聯(lián)網(wǎng)中，骨干網(wǎng)絡(luò)仍將承擔(dān)能源遠(yuǎn)距離傳輸?shù)墓δ?；分布式能源單元不僅是能源負(fù)荷，也是重要的能源供應(yīng)來(lái)源，實(shí)現(xiàn)不同特征能源流融合是能源路由器必須具備的功能。一方面，能源路由器必須要保證流入能源的質(zhì)量滿足需求要求；另一方面，應(yīng)能夠保證能源的合理流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)數(shù)量的能源流向恰當(dāng)?shù)呢?fù)荷；第三方面，能夠及時(shí)監(jiān)控能源流的質(zhì)量，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)保證能源流的安以電力能源為例，承擔(dān)局域能源單元與骨干網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的能源路由器必須能夠?qū)崿F(xiàn)骨干高壓能源數(shù)字能源發(fā)展白皮書流到低壓適用的能源流的變壓調(diào)節(jié)、交流能源和直流能源的相互轉(zhuǎn)換；局域能源單元互聯(lián)的能源路由器必須具備消納可再生能源生產(chǎn)，盡可能地保證可再生能源的高效利用，因此，變壓、整流、存儲(chǔ)和消納功能是能源路由器必須具備的功能。保證能源流的適時(shí)流動(dòng)要求路由器必須能夠感知負(fù)荷和能源供應(yīng)變化，具備改變能源流動(dòng)方向和數(shù)量的功能，負(fù)荷監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)使其需具備的功能，多級(jí)別變壓和能源存儲(chǔ)管理技術(shù)能夠較好的支撐該功能。電流質(zhì)量的細(xì)微變化都有可能造成整個(gè)能源供應(yīng)體系的崩潰，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理能源質(zhì)量問(wèn)題是主要解決辦法，在路由器上實(shí)現(xiàn)能源質(zhì)量的監(jiān)控和調(diào)節(jié)是分布式保證能源質(zhì)量問(wèn)題的有效方法，能源質(zhì)量感知和自動(dòng)安全保護(hù)功能也應(yīng)該在能源路由器中加以設(shè)置。(二)信息保障信息保障的實(shí)現(xiàn)需要能源路由器具有兩方面的功能：通信和計(jì)算。通信功能要求能源路由器應(yīng)具有通信接口，能夠與通信鏈路連接實(shí)現(xiàn)信息的接收與發(fā)送。為保證信息的傳輸時(shí)延、可靠性和安全性，能源路由器可以設(shè)置為支持多種通信模式，不僅能夠便于在多種情況下保證通信功能的實(shí)現(xiàn)，還為通過(guò)冗余傳輸保證通信可靠性提供了基礎(chǔ)。此外，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的通信協(xié)議和安全防護(hù)機(jī)制也是通信功能保障必須考慮的問(wèn)題。計(jì)算功能要求能源路由器具有信息處理模塊，一方面可以聯(lián)合信息采集設(shè)備，完成原始數(shù)據(jù)的收集和存儲(chǔ)，并進(jìn)行冗余信息的過(guò)濾和初步處理；另一方面，設(shè)計(jì)高效的信息處理架構(gòu)或借用數(shù)據(jù)中心完成數(shù)據(jù)的深層次處理，并把有用信息發(fā)送到相應(yīng)的控制單元。在信息采集階段可以借用物聯(lián)網(wǎng)的研究成果，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)方面的研究成果可以較好地支撐信息的高效計(jì)算。此外，信息模型也是值得關(guān)注的方面，它將保證各種信息流的有序高效流動(dòng)。(三)定制化需求管理支持用戶個(gè)性化能源使用策略是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要功能之一，其實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)在于支持用戶和能源互聯(lián)網(wǎng)的交互。一方面，用戶可以根據(jù)當(dāng)前的能源供應(yīng)形勢(shì)調(diào)整自己的能源使用策略，能源互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)所有用戶能源策略制定能源供應(yīng)模式滿足用戶需求；另一方面，能源互聯(lián)網(wǎng)會(huì)搜集不同用戶的能源使用數(shù)據(jù)，從中計(jì)算出相應(yīng)的能源使用規(guī)律，制定合理的能源使用策略，作為一個(gè)最佳使用策略反饋給用戶，供用戶選擇。因此，能源路由器應(yīng)具有接收和處理所管理區(qū)域內(nèi)用戶請(qǐng)求的能力，并且能夠及時(shí)準(zhǔn)確地用能源價(jià)格等反映當(dāng)前的能源供應(yīng)形勢(shì)的信息反饋給用戶，涉及交互和需求管理等功能模塊。未來(lái)的能源單元從范圍上來(lái)看，可以包括單一設(shè)備、家庭、建筑物、小區(qū)、甚至一個(gè)區(qū)域或國(guó)家，定制化服務(wù)保障具有明顯的范圍特征要求，所需的信息和能源支撐方法存在差異，要求路由器具有針對(duì)性的解決方案。對(duì)于特定設(shè)備，如電動(dòng)汽車，其對(duì)應(yīng)的用電策略可能僅包括充供電管理，其僅需要能源網(wǎng)絡(luò)提供當(dāng)前的電壓、電流水平和能源價(jià)格等信息，并能夠接收和識(shí)別它的策略，設(shè)備移動(dòng)性支持要求能源路由器之間具有協(xié)同工作機(jī)制；隨著能源單元范圍的擴(kuò)大，包含的設(shè)備數(shù)量、類型都將大幅度提高，以家庭為例，它可以包括能源存儲(chǔ)設(shè)備、能源生產(chǎn)設(shè)備(太陽(yáng)能、燃?xì)獾?數(shù)字能源發(fā)展白皮書和能源消耗設(shè)備，能源路由器的工作重點(diǎn)在于協(xié)調(diào)各設(shè)備間聯(lián)合工作，按照即定的目標(biāo)安排能源生產(chǎn)、存儲(chǔ)和消費(fèi)。此外，為適應(yīng)能源管理企業(yè)需求，能源路由器還必須設(shè)計(jì)有必要的開放接口，允許第三方根據(jù)需求更有效地完成它們之間的協(xié)同工作。(四)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理能源路由器作為能源單元接入能源互聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一手段，能源路由器應(yīng)具有友好、便捷的控制界面，通過(guò)該界面，用戶可以根據(jù)需求選擇或配置其需要的功能模塊。通信、能源管理功能的實(shí)現(xiàn)將主要通過(guò)能源路由器來(lái)完成，遠(yuǎn)程控制管理模塊將提高管理的效率，為保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可用性提供技術(shù)支持。異常的自動(dòng)化處理和修復(fù)是時(shí)效性要求較高的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必須具備的功能，從能源角度看，遠(yuǎn)動(dòng)、繼電保護(hù)、測(cè)距等業(yè)務(wù)必須支持，通信模塊為指令的傳輸提供支撐，通信模塊和管理控制模塊的聯(lián)動(dòng)是保證該管理功能實(shí)施的關(guān)鍵，規(guī)定和開發(fā)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)該功能的主要方式。記錄系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生的各種信息，形成日志文件對(duì)系統(tǒng)的持續(xù)優(yōu)化運(yùn)行至關(guān)重要，針對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)，設(shè)計(jì)合理的路由器日志文件內(nèi)容和格式必須得到足夠重視。2.2數(shù)字能源的裝備技術(shù)2.2.1多能源形態(tài)相互高效轉(zhuǎn)換設(shè)備以電力、天然氣、氫能等為主供高品位能源，以電為核心，研制其他能源形態(tài)轉(zhuǎn)化成電能、電能轉(zhuǎn)化成其他能源形態(tài)、其他能源形態(tài)之間相互轉(zhuǎn)換的高效轉(zhuǎn)換設(shè)備。(二)新能源發(fā)電設(shè)備新能源發(fā)電包括：風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電、海洋能發(fā)電(潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能和海水鹽差能)、氫燃料電池等等。匯聚海能、風(fēng)能、太陽(yáng)能，打造“風(fēng)浮動(dòng)式海洋混合發(fā)電平臺(tái)”。研制氫燃料電池。氫燃料電池能夠通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將氫能轉(zhuǎn)化為電能，應(yīng)用到交通、電力、熱力等領(lǐng)域，是氫能應(yīng)用的最重要、最普遍的載體。氫燃料電池的主要組成部分包含燃料電池電堆和輔助系統(tǒng)。燃料電池電堆是燃料電池的核心技術(shù)，涉及膜電極、雙極板、密封件等關(guān)鍵材料；輔助系統(tǒng)作為燃料電池正常運(yùn)行的關(guān)鍵零部件，包括空壓機(jī)、增濕器、氫氣循環(huán)部件等，是燃料電池使能的重要前提條件。(三)電轉(zhuǎn)其他(P2X)(1)綠電制氫裝置目前，穩(wěn)定、快速、大批量制取綠氫的技術(shù)路線主要為電解水，具體可以分為堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水和固體氧化物電解水三類。堿性電解水是當(dāng)前的主流技術(shù)，需要保證兩個(gè)電極的壓數(shù)字能源發(fā)展白皮書力均衡，以防止氫氧混合產(chǎn)生危險(xiǎn)，因此難以與具有快速波動(dòng)特性的可再生能源發(fā)電配合；質(zhì)子交換膜電解槽在運(yùn)行中具有更好的靈活性和反應(yīng)性，但需要鉑和銥等貴金屬，未來(lái)需進(jìn)一步降低貴金屬使用量或發(fā)掘成本低廉的催化劑；固體氧化物電解水制氫技術(shù)具有更高的理論效率，但仍處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段，且其對(duì)高溫?zé)嵩吹男枨罂赡軙?huì)限制在商業(yè)應(yīng)用階段的經(jīng)濟(jì)可行性。我國(guó)主流的電解水制氫技術(shù)路線是堿性電解槽水電解制氫，該技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用早，已十分成熟，面向可再生能源發(fā)展的堿性電解槽水電解制氫仍有較大的技術(shù)提升空間。目前電解水制氫方面國(guó)際主流技術(shù)趨勢(shì)是質(zhì)子交換膜(PEM)、固體氧化物(SOEC)電解水制氫，國(guó)際領(lǐng)先的質(zhì)子交換膜電解水制氫規(guī)模已達(dá)到20MW。實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電直接進(jìn)行電解水制氫的裝備突破。(2)電加熱、電制冷裝置包括工業(yè)電爐(電弧煉鋼爐、感應(yīng)爐、礦熱電爐、電阻爐、電窯爐、電鍋爐)、電制冷系統(tǒng)。在電爐裝備方面，我國(guó)已具備自主研發(fā)全套電爐裝備能力，但國(guó)產(chǎn)電弧爐裝備技術(shù)水平與國(guó)外相比，在綠色、節(jié)能、智能等方面仍存在差距，置換新建項(xiàng)目的市場(chǎng)普及率不如國(guó)外成套設(shè)備公司。電鍋爐產(chǎn)生蒸汽技術(shù)難度不高，但效率低，經(jīng)濟(jì)性較差。(3)高效電驅(qū)動(dòng)裝置常見的電機(jī)驅(qū)動(dòng)的公共用能系統(tǒng)有壓縮空氣系統(tǒng)、泵系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)等。應(yīng)采用高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速、開關(guān)磁阻電機(jī)、永磁耦合調(diào)速器等，改進(jìn)已經(jīng)在使用的電氣設(shè)備(電機(jī)驅(qū)動(dòng)、壓縮空氣等)。(四)余能回收利用裝置研制工業(yè)余熱、余壓、余氣發(fā)電裝置，工業(yè)余熱供暖裝置，軌道交通再生制動(dòng)能量回收利用裝置。(五)環(huán)境能利用裝置研制地源熱泵和空氣源熱泵，特別是蒸汽壓縮式高溫?zé)岜谩?六)生物質(zhì)能多元化利用裝置開發(fā)生物質(zhì)能利用裝備，推動(dòng)生物質(zhì)能發(fā)電、供熱、制油、制氣多元化等多元化利用。(七)高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)是高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)的熱力葉輪機(jī)械。燃?xì)廨啓C(jī)由壓氣機(jī)、燃燒室和透平等部件構(gòu)成，是最高效(聯(lián)合循環(huán)效率已達(dá)到64.0%)、最清潔(氮氧化物排放低于25ppm)的大功率熱功轉(zhuǎn)換裝置。微型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)是提升用戶能源系統(tǒng)可靠性，支撐天然氣在綜合能源系統(tǒng)中高效利用的核心技術(shù)。燃?xì)廨啓C(jī)在助力碳達(dá)峰方面的主要應(yīng)用如下：(1)由傳統(tǒng)的發(fā)電領(lǐng)域逐步向冷熱電聯(lián)產(chǎn)分布式能源利用方面轉(zhuǎn)型，大型機(jī)組主要是在電網(wǎng)氣網(wǎng)中起到穩(wěn)電穩(wěn)氣的作用，而更加靈活的中小型機(jī)組則是提供更加多元化的冷熱需求。天然氣發(fā)數(shù)字能源發(fā)展白皮書(2)隨著國(guó)家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，氫能的地位逐步提升，氫能的綜合利用也逐步明朗。燃?xì)廨?3)燃?xì)廨啓C(jī)在儲(chǔ)能方面能夠?yàn)閮?chǔ)能系統(tǒng)(現(xiàn)階段主要考慮鹽穴儲(chǔ)能)的釋能階段提供足夠(一)概述——熱儲(chǔ)能：蓄熱(顯熱儲(chǔ)存、潛熱儲(chǔ)存)、蓄冷(冰蓄冷、水蓄冷)、化學(xué)儲(chǔ)熱。(二)電化學(xué)儲(chǔ)能(三)電動(dòng)汽車儲(chǔ)能V2G(四)儲(chǔ)氫數(shù)字能源發(fā)展白皮書(一)電力電子變壓器電子電子變壓器(PET)或被稱為固態(tài)變壓器、智能型通用變壓器，是一種通過(guò)中(高)頻變(二)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理裝置(三)能源路由器(交換機(jī))能源路由器(交換機(jī))是實(shí)現(xiàn)電力、天然氣、冷、熱、氣等多(一)區(qū)域協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(二)樓宇CPS動(dòng)態(tài)控制。樓宇智能化CPS系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)手段，精準(zhǔn)捕獲樓宇各個(gè)系理，形成動(dòng)態(tài)管理績(jī)效；通過(guò)樓宇智能化CPS系統(tǒng)平臺(tái)把各類管理體系進(jìn)行資源整合，實(shí)現(xiàn)單位平臺(tái)應(yīng)用本地系統(tǒng)基礎(chǔ)計(jì)量系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用本地系統(tǒng)基礎(chǔ)計(jì)量系統(tǒng)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀數(shù)字能源發(fā)展白皮書統(tǒng)計(jì)和匯總，為安全生產(chǎn)和單位重點(diǎn)設(shè)備故障分析、成因追溯提供可靠的數(shù)字化依據(jù)；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析和專家系統(tǒng)形成的診斷報(bào)告，為節(jié)能改造的輔助決策提供依據(jù)，通過(guò)工程改造實(shí)現(xiàn)能源利用效率的最大化和經(jīng)濟(jì)效益的最大化；綜合能源管理云平臺(tái)樓宇智能化CPS系統(tǒng)傳感器水表溫濕度傳感器-……485通訊--------…監(jiān)測(cè)對(duì)象中央空調(diào)系統(tǒng)調(diào)系統(tǒng)照明系統(tǒng)機(jī)房充電樁樓宇用水辦公人居環(huán)境(2)應(yīng)用智能用電互操作技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在建筑樓宇提高能效綜合應(yīng)用，提供微電網(wǎng)平衡機(jī)制，在滿足用戶本地微電網(wǎng)負(fù)荷平衡的情況下，整合可控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、發(fā)電計(jì)劃、市場(chǎng)競(jìng)價(jià)等信息以及網(wǎng)絡(luò)信息(拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、限制條件等),計(jì)算本地系統(tǒng)中設(shè)備可作出的貢獻(xiàn)，形成虛擬電(3)自動(dòng)識(shí)別各樓層的負(fù)荷種類、數(shù)量、運(yùn)行狀態(tài)、啟停時(shí)間，發(fā)現(xiàn)隱蔽性用電情況并報(bào)警；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各樓層用電器(如：空調(diào)、照明、充電樁、機(jī)房、電梯等)的用電情況，當(dāng)用電異常發(fā)生時(shí)，如漏電、過(guò)載等，主動(dòng)向主站發(fā)送報(bào)警，并能在緊急情況下進(jìn)行相應(yīng)的負(fù)荷控制，有效地保護(hù)用電安全；應(yīng)用實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)能力，精準(zhǔn)捕獲用戶用能行為，實(shí)現(xiàn)用戶的用能行為畫像，為精細(xì)化用數(shù)字能源發(fā)展白皮書能管理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)；建成通用的多維度能耗評(píng)價(jià)能力，提供面向辦公建筑等各種能耗評(píng)價(jià)能力，能結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)樓宇樓層內(nèi)各種能耗對(duì)象提供在線評(píng)價(jià)。并能夠根據(jù)用戶的個(gè)性化使用習(xí)慣，自定義組合各種用能群體對(duì)象(如按建筑功能分類，按樓層分類、能源種類分類、用能用戶對(duì)象分類),給出精準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果。2.3數(shù)字能源集成應(yīng)用技術(shù)(一)技術(shù)特點(diǎn)新能源發(fā)電具有較強(qiáng)隨機(jī)性，造成其本身出力的不穩(wěn)定，接入電網(wǎng)時(shí)，會(huì)帶來(lái)電壓波動(dòng)、加重系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻負(fù)擔(dān)、增大調(diào)度難度等問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)新能源安全、高效利用，提高能源互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)保性、高效性、兼容性，還需結(jié)合優(yōu)化配置與布局、電能質(zhì)量治理、優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行策略、跨區(qū)域消納、儲(chǔ)能、數(shù)字能源技術(shù)等智能電網(wǎng)技術(shù)，進(jìn)行綜合開發(fā)利用。(二)應(yīng)用場(chǎng)景目前部分可再生能源利用技術(shù)已經(jīng)取得長(zhǎng)足的發(fā)展，并在世界各地形成了一定規(guī)模，主要包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮芎蜕镔|(zhì)能等，各種新能源的主要開發(fā)利用方式見表2.1。開發(fā)利用應(yīng)用場(chǎng)景1.分布式發(fā)電，獨(dú)立運(yùn)行，配以儲(chǔ)能裝置2.分布式發(fā)電，應(yīng)用于微網(wǎng)，與其他電源組合供電；3.集中式發(fā)電，并入大電網(wǎng)運(yùn)行，還可配合開發(fā)風(fēng)電生態(tài)觀光項(xiàng)目。高緯度地區(qū)農(nóng)田灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖或制鹽加熱、烘干、制冰或水產(chǎn)養(yǎng)殖/溫室種植等光伏發(fā)電1.分布式發(fā)電，獨(dú)立運(yùn)行，配以儲(chǔ)能裝置，例如屋頂光伏或光伏幕墻、光能路燈、光伏農(nóng)業(yè)大棚、水面光伏養(yǎng)殖、光伏水泵灌溉、光伏旅游觀光項(xiàng)目等；2.分布式發(fā)電，應(yīng)用于微網(wǎng)，與其他發(fā)電方式組合供電；3.集中式發(fā)電，并入大電網(wǎng)運(yùn)行。光熱發(fā)電應(yīng)用范圍除了與光伏發(fā)電相同的場(chǎng)景之外，還可梯級(jí)開發(fā)，如熱電聯(lián)供等。主要為分布式應(yīng)用，如住宅或建筑屋頂、幕墻太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、光伏畜牧養(yǎng)殖。數(shù)字能源發(fā)展白皮書1.分布式建設(shè)，地源熱泵獨(dú)立運(yùn)行；2.分布式建設(shè)，與其他供能設(shè)備組合，梯級(jí)開發(fā)，如熱電聯(lián)供、冷熱電三聯(lián)產(chǎn)等。分布式建設(shè)，大多接入配網(wǎng)地?zé)釡厥摇崴喔?養(yǎng)殖等溫泉洗浴/療養(yǎng)生物質(zhì)能發(fā)電1.主要為分布式建設(shè)，直接接入配網(wǎng)，如生物質(zhì)垃圾/農(nóng)林廢物直燃發(fā)電、養(yǎng)殖場(chǎng)/工業(yè)有機(jī)廢水沼氣發(fā)電等；2.還可采用集中式“煤粉-秸稈混燃”發(fā)電，接入大電網(wǎng)。1.沼氣作為家庭燃料；2.木薯、甘薯和甘蔗等推動(dòng)燃料乙醇產(chǎn)業(yè)3.木本油料植物資源、農(nóng)林廢棄物資源發(fā)展生物柴油產(chǎn)業(yè)。從技術(shù)成熟度來(lái)講，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、光熱采暖、地?zé)崂谩⑸镔|(zhì)能利用均有較為成熟的利用經(jīng)驗(yàn)。2.3.2智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)新能源安全、穩(wěn)定消納的最重要的基礎(chǔ)，由于電能可以方便的轉(zhuǎn)化為其它形式的能源，同時(shí)和其它能源相比，電力在大規(guī)模輸送網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方面更加完備，因此，在能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中，電力網(wǎng)絡(luò)將扮演最重要的能源傳輸與轉(zhuǎn)換樞紐的角色。(二)應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)合電力系統(tǒng)的特點(diǎn)、數(shù)字能源技術(shù)以及能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)在云南省中的位置與作用，電網(wǎng)可以分為電力主干網(wǎng)絡(luò)和智能配電網(wǎng)兩個(gè)部分。(1)電力主干網(wǎng)絡(luò)：電力主干網(wǎng)絡(luò)主要解決兩個(gè)問(wèn)題：①解決新能源資源的大規(guī)模并網(wǎng)和消納問(wèn)題；②作為廣域能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的樞紐，實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)之間的互聯(lián)。(2)智能配用電網(wǎng)：智能配電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能源互聯(lián)終端需要接入配電網(wǎng)才能具備能源轉(zhuǎn)換、交易和應(yīng)用的能力，現(xiàn)在和未來(lái)大部分能源產(chǎn)消行為主要是通過(guò)智能配電網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外，在智能配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)之前，還需要加強(qiáng)電網(wǎng)薄弱地區(qū)傳統(tǒng)低壓配用電網(wǎng)的建設(shè)。2.3.3能源互聯(lián)網(wǎng)融合了信息技術(shù)、數(shù)字能源技術(shù)的能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建是一種全新的思維模式。能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建數(shù)字能源發(fā)展白皮書的關(guān)鍵在于打破各個(gè)傳統(tǒng)能源行業(yè)之間的信息壁壘，構(gòu)建統(tǒng)一的能源信息平臺(tái)，將能源消費(fèi)者、能源管理者、發(fā)電企業(yè)與電網(wǎng)、能源服務(wù)企業(yè)連接起來(lái)，可以極大提高傳統(tǒng)能源電力系統(tǒng)的效率，優(yōu)化資源配置，降低能耗與成本。能源互聯(lián)網(wǎng)所提供的能源解決方案會(huì)徹底改變能源的生產(chǎn)、購(gòu)買、消費(fèi)和管理方式。(一)技術(shù)特點(diǎn)(1)互聯(lián)共享：能源互聯(lián)網(wǎng)打破了消費(fèi)者與能源供應(yīng)商之間單向的信息鏈接，能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)的參與個(gè)體構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的交互鏈接網(wǎng)絡(luò)。與互聯(lián)網(wǎng)信息共享類似的是，能源互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)不同層面、不同區(qū)域之間關(guān)鍵信息的共享。(2)分散高效：與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息形式類似，能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出分散化、碎片化和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，因此，數(shù)字能源技術(shù)作為能源互聯(lián)技術(shù)支撐的信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也需要體現(xiàn)出高效的狀態(tài)分析能力與快速的決策計(jì)算能力。(3)開放互聯(lián)：能源互聯(lián)網(wǎng)大大拓展了能源產(chǎn)消過(guò)程中的參與對(duì)象，實(shí)現(xiàn)不同能源參與者之間的互聯(lián)。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)的信息通信技術(shù)最重要的特點(diǎn)，就是實(shí)現(xiàn)能源參與者之間信息的開放互聯(lián)。(二)技術(shù)需求基于能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術(shù)的特點(diǎn)，能源互聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要滿足以下需求：(1)實(shí)現(xiàn)信息與能源的融合信息與能源的融合主要是指在能源互聯(lián)網(wǎng)的范圍內(nèi)裝設(shè)海量的信息采集與傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集能源節(jié)點(diǎn)信息，結(jié)合數(shù)字能源技術(shù)從而將整個(gè)能源網(wǎng)絡(luò)的物理實(shí)體數(shù)字化；同時(shí)，可以實(shí)時(shí)構(gòu)建起整個(gè)能源網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模型，從而更精確的掌握網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)。(2)具備多樣的終端信息采集能力能源互聯(lián)網(wǎng)支持各種能源生產(chǎn)、消費(fèi)終端以各種形式接入網(wǎng)絡(luò)，因此其信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要滿足不同能源、不同環(huán)境、不同個(gè)體的信息接入需求，便于各方參與到能源產(chǎn)消過(guò)程。(3)具備靈活的網(wǎng)絡(luò)通信手段能源互聯(lián)網(wǎng)的信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有多樣化的網(wǎng)絡(luò)通信手段，滿足不同位置、不同能源生產(chǎn)和消費(fèi)個(gè)體的接入需求，為能源信息的多向流動(dòng)提供管道基礎(chǔ)。(4)具備信息多向流通的能力傳統(tǒng)能源消費(fèi)中的信息流通模式是單向流動(dòng)，消費(fèi)端難以獲得重要的能源消費(fèi)信息。而能源互聯(lián)最重要的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)信息的開放互聯(lián)，因此能源信息將具備多向流動(dòng)的能力，打破傳統(tǒng)能源消費(fèi)中信息不對(duì)稱的局面。(5)具備高速可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力數(shù)字能源發(fā)展白皮書能源互聯(lián)網(wǎng)具備最廣泛的參與群體，其發(fā)展必然會(huì)帶來(lái)海量數(shù)據(jù)，因此信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)必須具備高速可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，以保障信息傳輸和交互的實(shí)時(shí)性，以及在局域、廣域環(huán)境下能源調(diào)控的實(shí)時(shí)性。(6)具備強(qiáng)大的信息存儲(chǔ)、處理、分析能力和輔助決策能力能源互聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)采集、傳輸，需要海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，此外，數(shù)字能源技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力和輔助決策能力可以保障據(jù)高效篩選、處理，將幫助管理者從宏觀上實(shí)現(xiàn)對(duì)能源網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化管理和調(diào)度，同時(shí)引導(dǎo)能源互聯(lián)網(wǎng)的參與者調(diào)整自身的能源生產(chǎn)和消費(fèi)行為，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源資源的有效利用。(7)具備規(guī)范的業(yè)務(wù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的業(yè)務(wù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，將保障整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)作，從而使得能源生產(chǎn)、消費(fèi)和交易的過(guò)程更規(guī)范、更高效。(8)具備堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)信息安全保障能力能源的生產(chǎn)和消費(fèi)安全直接關(guān)系到社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家安全，因此，具備最堅(jiān)強(qiáng)、最可靠的信息安全保障能力，是對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)最基礎(chǔ)、最重要的要求。2.3.4需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)需求響應(yīng)概念源自需求側(cè)管理，主要包括基于價(jià)格的需求響應(yīng)與基于激勵(lì)的需求響應(yīng)兩種基本形式，近年來(lái)隨著數(shù)字能源技術(shù)的發(fā)展正逐步從電力行業(yè)延伸至天然氣行業(yè)。電力、天然氣的供銷具有非常相似的特點(diǎn)：(1)通過(guò)電網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)直接供應(yīng)到用戶側(cè)，供應(yīng)能力受到網(wǎng)絡(luò)容量限制；(2)大規(guī)模儲(chǔ)存能力較差，生產(chǎn)與消費(fèi)基本上實(shí)時(shí)平衡，電力尤為苛刻；(3)負(fù)荷相對(duì)集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，且均存在季節(jié)性、日周期性的高峰和低谷，需要必要的調(diào)峰手段滿足供應(yīng)需求。區(qū)別于發(fā)電側(cè)、氣田側(cè)的調(diào)峰手段，電力/天然氣多能互補(bǔ)需求響應(yīng)主要是在需求側(cè)引導(dǎo)用戶改變用電、用氣行為習(xí)慣，并利用電力與天然氣的互補(bǔ)、耦合特性，最大限度提高綜合能源利用效率。(二)應(yīng)用場(chǎng)景(1)基于價(jià)格的需求響應(yīng)：一般由用戶根據(jù)自身情況和價(jià)格信息決定是否實(shí)施需求響應(yīng)，主要包括階梯電/氣價(jià)、分時(shí)電/氣價(jià)、尖峰電/氣價(jià)。由運(yùn)行人員決定是否實(shí)施需求響應(yīng)，主要包括直接負(fù)荷控制、可中斷負(fù)荷等。該方法通常結(jié)合數(shù)字能源技術(shù)，需要一定的需求側(cè)管理平臺(tái)(需求響應(yīng)功能)、負(fù)荷控制系統(tǒng)、用戶用能管理系統(tǒng)、智數(shù)字能源發(fā)展白皮書能家居以及必要的信息通訊作為支撐，實(shí)施門檻較高。2.3.5虛擬電廠技術(shù)(一)技術(shù)特點(diǎn)虛擬電廠通過(guò)通信、數(shù)字能源技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等分布式能源的聚合，使這些小容量分布式能源通過(guò)互補(bǔ)運(yùn)行能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外整體出力平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)呈現(xiàn)虛擬發(fā)電特點(diǎn)，可以被看作一個(gè)獨(dú)立的發(fā)電廠參與電力系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)度，在電力市場(chǎng)環(huán)境下充分發(fā)揮分布式能源所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境價(jià)值。與傳統(tǒng)電廠相比，虛擬電廠具有幾點(diǎn)不同的特征：(1)所包含的資源具有多樣性：虛擬電廠既能實(shí)現(xiàn)多種能源聯(lián)合供應(yīng)，保障電力系統(tǒng)的用電需求；還能聚集分散的需求響應(yīng)資源，利用分時(shí)電價(jià)、可中斷負(fù)荷，等措施改變用戶用能行為，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率。(2)具有顯著環(huán)保效應(yīng)：虛擬電廠通過(guò)節(jié)能技術(shù)、數(shù)字能源技術(shù)以及負(fù)荷管理手段以降低電力需求，以低排放甚至零排放的運(yùn)行管理方式實(shí)現(xiàn)了虛擬電廠電力生產(chǎn)。(3)運(yùn)行管理具有協(xié)同性：虛擬電廠通過(guò)系統(tǒng)控制中心實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同區(qū)域、不同特性的分布式能源的集中管理，通過(guò)整合電源資源，可控負(fù)荷資源、儲(chǔ)能資源等，全面參與電力產(chǎn)業(yè)鏈中的所有環(huán)節(jié)，與多種電力市場(chǎng)參與者形成良性互動(dòng)。不同VPP運(yùn)營(yíng)管理者能通過(guò)相互協(xié)助與共同合作來(lái)促使了虛擬電廠參與不同類型電力市場(chǎng)的交易。(二)應(yīng)用場(chǎng)景(1)聚合多種分布式電源的虛擬電廠：通過(guò)將一定區(qū)域內(nèi)多種分布式電源進(jìn)行聚合，作為一個(gè)整體參與電力市場(chǎng)，通過(guò)優(yōu)化調(diào)度以提高分布式電源的供電可靠性；(2)聚合分散儲(chǔ)能/電動(dòng)汽車的虛擬電廠：將分散的儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)汽車聚合起來(lái)，通過(guò)數(shù)字能源技術(shù)合理規(guī)劃控制及充分利用電動(dòng)汽車的充放電過(guò)程，與電網(wǎng)進(jìn)行良性互動(dòng)，幫助實(shí)現(xiàn)電力削峰填谷，平滑負(fù)荷波動(dòng)，提高設(shè)備利用效率，促進(jìn)風(fēng)光消納；(3)聚合分散可控負(fù)荷的虛擬電廠：利用負(fù)荷集成商聚合大型工業(yè)用戶的機(jī)械設(shè)備可控負(fù)荷、公建樓宇中的中央空調(diào)負(fù)荷等，通過(guò)實(shí)施激勵(lì)補(bǔ)償機(jī)制，鼓勵(lì)主動(dòng)參與需求響應(yīng)，降低或轉(zhuǎn)移高峰用電負(fù)荷，或是在緊急情況下提供備用輔助服務(wù)；(4)綜合聚合上述分布式能源的虛擬電廠：綜合聚合多種分布式電源、儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)汽車、可控負(fù)荷資源，或者其中的任意組合，保證所接入的電力系統(tǒng)能夠可靠、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)運(yùn)行。2.3.6智能建筑智能建筑是將建筑技術(shù)、通信技術(shù)、數(shù)字能源技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)等各方面先進(jìn)技術(shù)數(shù)字能源發(fā)展白皮書相互融合、集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及其優(yōu)化組合為一體，向人們提供安全、高效、便捷、節(jié)能、環(huán)保、健康的建筑環(huán)境。和其他國(guó)家的智能建筑相比，我國(guó)更加注重智能建筑的節(jié)能減排，更加追求的是智能建筑的高效和低碳。近幾年提出的“綠色建筑”也屬于智能建筑的范疇。智能建筑涉及的領(lǐng)域較為廣泛，包括電氣、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、暖通空調(diào)、能源利用、系統(tǒng)集成等多方面的內(nèi)容，其實(shí)施是一個(gè)完整的系統(tǒng)工程項(xiàng)目。(二)應(yīng)用場(chǎng)景根據(jù)建設(shè)位置的差異，智能建筑的功能設(shè)計(jì)也存在一定的差異，具體分析見表2.2。表2.2智能建筑應(yīng)用場(chǎng)景分析建筑類型主要能耗負(fù)荷特性醫(yī)院建筑、賓館建筑電、天然氣、水、風(fēng)空調(diào)制冷、熱水、蒸汽通風(fēng)、照明及其他設(shè)備用電水需求量大，照明占比較大；高，夜間較低。儲(chǔ)能設(shè)備、蓄冷空調(diào)行、熱泵系統(tǒng)、冷熱源組合、光伏幕墻、節(jié)能照明電、風(fēng)空調(diào)制冷/制熱、照明1.夏季制冷能耗較占比一半左右，其次為照明負(fù)荷；2.負(fù)荷基本集中在白天上班時(shí)段。蓄冷空調(diào)、夜間自然通風(fēng)、熱泵系統(tǒng)、光伏幕墻、節(jié)能照明電、水、風(fēng)生產(chǎn)設(shè)備用電、空調(diào)制冷、通風(fēng)散熱、照明用電1.制冷、散熱需求2.負(fù)荷基本集中在白天上班時(shí)段。蓄冷空調(diào)、中水回收利用、余熱廢熱回收、屋頂光伏公共設(shè)施建筑(博物館、會(huì)展中心等)電、水、風(fēng)制熱1.照明能耗占比最2.負(fù)荷基本集中在白天上班時(shí)段。伏、節(jié)能照明電能、天然氣、水生活用氣、取暖(空調(diào)/水暖/電暖)、家用電器用電日負(fù)荷呈早晚雙高峰，其余時(shí)間均較2.3.7清潔能源汽車(一)技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)階段清潔能源汽車包括純電動(dòng)汽車、插電式混合幼力汽車、燃料電池汽車、天然氣汽車、甲醇汽車、太陽(yáng)能汽車等，各種清潔能源汽車的主要技術(shù)特點(diǎn)見表2.3數(shù)字能源發(fā)展白皮書表2.3清潔能源汽車分析名稱優(yōu)點(diǎn)低排放、低能耗、性能優(yōu)越，燃料利用率高。價(jià)格高，長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)行耗油大。油電混合動(dòng)力零排放、低耗能、噪音低，節(jié)能大。電池價(jià)格高、續(xù)航里程較短、電池組壽命短、充電時(shí)間長(zhǎng)。電動(dòng)機(jī)零排放、低能耗、噪音低、能量轉(zhuǎn)化率高，不需要充電，燃料來(lái)源廣泛，壽命長(zhǎng)。電池制造成本高、技術(shù)不成熟，氫安全性問(wèn)題。天然氣汽車低排放、低能耗、安全性好、噪音低。行駛距離短，功率下降，點(diǎn)火所需能量大。甲醇汽車資源儲(chǔ)量大，可循環(huán)利用，能耗低，研發(fā)投入成本低，能源安全。冬天啟動(dòng)難。甲醇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造難度低，無(wú)污染，無(wú)噪音，低能耗。材料成本高、轉(zhuǎn)換效率低、不穩(wěn)定、太陽(yáng)能地區(qū)差異大，體積大。(二)應(yīng)用場(chǎng)景(1)混合動(dòng)力汽車是當(dāng)下主流的新能源汽車方案，具有眾多優(yōu)良特點(diǎn)，技術(shù)比較成熟，應(yīng)用場(chǎng)景較廣，但是混合動(dòng)力汽車目前主要是以傳統(tǒng)化石能源為主、新能源為輔，未來(lái)的發(fā)展有一定的局限性，目前作為純電動(dòng)汽車的過(guò)渡階段。(2)純電動(dòng)汽車能源利用率高，能耗低，使用成本也較低，但現(xiàn)階段續(xù)航里程較短，因此適合在充電基礎(chǔ)設(shè)施較為完善的城區(qū)使用，主要面向中短途乘用車和輕型車輛，比如出租、環(huán)衛(wèi)、公務(wù)、郵政、機(jī)場(chǎng)等公共服務(wù)領(lǐng)域的市場(chǎng)。未來(lái)，隨著純電動(dòng)汽車的技術(shù)突破，純電動(dòng)汽車將逐步替代傳統(tǒng)汽車以及混合動(dòng)力汽車大部分細(xì)分市場(chǎng)。(3)由于燃料電池技術(shù)和成本的制約，補(bǔ)給站點(diǎn)設(shè)施不夠完善，短時(shí)間內(nèi)燃料電池難以應(yīng)用到乘用車市場(chǎng)。故以柴油機(jī)為動(dòng)力的大型客車、重型載重車等大功率、長(zhǎng)距離固定路線場(chǎng)景車型將成為燃料電池汽車的重要先行領(lǐng)域。(4)針對(duì)天然氣汽車，CNG汽車?yán)m(xù)航里程較短，主要適合在市區(qū)小范圍活動(dòng)；LNG汽車?yán)m(xù)航里程是CNG汽車的3倍左右，適合發(fā)展長(zhǎng)途公共交通。(5)甲醇汽車現(xiàn)已開始在國(guó)內(nèi)部分地區(qū)試點(diǎn)推廣，甲醇汽車資源廣，可在公務(wù)車、出租汽車、短途客運(yùn)等領(lǐng)域使用甲醇汽車；太陽(yáng)能汽車目前處于實(shí)驗(yàn)室階段，應(yīng)用受太多因素制約，但是太陽(yáng)數(shù)字能源發(fā)展白皮書能為純電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)充電設(shè)施提供輔助電能來(lái)源。2.4數(shù)字孿生技術(shù)2.4.1大數(shù)據(jù)分析技術(shù)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分布式可再生能源的大規(guī)模接入，具有微網(wǎng)集群間或微網(wǎng)和主干網(wǎng)間的電力雙向自由共享，用戶按需響應(yīng)，以及利用大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)施實(shí)現(xiàn)削峰填谷等功能。系統(tǒng)具有很大的計(jì)算復(fù)雜度和較嚴(yán)格的處理傳輸時(shí)延，以及海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。同時(shí)，能源互聯(lián)網(wǎng)由于其開放、對(duì)等、互聯(lián)、分享等特征決定了大數(shù)據(jù)分析有其自身的特點(diǎn)和要求。能源互聯(lián)網(wǎng)的能量和信息交換是以開放平臺(tái)和架構(gòu)為基礎(chǔ)的，任何節(jié)點(diǎn)(無(wú)論是電源、電網(wǎng)還是用戶)都可以隨時(shí)加入和離開，這對(duì)于大數(shù)據(jù)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和安全性方面的要求都會(huì)比較高。能源互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間是對(duì)等互聯(lián)進(jìn)行能量和信息交換的，相當(dāng)于一方面要完成傳統(tǒng)能量管理系統(tǒng)的功能，同時(shí)還要保證系統(tǒng)的分散協(xié)同。例如一個(gè)區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)就要具有獨(dú)立運(yùn)營(yíng)實(shí)體和能量管理，保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性、電能質(zhì)量、以及與用戶的互動(dòng)等，都對(duì)數(shù)據(jù)的采集、通信和處理提出了更高的要求。能源互聯(lián)網(wǎng)要支持靈活的能量和信息分享，尤其是新能源的接入、分散式能量管理和與用戶負(fù)荷互動(dòng)的加強(qiáng)，對(duì)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性提出了更高的要求。能源互聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)和實(shí)時(shí)電價(jià)的基礎(chǔ)，因此大數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要支持從底層的能量交換控制、上層的能量路由與管理，乃至新的商業(yè)模式和市場(chǎng)機(jī)制等等，大數(shù)據(jù)采集、分析和處理的速度要求更高。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)需要非常大的數(shù)據(jù)處理、傳輸和存儲(chǔ)能力，目前云計(jì)算平臺(tái)是最符合要求的計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算資源和物理資源的虛擬化，通過(guò)資源池對(duì)處理能力進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)分配和調(diào)用，具有一定的可伸縮性，能夠最大限度地利用已有計(jì)算能力，降低運(yùn)行成本，節(jié)省用戶開支。同時(shí)，云平臺(tái)還具有一定的安全性，可以保證用戶數(shù)據(jù)不被竊取。大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)的結(jié)合，將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的基本性能支撐。能源互聯(lián)網(wǎng)側(cè)重分布式能源和可再生能源的接入和互聯(lián)，大數(shù)據(jù)分析在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用包括負(fù)荷建模、負(fù)荷預(yù)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制、需求側(cè)管理與響應(yīng)、分布式能源接入、多能調(diào)度規(guī)劃、自動(dòng)故障定位、系統(tǒng)安全與態(tài)勢(shì)感知等。(一)負(fù)荷建模作為電力大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)的結(jié)合，負(fù)荷云庫(kù)概念被提了出來(lái)。負(fù)荷云庫(kù)主要利用云平臺(tái)存儲(chǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)負(fù)荷相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，以輔助實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用。例如，對(duì)于負(fù)荷建模，所考慮的數(shù)據(jù)越全面，采樣頻率越高，數(shù)據(jù)質(zhì)量越好，負(fù)荷參數(shù)估計(jì)的精確度和魯棒性也會(huì)越好，其大數(shù)據(jù)應(yīng)用性能將會(huì)得到明顯提升。而根據(jù)負(fù)荷云庫(kù)的設(shè)計(jì)，可以提供經(jīng)過(guò)預(yù)處理的，與能源互數(shù)字能源發(fā)展白皮書聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)負(fù)荷有關(guān)，覆蓋各個(gè)方面和技術(shù)細(xì)節(jié)的海量數(shù)據(jù)，從而將顯著提高負(fù)荷建模的性能，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的整體性能。負(fù)荷建模是能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析的主要應(yīng)用，其結(jié)果可以用于負(fù)荷預(yù)測(cè)、電力調(diào)度、故障定位和實(shí)時(shí)仿真。負(fù)荷建模決定了能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析的整體性能，具有非常重要的地位。傳統(tǒng)電網(wǎng)中，負(fù)荷辨識(shí)是一個(gè)難以解決的問(wèn)題。由于缺乏整體全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致只能以保守度換取大的可靠度，不僅造成設(shè)備的冗余，系統(tǒng)的運(yùn)行效率也受影響。能源互聯(lián)網(wǎng)階段，采用先進(jìn)的信息通信技術(shù)，系統(tǒng)可以采集到覆蓋整個(gè)系統(tǒng)的全面海量數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的支撐下，電力負(fù)荷的精確辨識(shí)將成為可能。(二)負(fù)荷預(yù)測(cè)能源互聯(lián)網(wǎng)的正常運(yùn)行和調(diào)度離不開負(fù)荷預(yù)測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)，除了利用大量在線數(shù)據(jù)，還需要海量的歷史同期數(shù)據(jù)和天氣環(huán)境數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)支持必不可少。對(duì)于傳統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè)，由于數(shù)據(jù)的不充分和分析能力受限，難以得到十分有用的結(jié)果，能源互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)改變了這一局面。通過(guò)大數(shù)據(jù)采集和高性能分析技術(shù)，精確負(fù)荷預(yù)測(cè)將成為可能。未來(lái)的負(fù)荷預(yù)測(cè)將向著適應(yīng)各種時(shí)間維度和空間復(fù)雜度，預(yù)測(cè)結(jié)果更加精確、更加及時(shí)有效的方向發(fā)展。(三)狀態(tài)評(píng)估狀態(tài)評(píng)估主要對(duì)狀態(tài)進(jìn)行分類以確定系統(tǒng)所處的狀態(tài)。如基于電壓的穩(wěn)定性評(píng)估，決定系統(tǒng)是否處于失穩(wěn)狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)所處的狀態(tài)，可以制定相應(yīng)的操作決策。由于對(duì)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都需要進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)間序列分析，同時(shí)需要考慮節(jié)點(diǎn)間的位置關(guān)系，節(jié)點(diǎn)多、采集頻率高，計(jì)算任務(wù)重，需要大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的支持。將狀態(tài)評(píng)估應(yīng)用于大的電力網(wǎng)絡(luò)，需要進(jìn)一步提升其計(jì)算效率和分類準(zhǔn)確性。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)性能要求的提高，需要擴(kuò)大狀態(tài)評(píng)估的范圍，考慮節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系，達(dá)到對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體性能的了解，實(shí)現(xiàn)全局狀態(tài)評(píng)估。(四)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制電能質(zhì)量包括輸變電網(wǎng)絡(luò)的各種電氣特征，如有功、無(wú)功、壓降、諧波和頻率波動(dòng)等。電能質(zhì)量決定了電網(wǎng)的性能和用戶的用能體驗(yàn)，是用戶和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的主要交互信息之一，將最終決定雙方的收益，因此不可忽視。隨著分布式電源越來(lái)越多地接入配電網(wǎng)，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)，為了解決傳統(tǒng)電網(wǎng)的計(jì)算精度不足等問(wèn)題，一個(gè)基本的前提就是提高采集點(diǎn)的數(shù)量和采集數(shù)據(jù)的頻率，尤其對(duì)于電壓暫降等暫態(tài)問(wèn)題的分析，其規(guī)模將達(dá)到大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的程度。因此，該功能同樣需要大數(shù)據(jù)分析。(五)需求側(cè)管理與響應(yīng)隨著的能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，用戶既是消費(fèi)者，又是生產(chǎn)者。通過(guò)電力網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，用戶能夠與發(fā)電方進(jìn)行交互，協(xié)商決定電能的使用。同時(shí)，用戶間也可以進(jìn)行能源共享，供需關(guān)系變得復(fù)雜化。數(shù)字能源發(fā)展白皮書因此，需求側(cè)管理在能源互聯(lián)網(wǎng)中變得更加重要。需求側(cè)管理需要利用海量的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測(cè)相關(guān)功能。網(wǎng)絡(luò)越大，數(shù)據(jù)量越大，大數(shù)據(jù)分析工具將是重要手段。(六)分布式能源接入分布式能源的大規(guī)模接入是能源互聯(lián)網(wǎng)的基本特征之一，體現(xiàn)了能源互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)越性和先進(jìn)性，同時(shí)也將影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，分布式能源的接入規(guī)模將越來(lái)越大，所采集的能源設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和電力相關(guān)數(shù)據(jù)也隨之增加，需要使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析預(yù)測(cè)和有效調(diào)度。對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)，分布式能源接入主要通過(guò)微網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。分布式能源接入將向著更大規(guī)模接入和更有效本地消納、更高傳輸效率與共享、多能互補(bǔ)等方向發(fā)展。(七)多能調(diào)度規(guī)劃分布式能源的接入提高了電力網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性和靈活性，但各種分布式能源的生產(chǎn)特性互不相同，且有一定的互補(bǔ)性，統(tǒng)一調(diào)度與規(guī)劃才能同時(shí)提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。因此多能調(diào)度與規(guī)劃是必要的。隨著調(diào)度規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)量不斷擴(kuò)展，且性能要求不斷提高，大數(shù)據(jù)分析將是有效的技術(shù)。(八)自動(dòng)故障定位借助于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)(如關(guān)聯(lián)方法)與傳統(tǒng)故障定位技術(shù)相結(jié)合，有可能提高定位精度和速度。能源互聯(lián)網(wǎng)中的故障定位將向著適應(yīng)復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、多電源、源—網(wǎng)一荷協(xié)同，進(jìn)一步提高定位精度和減少定位時(shí)延的方向發(fā)展。(九)系統(tǒng)安全系統(tǒng)安全貫穿于整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)安全將向著集中控制與分散協(xié)作相結(jié)合，整體控制與局部控制并重的方向發(fā)展。對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)，信息系統(tǒng)與控制系統(tǒng)將緊密耦合，對(duì)系統(tǒng)安全的要求更高。(十)態(tài)勢(shì)感知態(tài)勢(shì)感知用于電力系統(tǒng)并不少見，目前，基于配電網(wǎng)絡(luò)的態(tài)勢(shì)感知仍處于研究階段，其計(jì)算量較大，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，感知效果并不理想。對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知同樣是不可或缺的，它可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和預(yù)判，從而提前做出決策，進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)即測(cè)、即判、即控的目標(biāo)。隨著監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的增加，態(tài)勢(shì)感知所需分析的數(shù)據(jù)組合將呈爆炸性的增長(zhǎng)，對(duì)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的使用成為必然。以上列舉的應(yīng)用相互之間有一定的依賴和支撐關(guān)系，它們共同構(gòu)成了能源互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景。此外，實(shí)際上能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)還涉及設(shè)備管理、能量交易、運(yùn)營(yíng)管理、服務(wù)政府等其他方面的應(yīng)用，也都需要大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐。能源互聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)和實(shí)時(shí)電價(jià)的基礎(chǔ)，因此大數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要支持從底層的能量交換控制、上層的能量路由與管理，乃至新的商業(yè)模式和市場(chǎng)機(jī)制等等，大數(shù)據(jù)采集、分析和處理的速度要求更高。在微觀層面上，一方面，用戶可以隨時(shí)隨地、按自身需求訂制信息服務(wù)，便捷地獲取能源資源信息；另一方面，大數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)能夠在精確分析用戶綜合用能習(xí)慣的基礎(chǔ)上，在多個(gè)用戶之間進(jìn)行比較分析，為用戶提供能源綜合利用優(yōu)化方案，引導(dǎo)用戶用能與能源供應(yīng)相協(xié)調(diào)。數(shù)字能源發(fā)展白皮書在宏觀層面上，大數(shù)據(jù)技術(shù)將發(fā)揮數(shù)據(jù)匯總、分析、傳輸?shù)穆毮?，起到銜接各個(gè)技術(shù)模塊的關(guān)鍵作用。規(guī)劃前期，能源規(guī)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過(guò)大數(shù)據(jù)采集技術(shù)匯總到云端，由大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析及展現(xiàn)技術(shù)分析計(jì)算各個(gè)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，與廣域能源優(yōu)化配置規(guī)劃技術(shù)相結(jié)合，制定優(yōu)化的規(guī)劃方案；在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，各個(gè)能源模塊之間的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)也將上傳至云端，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)展現(xiàn)技術(shù)等模擬仿真技術(shù)，預(yù)測(cè)能源模塊之間的能量流，與多能流互補(bǔ)控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源資源的實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度與合理化分配。2.4.2文本挖掘技術(shù)文本挖掘是抽取有效、新穎、有用、可理解的、散布在文本文件中的有價(jià)值知識(shí)，并且利用這些知識(shí)更好地組織信息的過(guò)程。文本預(yù)處理(特征提取)文本挖掘是信息挖掘的一個(gè)研究分支，用于基于文本信息的知識(shí)發(fā)現(xiàn)。文本挖掘利用智能算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于案例的推理、可能性推理等，并結(jié)合文字處理技術(shù)，分析大量的非結(jié)構(gòu)化文本源(如文檔、電子表格、客戶電子郵件、問(wèn)題查詢、網(wǎng)頁(yè)等),抽取或標(biāo)記關(guān)鍵字概念、文字間的關(guān)系，并按照內(nèi)容對(duì)文檔進(jìn)行分類，獲取有用的知識(shí)和信息。文本挖掘作為一個(gè)新的數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，其目的在于把文本信息轉(zhuǎn)化為人可利用的知識(shí)。文本挖掘的關(guān)鍵技術(shù)包括文檔聚類、文檔分類和自動(dòng)文摘三種主要技術(shù)。文檔聚類可以發(fā)現(xiàn)與某文檔相似的一批文檔，幫助知識(shí)工作者發(fā)現(xiàn)相關(guān)知識(shí)；其次，文檔聚類可以將一個(gè)文檔聚類成若干個(gè)類，提供一種組織文檔集合的方法；再次，文檔聚類還可以生成分類器以對(duì)文檔進(jìn)行分類。文檔聚類可用于提供大規(guī)模文檔集內(nèi)容的總括；識(shí)別隱藏的文檔間的相似度；減輕瀏覽相關(guān)、相似信息的過(guò)程。聚類方法通常有層次聚類法、平面劃分法、簡(jiǎn)單貝葉斯聚類法、K-最近鄰參照聚類法、分級(jí)聚類法、基于概念的文本聚類等。文檔分類，分類和聚類的區(qū)別在于分類是基于已有的分類體系表的，而聚類則沒(méi)有分類表，只是基于文檔之間的相似度。由于分類體系表一般比較準(zhǔn)確、科學(xué)地反映了某一個(gè)領(lǐng)域的劃分情況，所以在信息系統(tǒng)中使用分類的方法，能夠讓用戶手工遍歷一個(gè)等級(jí)分類體系來(lái)找到自己需要的信息，達(dá)到發(fā)現(xiàn)知識(shí)的目的，這對(duì)于用戶剛開始接觸一個(gè)領(lǐng)域想了解其中的情況，或者用戶不能夠準(zhǔn)確地表達(dá)自己的信息需求時(shí)特別有用。傳統(tǒng)搜索引擎中目錄式搜索引擎屬于分類的范疇，但是許多目錄式搜索引擎都采用人工分類的方法，不僅工作量巨大，而且準(zhǔn)確度不高，大大限制了其作用的發(fā)揮。另外，用戶在檢索時(shí)往往能數(shù)字能源發(fā)展白皮書得到成千上萬(wàn)篇文檔，這讓他們?cè)跊Q定哪些是與自己需求相關(guān)時(shí)會(huì)遇到麻煩，如果系統(tǒng)能夠?qū)z索結(jié)果分門別類地呈現(xiàn)給用戶，則顯然會(huì)減少用戶分析檢索結(jié)果的工作量，這是自動(dòng)分類的另一個(gè)重要應(yīng)用。文檔自動(dòng)分類一般采用統(tǒng)計(jì)方法或機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，常用的方法有簡(jiǎn)單貝葉斯分類法，矩陣變換法、K-最近鄰參照分類算法以及支持向量機(jī)分類方法等。自動(dòng)文摘能夠生成簡(jiǎn)短的關(guān)于文檔內(nèi)容的指示性信息，將文檔的主要內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶，以決定是否要閱讀文檔的原文，這樣能夠節(jié)省大量的瀏覽時(shí)間。簡(jiǎn)單地說(shuō)自動(dòng)文摘就是利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)地從原始文檔中提取全面準(zhǔn)確地反映該文檔中心內(nèi)容的簡(jiǎn)單連貫的短文。自動(dòng)文摘具有以下特點(diǎn)：①自動(dòng)文摘應(yīng)能將原文的主題思想或中心內(nèi)容自動(dòng)提取出來(lái)；②文摘應(yīng)具有概況性、客觀性、可理解性和可讀性；③可適用于任意領(lǐng)域。按照生成文摘的句子來(lái)源，自動(dòng)文摘方法可以分成兩類，一類是完全使用原文中的句子來(lái)生成文摘，另一類是可以自動(dòng)生成句子來(lái)表達(dá)文檔的內(nèi)容。后者的功能更強(qiáng)大，但在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，自動(dòng)生成句子是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)生的新句子不能被理解的情況，因此目前大多用的是抽取生成法。目前文本挖掘技術(shù)在電力企業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，如深圳供電局在日常工作中發(fā)現(xiàn)，客服工單中記錄了客戶用電咨詢、用電報(bào)表、電量電費(fèi)查詢、停電信息咨詢、停電通知、故障報(bào)修、投訴舉報(bào)等服務(wù)過(guò)程信息，這些信息中隱含有用戶大量的用電需求及潛在投訴風(fēng)險(xiǎn)，而傳統(tǒng)客服工單分析往往僅以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為唯一數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析，導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)化客服工單中數(shù)據(jù)價(jià)值難以體現(xiàn)。因此深圳供電局以文本挖掘技術(shù)為手段，通過(guò)文本數(shù)據(jù)收集、建立分詞詞典、進(jìn)行詞頻分析及關(guān)鍵詞確認(rèn)，最后再?gòu)挠脩敉对V原因及用戶訴求兩個(gè)方向，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而準(zhǔn)確掌握用戶投訴、抱怨主要原因及各相關(guān)因素重要性程度，同時(shí)準(zhǔn)確掌握用戶訴求并制定相應(yīng)的營(yíng)銷策略，使得客戶服務(wù)質(zhì)量得到大幅提升。2.4.3知識(shí)圖譜技術(shù)根據(jù)能源互聯(lián)網(wǎng)多能出力和負(fù)荷歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、天氣信息、地理信息等信息，建立用戶用能特征輸入數(shù)據(jù)序列，利用RFM消費(fèi)特征模型用于原始用戶數(shù)據(jù)的挖掘、提煉并對(duì)不合理數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)修正，得到預(yù)處理后的用戶特征數(shù)據(jù)；建立基于知識(shí)圖譜Tensor張量分級(jí)、K-Means及幾何模板匹配等方法對(duì)用戶用能特性偏好、消費(fèi)類型習(xí)慣等多維細(xì)粒度行為數(shù)據(jù)的多切面實(shí)體分類的標(biāo)簽化屬性抽象，生成若干個(gè)用戶類別的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并建立基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的用戶需求特征時(shí)間序列聚類模型；研究考慮產(chǎn)能特性、供求特性以及用能特性等差異的用戶響應(yīng)彈性及消費(fèi)驅(qū)動(dòng)因素，建立差異化用戶響應(yīng)潛力評(píng)估方法。此外還需要針對(duì)相應(yīng)的電價(jià)政策和市場(chǎng)機(jī)制，研究定制化及套餐化的用戶側(cè)需求響應(yīng)方法，并通過(guò)配置合理高效的需求響應(yīng)系統(tǒng)，包括主站系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、智能終端，依照開放互聯(lián)協(xié)議，實(shí)數(shù)字能源發(fā)展白皮書現(xiàn)電價(jià)激勵(lì)信號(hào)、用戶選擇及執(zhí)行信息等雙向交互，達(dá)到用戶負(fù)荷自主可控的目的。在能源互聯(lián)網(wǎng)中，多種用戶側(cè)需求響應(yīng)資源的優(yōu)化調(diào)度將提高能源綜合利用效率。企