能源基金會(huì)-碳中和背景下數(shù)字技術(shù)賦能的中國新型電力系統(tǒng)

型電力系統(tǒng)China'snewpowersystemenabledbytechnologyunderthebackgroundofcarbonneutralization賽迪顧問股份有限公司2022.9.30CCIDConsultingCompanyLimitedSeptember30,2022致謝本研究由賽迪顧問雙碳經(jīng)濟(jì)研究中心統(tǒng)籌撰寫，由能源基金會(huì)提供資金支持。本研究是【能源基金會(huì)低碳轉(zhuǎn)型項(xiàng)目工作組的課題】免責(zé)聲明品及服務(wù)。目 錄前 言 1Abstract 3第一章數(shù)字技術(shù)與中國新型電力系統(tǒng) 5一、數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展新引擎 5（一）國家政策推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)邁向成熟 5（二）數(shù)字與實(shí)體融合引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展 6（三）“新基建”夯實(shí)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ) 7（四）數(shù)字經(jīng)濟(jì)將助力高水平對(duì)外開放 7二、數(shù)字化轉(zhuǎn)型是中國電力系統(tǒng)面向未來的主旋律 8（一）數(shù)字技術(shù)與電力系統(tǒng)融合日益加深 8（二）技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)電力系統(tǒng)階段性變革 12（三）電力數(shù)字化發(fā)展政策環(huán)境持續(xù)改善 15（四）電力系統(tǒng)數(shù)字化未來重點(diǎn)逐漸明晰 21三、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必經(jīng)之路 24（一）電力系統(tǒng)將面臨多層次更大挑戰(zhàn) 25（二）數(shù)字技術(shù)賦能將發(fā)揮更關(guān)鍵作用 27（三）數(shù)字基建將塑造電力供需新格局 27四、報(bào)告的目的和框架 28第二章數(shù)字技術(shù)打造綠色低碳電力之“源” 31一、內(nèi)容概述 31二、面臨挑戰(zhàn) 31（一）火電功能轉(zhuǎn)換需要調(diào)峰能力進(jìn)一步提升 31（二）新能源電力不確定性導(dǎo)致并網(wǎng)難度加大 32（三）新能源電源結(jié)構(gòu)面臨安全性穩(wěn)定性挑戰(zhàn) 33三、數(shù)字化解決方案 34（一）火電靈活性深度改造 34（二）新能源電場(chǎng)高效運(yùn)維 43（三）“風(fēng)光水火儲(chǔ)”多能互補(bǔ)體系建設(shè) 51四、措施建議 58五、本章小結(jié) 59第三章數(shù)字技術(shù)編織堅(jiān)強(qiáng)智能電力之“網(wǎng)” 62一、內(nèi)容概述 62二、面臨挑戰(zhàn) 62（一）電力供需模式轉(zhuǎn)變要求電網(wǎng)具備更強(qiáng)靈活性 62（二）新能源電力消納需要高容量長距離輸電保障 63（三）新能源電力集中式和分布式并存帶來新要求 63三、數(shù)字化解決方案 64（一）智能電網(wǎng)建設(shè) 64（二）特高壓數(shù)字化裝備 71（三）微電網(wǎng)智慧管理 79四、措施建議 89五、本章小結(jié) 90第四章數(shù)字技術(shù)支撐多元互動(dòng)電力之“荷” 93一、內(nèi)容概述 93二、面臨挑戰(zhàn) 93（一）電力系統(tǒng)低碳發(fā)展對(duì)綠色用能提出更高要求 93（二）新型電力系統(tǒng)與電力市場(chǎng)建設(shè)需要協(xié)同推進(jìn) 94（三）數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)?；l(fā)展導(dǎo)致用電負(fù)荷增長 94三、數(shù)字化解決方案 95（一）工業(yè)領(lǐng)域 95（二）交通領(lǐng)域 98（三）建筑領(lǐng)域 101（四）民生領(lǐng)域 104四、措施建議 107五、本章小結(jié) 108第五章數(shù)字技術(shù)賦能安全可靠電力之“儲(chǔ)” 一、內(nèi)容概述 二、面臨挑戰(zhàn) （一）提升新型電力系統(tǒng)電力供給能力和品質(zhì) （二）增強(qiáng)新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)靈活性和安全性 （三）探索新型電力系統(tǒng)消費(fèi)新場(chǎng)景和新模式 三、數(shù)字化解決方案 （一）電源側(cè)儲(chǔ)能 （二）電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能 （三）負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能 四、措施建議 五、本章小結(jié) 120第六章數(shù)字技術(shù)助推“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化” 122一、內(nèi)容概述 122二、面臨挑戰(zhàn) 122（一）重塑“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”電力系統(tǒng)新架構(gòu) 122（二）轉(zhuǎn)變“源隨荷動(dòng)”的傳統(tǒng)運(yùn)行模式 123（三）強(qiáng)化“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”運(yùn)維管理 123三、數(shù)字化解決方案 124（一）協(xié)同體系規(guī)劃設(shè)計(jì) 124（二）深度互動(dòng)系統(tǒng)搭建 125（三）運(yùn)行系統(tǒng)高效管理 126四、措施建議 128五、本章小結(jié) 130第七章總結(jié)與展望 132一、數(shù)字技術(shù)在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望 132二、數(shù)字技術(shù)與電力系統(tǒng)融合需要關(guān)注的其他問題 139三、推動(dòng)中國新型電力系統(tǒng)數(shù)字化建設(shè)的措施和建議 141（一）要素保障，優(yōu)化電力數(shù)字融合發(fā)展環(huán)境 141（二）資金支持，加大財(cái)政金融引導(dǎo)扶持力度 143（三）智力支撐，健全新型電力系統(tǒng)人才生態(tài) 144（四）創(chuàng)新加速，強(qiáng)化關(guān)鍵數(shù)字賦能技術(shù)供給 146（五）示范引領(lǐng)，加快電力數(shù)字技術(shù)應(yīng)用推廣 147（六）分類施策，筑牢電力網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全防線 149前 言2020年9月，中國在聯(lián)合國大會(huì)上向世界鄭重承諾，二20302060年前20219上低碳發(fā)展之路提供了戰(zhàn)略指引。步穩(wěn)蹄疾，正在加速實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)“質(zhì)與量”的雙向提升。本研究報(bào)告圍繞數(shù)字技術(shù)發(fā)展與中國新型電力系統(tǒng)建統(tǒng)梳理了數(shù)字技術(shù)在關(guān)鍵環(huán)節(jié)當(dāng)前的主要應(yīng)用情況和前瞻的不足，并提出針對(duì)性相關(guān)措施建議，最后對(duì)未來中國新型電力系統(tǒng)數(shù)字化建設(shè)進(jìn)行總結(jié)展望。AbstractInSeptember2020,ChinamadeasolemncommitmenttotheworldattheUnitedNationsGeneralAssemblythatcarbondioxideemissionswillpeakbefore2030andstrivetoachievecarbonneutralityby2060(hereinafterreferredtoasthe"doublecarbon"goal).Atpresent,theChineseelectricpowerindustrycarbonemissionsaccountsfortheproportionofthetotalcarbonemissionsto40%,lowcarbontransformationofpowersystemisthekeytoachievethe"doublecarbon"goal.InSeptember2021,theCentralCommitteeoftheCommunistPartyofChinaandTheStateCouncilissuedthe"OpinionsontheComplete,AccurateandComprehensiveImplementationofthenewDevelopmentConceptandtheofcarbonPeakandcarbonNeutrality",whichtooktheconstructionofanewpowersystemwithnewenergyasthemainpartasoneofthekeytaskstopromotethe"doublecarbon"work.Thisprovidesstrategicguidanceforthepowersystemtoembarkontheroadoflow-carbondevelopment.Inrecentyears,China'sdigitaleconomyhasdevelopedrapidlyandgraduallyaccelerateditsdeepintegrationwithallareasoftheeconomyandDigitaltechnologiessuchascloudcomputing,bigdata,Internetofthings,mobileInternet,artificial intelligence and blockchain have also played importantroleinenablingtheconstructionofnewpowersystems.thecross-integrationofdigitaltechnologyandallaspectsofthepowersystem,theintegrateddevelopmentof"source,grid,loadandstorage"ofChina'snewpowersystemissteppingsteadilyandacceleratingtorealizethetwo-wayimprovementof"qualityandquantity"ofthepowersystem.ThisresearchreportfocusesonthecooperationbetweenthedevelopmentofdigitaltechnologyandtheconstructionofChina'snewpowersystem,anddiscussesthemainsituationsandchallengesfacedbyChina'snewpowersystemconstructionfromthefiveaspectsofsource,network,charge,storageandintegration.Thecurrentmainapplicationsituationandprospectiveapplicationscenarioofdigitaltechnologyinkeylinksaresystematicallysortedout,andtheshortcomingsofdigitaltechnologyintheprocessofintegratingintothepowersystemareexplored.thepaperputsforwardrelevantmeasuresandlooksforwardtothefuturedigitalconstructionofChina'snewpowersystem.第一章數(shù)字技術(shù)與中國新型電力系統(tǒng)一、數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展新引擎濟(jì)正在引領(lǐng)中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域發(fā)生深刻變革。（一）國家政策推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)邁向成熟20157月國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”2020713于支持新業(yè)態(tài)新模式健康發(fā)展激活消費(fèi)市場(chǎng)帶動(dòng)擴(kuò)大就業(yè)1519項(xiàng)2021年政府工作報(bào)告202043.214.9%GDP比重為化、智能化”成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展中的關(guān)鍵詞。（二）數(shù)字與實(shí)體融合引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展破傳統(tǒng)信息處理終端以及傳輸方式的限制，正大幅向更廣、5G存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析等的需求不斷提升，數(shù)據(jù)中心、5G5G20205G72萬25008展進(jìn)入高速增長期。（四）數(shù)字經(jīng)濟(jì)將助力高水平對(duì)外開放中國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展將進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)字技術(shù)的快月，中國正式提出申請(qǐng)加入《數(shù)字經(jīng)濟(jì)貿(mào)易投資增長和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇作出積極貢獻(xiàn)。二、數(shù)字化轉(zhuǎn)型是中國電力系統(tǒng)面向未來的主旋律60現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)、解決無電人口等方面取得了舉世矚目的成績，（一）數(shù)字技術(shù)與電力系統(tǒng)融合日益加深二十世紀(jì)六十年代，計(jì)算科學(xué)在電力行業(yè)開始得到應(yīng)用。世紀(jì)中下葉，中國電力行業(yè)信息化建設(shè)進(jìn)入初期發(fā)展階段，各種中小型計(jì)算機(jī)開始在電力行業(yè)科學(xué)計(jì)算和工程運(yùn)算方力工程設(shè)計(jì)的周期等目的。二十世紀(jì)八十年代，信息技術(shù)開始滲透到電力行業(yè)各專項(xiàng)業(yè)務(wù)中。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化處理事項(xiàng)的能力的增強(qiáng)，理信息的單項(xiàng)運(yùn)行系統(tǒng)。電力系統(tǒng)綜合業(yè)務(wù)方向發(fā)展。20002005國電力生產(chǎn)和電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用成熟，火電、水電、調(diào)度自動(dòng)化配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能量管理信息系統(tǒng)等各種電力調(diào)度自動(dòng)化以新能源為主的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型加速轉(zhuǎn)變。圖1中國電力數(shù)字化發(fā)展歷史沿革數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問整理，2022.08（二）技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)電力系統(tǒng)階段性變革電力系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展初級(jí)階段是電力自動(dòng)化。該階段以電力生產(chǎn)監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)中基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)采集和對(duì)信息通信類技術(shù)電力系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展的中級(jí)階段是電力信息化。在這一前防御的風(fēng)險(xiǎn)控制優(yōu)勢(shì)，保障電力系統(tǒng)靈活、安全、高效、可靠運(yùn)行。電力系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展的高級(jí)階段是電力智能化。實(shí)體?；瘜?duì)電力結(jié)構(gòu)、發(fā)電效率和電力安全等產(chǎn)生顯著影響。行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入電力智能化階段，是能源數(shù)字化的先行領(lǐng)域。電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。表1電力數(shù)字化轉(zhuǎn)型服務(wù)重點(diǎn)企業(yè)序號(hào)企業(yè)名稱主要技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景行業(yè)案例1華為數(shù)字電網(wǎng)、數(shù)字運(yùn)營、數(shù)字服務(wù)領(lǐng)域提供場(chǎng)景化解決方案電網(wǎng)、電力運(yùn)維、電力設(shè)施助力數(shù)字南網(wǎng)玉溪供電局在行業(yè)內(nèi)部署MS-OTN光傳輸網(wǎng)絡(luò)2騰訊騰訊云綜能工場(chǎng)（產(chǎn)品）能源物聯(lián)解決方案智能電合能源3阿里能源智能解決方案，利用人工智能技術(shù)為產(chǎn)業(yè)解決痛點(diǎn)。電廠、電網(wǎng)、電力設(shè)備數(shù)據(jù)機(jī)器人提升指揮效率和業(yè)務(wù)生產(chǎn)力水平4浪潮能源電力大數(shù)據(jù)監(jiān)管解決方案電力監(jiān)管蒙能集團(tuán)依托浪潮云眼搭建了內(nèi)蒙古自治區(qū)首個(gè)能源云大數(shù)據(jù)平臺(tái)5中科曙光電力大數(shù)據(jù)一體化解決方案電力調(diào)度智能電網(wǎng)遼寧電力視頻結(jié)構(gòu)化處理平臺(tái)光伏發(fā)電6華三通信智慧電廠解決方案電廠國家能源集團(tuán)宿遷智慧電廠建設(shè)7科林電氣電力系統(tǒng)完整解決方案電廠、電網(wǎng)、電力基礎(chǔ)設(shè)施陜京四線三座壓氣站變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)8中興5G+智能電網(wǎng)解決方案智能電網(wǎng)南方電網(wǎng)5G智能電網(wǎng)應(yīng)用示范區(qū)9威盛集團(tuán)能源計(jì)量與能效管理智能電表、合同能源管理基于區(qū)塊鏈的微電網(wǎng)用戶能源交易與大數(shù)據(jù)分析融合集成應(yīng)用示范項(xiàng)目10國電南瑞能源互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案智能發(fā)電、調(diào)控、輸電、配電、用電南京供電公司江北基地綜合能源服務(wù)11中電科安電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和解決方案配電物聯(lián)網(wǎng)、智慧用電新疆新能大廈智能配電系統(tǒng)改造項(xiàng)目12太極智慧能源電力運(yùn)監(jiān)測(cè)國網(wǎng)上海電力自動(dòng)化運(yùn)行管理平臺(tái)13金智科技智慧能源智慧電廠華能金陵電廠二期2*1030MW機(jī)組ECMS系統(tǒng)14高新興電力物聯(lián)網(wǎng)配電、智能巡檢、智慧工地15優(yōu)諾數(shù)字孿生數(shù)字電網(wǎng)一張圖、智慧變電站國網(wǎng)上海電力練塘新視界物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)16美林?jǐn)?shù)據(jù)大數(shù)據(jù)電力數(shù)據(jù)應(yīng)用管理西電集團(tuán)中低壓輸配電裝備智能制造新模式項(xiàng)目17趣鏈科技區(qū)塊鏈分布式電力交易18云智環(huán)能能源服務(wù)數(shù)字化平臺(tái)電力需求側(cè)管理、響應(yīng)助力ft西美錦能源建立電力能效管理平臺(tái)19朗坤工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)電力運(yùn)維助力江蘇國信集團(tuán)建設(shè)了能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)下屬15家電廠的集中化、集約化管控20中天科技輸配電一體化解智能電研發(fā)超長距離輸電決方案網(wǎng)、電力設(shè)備線路光纖隨機(jī)激光傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)21國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團(tuán)信息通信技術(shù)智能電互聯(lián)網(wǎng)電工裝備智慧物聯(lián)平臺(tái)、數(shù)字員工、電力北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)22東方國信風(fēng)電云解決方案風(fēng)電數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問整理，2022.08（三）電力數(shù)字化發(fā)展政策環(huán)境持續(xù)改善20022008列政策標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)，主要圍繞“電力供應(yīng)側(cè)的智能電網(wǎng)、電力需求側(cè)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)”等三個(gè)方面，電力數(shù)字化的發(fā)展。表2中國電力數(shù)字化相關(guān)政策發(fā)布日期政策文件發(fā)布單位相關(guān)內(nèi)容2022.5《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》國家發(fā)展改革委、國家能源局加快構(gòu)建適應(yīng)新能源占比逐漸2022.1型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》國家發(fā)展改革委、國家能源局2021.11源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》國家能源局、科學(xué)技術(shù)部圍繞大規(guī)模高比例新能源友好2021.10再生能源發(fā)展規(guī)劃》國家發(fā)展改革委、國家能源局等9部門加快建設(shè)可再生能源存儲(chǔ)調(diào)節(jié)對(duì)高比例可再生能源的適應(yīng)能力2021.6《關(guān)于印發(fā)能5G實(shí)施方案的通知》國家發(fā)展改革委、國家能源局、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部5G5G應(yīng)用相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)2021.4《2021工作指導(dǎo)意見》國家能源局多能互補(bǔ)等智慧能源與智慧城市、園區(qū)協(xié)同發(fā)展2021.2《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》國家發(fā)展改革委、國家能源局依托“云大物移智鏈”等技術(shù)，2020.12《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局探索電力網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)聯(lián)動(dòng)建設(shè)、2020.6《關(guān)于做好2020年能源安全保障工作的指導(dǎo)意見》國家發(fā)展改革委、國家能源局實(shí)施配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃，2019.7《工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理工作指南》工業(yè)和信息化部利用泛在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)2019.6新基地（電網(wǎng)）驗(yàn)做法的通知》國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)建設(shè)智能電網(wǎng)領(lǐng)域國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地，構(gòu)建技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共2019.5《關(guān)于加強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的指導(dǎo)意見》國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、國家能源局重點(diǎn)開展能源互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體2018.7《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)及推廣指南》工業(yè)和信息化部化設(shè)備上云用云2018.3《2018工作指導(dǎo)意見》國家能源局推進(jìn)配電網(wǎng)改造和智能電網(wǎng)建設(shè)，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率2018.2力的指導(dǎo)意見》國家發(fā)展改革委、國家能源局推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)、智能微電網(wǎng)，構(gòu)建多層次智能電力系統(tǒng)調(diào)度等電力需求響應(yīng)及用戶互動(dòng)工程示范2017.11《高端智能再制造行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020》工業(yè)和信息化部鼓勵(lì)新一代信息技術(shù)在電力行業(yè)大型機(jī)電裝備中應(yīng)用2017.9管理辦法（訂版》國家發(fā)展改革委等六部委2017.1《國務(wù)院辦公廳關(guān)于創(chuàng)新管理優(yōu)化服務(wù)培育壯大經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)能加快新舊動(dòng)能接續(xù)轉(zhuǎn)換的意見》國務(wù)院辦公廳建立全面接納高比例新能源電力的新型電力系統(tǒng)2016.12《關(guān)于印發(fā)“三五”化規(guī)劃的通知》國務(wù)院推動(dòng)信息技術(shù)與能源技術(shù)融合滲透，推廣能源互聯(lián)網(wǎng)2016.11《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》國家發(fā)展改革委、國家能源局控制技術(shù)、海上智能風(fēng)電機(jī)組2016.11《關(guān)于印發(fā)“十三五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》國務(wù)院源電力消納能力2016.10《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國務(wù)院信息化工作辦國務(wù)院辦公廳在電力行業(yè)中選擇一批重點(diǎn)企公室關(guān)于振興軟件產(chǎn)業(yè)行動(dòng)綱要的通知》2016.8《關(guān)于印發(fā)“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》國務(wù)院聚焦部署大規(guī)?？稍偕茉床⒛茈娋W(wǎng)技術(shù)裝備與系統(tǒng)全面國產(chǎn)化2016.8（2016-2020年》工業(yè)和信息化部鼓勵(lì)工業(yè)園區(qū)建設(shè)電力需求側(cè)2016.2《關(guān)于深入推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的若干意見》國務(wù)院實(shí)施“寬帶中國”戰(zhàn)略和“互聯(lián)網(wǎng)+”城市計(jì)劃，發(fā)展智能電網(wǎng)2015.11《關(guān)于積極發(fā)揮新消費(fèi)引領(lǐng)作用加快培育形成新供給新動(dòng)力的指導(dǎo)意見》國務(wù)院調(diào)整完善有利于智能微電網(wǎng)等新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)配套制度2015.8《關(guān)于加快配電網(wǎng)建設(shè)改造的指導(dǎo)意見》國家發(fā)展改革委現(xiàn)代配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與服務(wù)體系2015.7《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃（2015-2020》國家能源局2020年，中心城市（區(qū)）智能化建設(shè)和應(yīng)用水平大幅度提高2015.7《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》國務(wù)院化電力運(yùn)行監(jiān)測(cè)、管理技術(shù)平互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行雙向通信和智能調(diào)控2015.7《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見》國家發(fā)展改革委國家能源局2015.3《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意中共中央國務(wù)院提高發(fā)達(dá)地區(qū)的用電質(zhì)量及信術(shù)促進(jìn)供需平衡和節(jié)能減排見》2015.3《智能電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)意見》國家電網(wǎng)組織開展輸變電設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2014.11《關(guān)于印發(fā)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）的通知》國務(wù)院辦公廳2014.8展的指導(dǎo)意見》國家發(fā)展改革委等八部委加快電力等公用基礎(chǔ)設(shè)施的智能化建設(shè)2013.10《關(guān)于印發(fā)國家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃的通知》國務(wù)院辦公廳在能源(電力)航系統(tǒng)2013.9《國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)電子振興領(lǐng)導(dǎo)小組關(guān)于搞好中國計(jì)算機(jī)推廣應(yīng)用工作匯報(bào)提綱的通知》國務(wù)院辦公廳四大電網(wǎng)引進(jìn)系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度控制功進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信2013.9《關(guān)于加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》國務(wù)院智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究2013.8需的若干意見》國務(wù)院支持公用設(shè)備設(shè)施的智能化改2013.7展的若干意見》國務(wù)院息技術(shù)的微電網(wǎng)和智能電網(wǎng)技2013.5《關(guān)于印發(fā)“十二五”國家自主創(chuàng)新能力建設(shè)規(guī)劃的通知》國務(wù)院資源優(yōu)化技術(shù)等開發(fā)與推廣能力2013.2《關(guān)于印發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動(dòng)計(jì)劃的通知》國務(wù)院加快智能電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)改造2012.7《關(guān)于大力推進(jìn)信息化發(fā)展和切實(shí)保障信息安全的若干意見》國務(wù)院康發(fā)展2012.7《關(guān)于印發(fā)“二五”性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知》國務(wù)院加快建設(shè)適應(yīng)新能源發(fā)展的智能電網(wǎng)及運(yùn)行體系2012.1《關(guān)于印發(fā)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃（2011—2015年）的通知》國務(wù)院推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用2012.1《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)貴州經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展的若干意見》國務(wù)院加快建設(shè)畢節(jié)—大興北部通道、興仁—獨(dú)ft2012.1《關(guān)于印發(fā)“十二五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》國務(wù)院研發(fā)智能及綠色電網(wǎng)技術(shù)2011.9《關(guān)于印發(fā)“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》國務(wù)院開展智能電網(wǎng)試點(diǎn)2011.3《關(guān)于落實(shí)政府工作報(bào)告重點(diǎn)工作部門分工的意見》國務(wù)院能電網(wǎng)建設(shè)2010.3《關(guān)于落實(shí)政府工作報(bào)告重點(diǎn)工作部門分工的意見》國務(wù)院加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)2009.9《關(guān)于進(jìn)一步實(shí)施東北地區(qū)等老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略的若干意見》國務(wù)院率先在東北電網(wǎng)開展智能電網(wǎng)建設(shè)試點(diǎn)2008.3《關(guān)于印發(fā)中國應(yīng)對(duì)氣候變化國家方案的國務(wù)院重點(diǎn)研發(fā)電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)通知》數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問整理，2022.08（四）電力系統(tǒng)數(shù)字化未來重點(diǎn)逐漸明晰智能電網(wǎng)——2009年國家電網(wǎng)首次提出智能電網(wǎng)概念，0年3從智能電網(wǎng)頂層規(guī)劃、示范試點(diǎn)、技術(shù)創(chuàng)新與攻關(guān)等方面，全面為智能電網(wǎng)建設(shè)提供保障。2016年，國家發(fā)展改革委、2019（智能電網(wǎng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)——隨著中國電力行業(yè)市場(chǎng)化改革的20152016（2016-2020年0文動(dòng)，提高智能用電水平，并形成示范經(jīng)驗(yàn)在交通、建筑、商2019能源互聯(lián)網(wǎng)——2008年，德國首次出現(xiàn)“能源互聯(lián)網(wǎng)”20136個(gè)不同類型的綜合能源示范4926日，習(xí)近平總書記在聯(lián)合國發(fā)展峰會(huì)上倡議“探年，國家發(fā)展改革委、2017201755個(gè)首批能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目已陸續(xù)開工，中國能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入實(shí)操階段。2021數(shù)字低碳發(fā)展——為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的全球氣候變化未來發(fā)展的主要任務(wù)。三、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必經(jīng)之路2020年9月22日，中國在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)首次12月的氣候雄心峰會(huì)上2030GDP二氧200565%以上，非化石能源占一次能1220213之路提供了重要戰(zhàn)略指引。（一）電力系統(tǒng)將面臨多層次更大挑戰(zhàn)火電是必然趨勢(shì)，這個(gè)過程所帶來的變化值得關(guān)注。新能源電力大規(guī)模替代將給電力安全穩(wěn)定帶來挑戰(zhàn)。以時(shí)，所帶來的電力供給安全隱患也愈發(fā)明顯。例如美國在20191020212月發(fā)生的加州和得州嚴(yán)重大規(guī)模20%～面對(duì)未來大規(guī)模新能源電力融入所帶來的電力系統(tǒng)復(fù)雜型未來中國電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型過程中要解決的問題之一。解了新能源電力并網(wǎng)問題，減少了棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象的出現(xiàn)，但未來新能源電力的倍增又將在這方面帶來新的更大挑戰(zhàn)。5G電來更大壓力。（二）數(shù)字技術(shù)賦能將發(fā)揮更關(guān)鍵作用全經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域碳減排方面發(fā)揮了顯著的積極作用，2005-202014-172020年碳強(qiáng)度13-18%能源上網(wǎng)交易規(guī)則，建立智能建筑-電動(dòng)汽車-智能充電樁-統(tǒng)，有效指導(dǎo)工商業(yè)的錯(cuò)峰合理用電并緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。（三）數(shù)字基建將塑造電力供需新格局5G20205G71.8239.0億千瓦時(shí)/0.3%5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步入高5G5255G1747.6億千瓦時(shí)/2.0%。2020年，中國數(shù)據(jù)2401314.0億千瓦時(shí)/1.8%20254362.5億千瓦時(shí)/4.9%2020168.11:12025年，2100萬個(gè)。由此可見，5G四、報(bào)告的目的和框架注中國未來構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)過程中面臨型電力系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行中發(fā)揮更大作用?！短贾泻捅尘跋聰?shù)字技術(shù)賦能的中國新型電力系統(tǒng)》圖2報(bào)告內(nèi)容框架圖30第二章數(shù)字技術(shù)打造綠色低碳電力之“源”打造綠色低碳的電源體系是構(gòu)建以新能源為主的新型針對(duì)數(shù)字技術(shù)在電源側(cè)應(yīng)用的不足之處提出相關(guān)措施建議。二、面臨挑戰(zhàn)（一）火電功能轉(zhuǎn)換需要調(diào)峰能力進(jìn)一步提升20202.822.534665億千瓦時(shí)和較低，20206236萬2.83%，難以提供足夠以上大容量超600MW以下小容量機(jī)組，臨前所未有的壓力。表3德國、丹麥火電靈活性情況電廠類型爬坡率(%/min)最小出力(%)熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)間(h)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間(h)硬煤火電1.5/4/6*40/25/203/2.5/210/5/4褐煤火電1/2.5/460/50/406/4/210/8/6燃?xì)饴?lián)合循環(huán)2/4/850/40/301.5/1/0.54/3/2燃?xì)鈫窝h(huán)8/12/1550/40/30<0.1<0.1注：*表示一般值/先進(jìn)值/目標(biāo)值數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問整理，2022.08（二）新能源電力不確定性導(dǎo)致并網(wǎng)難度加大受氣象情況、地理?xiàng)l件等眾多因素的影響，新能源發(fā)電1潘爾生,田雪沁,徐彤,王新雷.火電靈活性改造的現(xiàn)狀、關(guān)鍵問題與發(fā)展前景[J].電力建設(shè),2020,41(09):58-68.傳統(tǒng)火電，新能源電力并網(wǎng)難度較大。（三）新能源電源結(jié)構(gòu)面臨安全性穩(wěn)定性挑戰(zhàn)網(wǎng)與電能質(zhì)量問題將逐步凸顯。由于換流器抗干擾能力弱，在可再生能源發(fā)展早期在全球范圍便已發(fā)生了大量大規(guī)模2呂志盛，閏立偉，等.新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響研究[J].華東電力,2012,40(2):251-256.3張軍軍.中國新能源發(fā)電并網(wǎng)問題及展望[J].工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化,2016(11):16-17.配電網(wǎng)由功率單向流動(dòng)的無源網(wǎng)絡(luò)變?yōu)楣β孰p向流動(dòng)的有三、數(shù)字化解決方案（一）火電靈活性深度改造火電靈活性改造是火電機(jī)組充分響應(yīng)電力系統(tǒng)的波動(dòng)2%2.5億噸。鍋爐設(shè)備改造——鍋爐靈活性深度改造需要解決燃燒應(yīng)用場(chǎng)景一：燃料智能摻燒燃料特性是最低負(fù)荷的決定性因素，入爐的摻配摻燒煤種不合理將導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性下降，甚至鍋爐熄火、制粉系統(tǒng)故障、鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重等情況。建立基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的深度調(diào)峰前，預(yù)先設(shè)定合理的燃燒煤種，以保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。該系統(tǒng)架構(gòu)包含五個(gè)功能模塊，首先燃料入廠前經(jīng)過機(jī)械化自動(dòng)采樣和全成分智能檢測(cè)，保證全面掌握煤質(zhì)特性，其次把相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入燃料特性數(shù)據(jù)庫，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷預(yù)測(cè)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息，基于數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建燃料優(yōu)化模型，對(duì)煤種摻混方式和比例進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化，指導(dǎo)燃料入爐工作。最后對(duì)燃燒不同煤種時(shí)火爐煤種配比精準(zhǔn)度，鍋爐燃燒穩(wěn)定性得以顯著提升。當(dāng)前影響鍋爐深度調(diào)峰的主要因素。基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)用場(chǎng)景一：燃料智能摻燒燃料特性是最低負(fù)荷的決定性因素，入爐的摻配摻燒煤種不合理將導(dǎo)致燃燒穩(wěn)定性下降，甚至鍋爐熄火、制粉系統(tǒng)故障、鍋爐結(jié)焦嚴(yán)重等情況。建立基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的深度調(diào)峰前，預(yù)先設(shè)定合理的燃燒煤種，以保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。該系統(tǒng)架構(gòu)包含五個(gè)功能模塊，首先燃料入廠前經(jīng)過機(jī)械化自動(dòng)采樣和全成分智能檢測(cè)，保證全面掌握煤質(zhì)特性，其次把相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入燃料特性數(shù)據(jù)庫，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷預(yù)測(cè)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息，基于數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建燃料優(yōu)化模型，對(duì)煤種摻混方式和比例進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化，指導(dǎo)燃料入爐工作。最后對(duì)燃燒不同煤種時(shí)火爐煤種配比精準(zhǔn)度，鍋爐燃燒穩(wěn)定性得以顯著提升。當(dāng)前，，該項(xiàng)技術(shù)在國家能源集團(tuán)、國家電投、華電集團(tuán)等旗下多個(gè)智能化標(biāo)桿電廠已有應(yīng)用，與傳統(tǒng)的火電廠燃燒系統(tǒng)相0.2MJ/kg，一定程度緩解了煤炭燃燒不充分問題，降低了單位發(fā)電煤300萬噸和標(biāo)煤單價(jià)300元/600多萬元，減少勞動(dòng)用工20余人。圖3基于大數(shù)據(jù)的智能摻燒系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景二：基于大數(shù)據(jù)的低負(fù)荷穩(wěn)燃潛力挖掘低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)是解決鍋爐燃燒不穩(wěn)定的又一項(xiàng)關(guān)鍵影響因素，從源頭入爐煤質(zhì)到終端鍋爐運(yùn)行，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)，形成“煤質(zhì)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)—三維智能監(jiān)控—智能運(yùn)行優(yōu)化”智慧決策體系，充分利用鍋爐燃燒過程中所產(chǎn)生該智能運(yùn)行系統(tǒng)包括三個(gè)部分，一是煤質(zhì)數(shù)據(jù)智能監(jiān)測(cè)，通過氣固兩相流裝置實(shí)時(shí)采樣獲取運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用定計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)快速高效在線分析計(jì)算功能。二是鍋爐運(yùn)行智能監(jiān)控，對(duì)鍋爐運(yùn)行中的安全性、環(huán)保性及經(jīng)濟(jì)性各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如爐膛壁溫、污染物排放量、廠用電率、供電煤耗等，并及時(shí)反饋優(yōu)化。三是鍋爐運(yùn)行智能輔助，根據(jù)燃燒實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及電廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，構(gòu)建低負(fù)荷性改造問題，低負(fù)荷穩(wěn)燃技術(shù)是重要的發(fā)展方向，通過大數(shù)據(jù)應(yīng)用賦能技術(shù)改造潛力巨大，當(dāng)前該系統(tǒng)在國家能源600MW以上機(jī)組已有部分應(yīng)用，能夠提升機(jī)組30%-40%的調(diào)峰能力。圖圖4基于大數(shù)據(jù)的鍋爐智能運(yùn)行系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景三：燃燒數(shù)據(jù)分析機(jī)組在進(jìn)行深度調(diào)峰時(shí)，鍋爐動(dòng)力場(chǎng)包括一次風(fēng)、二等減排設(shè)備運(yùn)行參數(shù)改變，常規(guī)工況下的運(yùn)行規(guī)范已很難全面指導(dǎo)此狀態(tài)下的運(yùn)行操作。各發(fā)電企業(yè)目前采取的措但通過運(yùn)行人員摸索出的規(guī)律具有很強(qiáng)的局限性和主觀性，很難精確把握客觀規(guī)律，最大程度地保證機(jī)組運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)，同時(shí)單一發(fā)電企業(yè)的摸索和積累過程緩慢，消耗鍋爐包括相關(guān)輔機(jī)的運(yùn)行參數(shù)和性能指標(biāo)實(shí)時(shí)導(dǎo)入燃，燒數(shù)據(jù)分析中心進(jìn)行處理分析，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法并結(jié)合外界同類機(jī)組數(shù)據(jù)進(jìn)行燃燒建模，根據(jù)模型給出最優(yōu)控制參數(shù)，指導(dǎo)深度調(diào)峰下的運(yùn)行工作，同時(shí)記錄運(yùn)行狀況反饋回燃燒數(shù)據(jù)中心?，F(xiàn)階段國內(nèi)火電廠僅有小部分應(yīng)用案燒數(shù)據(jù)分析中心進(jìn)行處理分析，運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法并結(jié)合外界同類機(jī)組數(shù)據(jù)進(jìn)行燃燒建模，根據(jù)模型給出最優(yōu)控制參數(shù)，指導(dǎo)深度調(diào)峰下的運(yùn)行工作，同時(shí)記錄運(yùn)行狀況反饋回燃燒數(shù)據(jù)中心。現(xiàn)階段國內(nèi)火電廠僅有小部分應(yīng)用案3300MW機(jī)組1300MW燃煤發(fā)電機(jī)組應(yīng)用鍋爐燃燒0.3%-2%，實(shí)現(xiàn)鍋爐深度調(diào)峰穩(wěn)燃負(fù)荷降低5%-10%。圖5燃燒數(shù)據(jù)分析中心架構(gòu)汽輪機(jī)適應(yīng)性提升——汽輪機(jī)及其熱力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)應(yīng)用場(chǎng)景：汽輪機(jī)運(yùn)行智能優(yōu)化汽輪機(jī)滑壓運(yùn)行智能優(yōu)化——為確?；痣姍C(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，汽輪機(jī)的滑壓運(yùn)行曲線需根據(jù)深度調(diào)峰狀況重新擬定，包括重新確認(rèn)滑壓運(yùn)行經(jīng)濟(jì)負(fù)荷起止點(diǎn)，滑壓運(yùn)行壓力，確保汽輪機(jī)在調(diào)峰期間調(diào)門開度合理，進(jìn)汽節(jié)流損失小，主蒸汽參數(shù)穩(wěn)定。目前主要采用試驗(yàn)方法對(duì)汽輪機(jī)滑壓方式進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)過程繁雜，并且在調(diào)峰狀態(tài)變化或應(yīng)用場(chǎng)景：汽輪機(jī)運(yùn)行智能優(yōu)化汽輪機(jī)滑壓運(yùn)行智能優(yōu)化——為確?；痣姍C(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，汽輪機(jī)的滑壓運(yùn)行曲線需根據(jù)深度調(diào)峰狀況重新擬定，包括重新確認(rèn)滑壓運(yùn)行經(jīng)濟(jì)負(fù)荷起止點(diǎn)，滑壓運(yùn)行壓力，確保汽輪機(jī)在調(diào)峰期間調(diào)門開度合理，進(jìn)汽節(jié)流損失小，主蒸汽參數(shù)穩(wěn)定。目前主要采用試驗(yàn)方法對(duì)汽輪機(jī)滑壓方式進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)過程繁雜，并且在調(diào)峰狀態(tài)變化或輪機(jī)滑壓運(yùn)行智能優(yōu)化”系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)和機(jī)組運(yùn)行狀況，能夠?qū)瑝呵€進(jìn)行預(yù)見性地修正，保證機(jī)組在常AGC汽輪機(jī)安全智能診斷——深度調(diào)峰給汽輪機(jī)帶來多種潛在的安全問題，如排汽溫度升高引起的缸體變形和軸承位置變化可能導(dǎo)致汽輪機(jī)軸系振動(dòng)增大，低壓末級(jí)動(dòng)葉易誘發(fā)顫振，低壓葉片水蝕狀況可能加重，滑壓運(yùn)行加重材料低周疲勞進(jìn)而影響機(jī)組壽命等。建立基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的“汽輪機(jī)安全智能診斷中心”能夠在機(jī)組深度調(diào)峰前就針對(duì)以上安全隱患開展評(píng)估，貫穿機(jī)組的全壽命周期，制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略。該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)值模擬方法流動(dòng)特征和熱應(yīng)力狀態(tài)全面掌握，運(yùn)用流固耦合算法計(jì)算低壓缸末級(jí)葉片的水蝕和顫振狀況，經(jīng)過與實(shí)際運(yùn)行狀況的對(duì)比來評(píng)估設(shè)備的安全性，安全預(yù)警的準(zhǔn)確度隨著數(shù)據(jù)量的累積會(huì)不斷提升。圖6汽輪機(jī)安全智能診斷中心架構(gòu)輔機(jī)運(yùn)行智能控制——火電機(jī)組的深度調(diào)峰會(huì)影響到輔機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，針對(duì)深度調(diào)峰時(shí)輔機(jī)運(yùn)行安全和節(jié)能的需求，運(yùn)用大數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)，收集同類型機(jī)組和同一機(jī)組不同工況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)過學(xué)習(xí)型算并且可嵌入機(jī)組控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤控制?，F(xiàn)階段利用數(shù)字技術(shù)提升汽輪機(jī)適應(yīng)能力的實(shí)際應(yīng)用案例很少，尚處于大規(guī)模試驗(yàn)研究階段，例如國家能源集團(tuán)旗下火電廠300MW25%左右負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行的深度調(diào)峰?；痣姍C(jī)組精準(zhǔn)控制——火電機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，協(xié)調(diào)前沿技術(shù)應(yīng)用展望：火電機(jī)組智能控制預(yù)測(cè)控制——預(yù)測(cè)控制技術(shù)通過狀態(tài)估計(jì)算法獲得當(dāng)前火電機(jī)組系統(tǒng)的狀態(tài)量，通過系統(tǒng)標(biāo)稱模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，并使用動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法，在滿足性能指標(biāo)和約束條件的情況下在線計(jì)算出控制序列對(duì)干擾和不確定因素有著良好的適AGCAGC前沿技術(shù)應(yīng)用展望：火電機(jī)組智能控制預(yù)測(cè)控制——預(yù)測(cè)控制技術(shù)通過狀態(tài)估計(jì)算法獲得當(dāng)前火電機(jī)組系統(tǒng)的狀態(tài)量，通過系統(tǒng)標(biāo)稱模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，并使用動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法，在滿足性能指標(biāo)和約束條件的情況下在線計(jì)算出控制序列對(duì)干擾和不確定因素有著良好的適AGCAGCAGC相關(guān)的控制策略和控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和參數(shù)優(yōu)化，能夠顯著改善機(jī)組控神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)是通過預(yù)先建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，獲得被控對(duì)象輸人輸出的映射關(guān)系，對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的方法。當(dāng)前，火電機(jī)組調(diào)度控制器通常。PIAGCAGC系統(tǒng)控制器。通過設(shè)計(jì)多層結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及梯度下降算法，使得訓(xùn)練模型無限接近于機(jī)理模型，可以較好地解決該項(xiàng)技術(shù)在火電機(jī)組已得到應(yīng)用，例如華能營口電廠和東南大學(xué)合作開發(fā)并實(shí)施了控制系統(tǒng)智能優(yōu)化，可在設(shè)備改20%-30%負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行的深度調(diào)峰。（二）新能源電場(chǎng)高效運(yùn)維須提前進(jìn)行預(yù)測(cè)，而目前天氣狀況的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)仍面臨困難。新能源發(fā)電能力隨著外界環(huán)境的變化處在持續(xù)波動(dòng)過程中，到明顯提升。風(fēng)電功率預(yù)測(cè)——當(dāng)前，對(duì)風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)主要運(yùn)用物應(yīng)用場(chǎng)景一：基于機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)短期風(fēng)電功率應(yīng)用場(chǎng)景一：基于機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)短期風(fēng)電功率能夠在超大規(guī)模的數(shù)據(jù)量中快速尋找出其映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)。通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立風(fēng)電發(fā)電量短期風(fēng)電功率與影響因素之間的內(nèi)在聯(lián)系并訓(xùn)練成模型，通過調(diào)用訓(xùn)練好的模型，能夠預(yù)測(cè)短期風(fēng)電功率。目前常用的人工智能風(fēng)電功率預(yù)測(cè)法主要是支持向量機(jī)法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在處理非線性問題上優(yōu)勢(shì)明顯，自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，因此被廣泛應(yīng)用于風(fēng)電功率預(yù)測(cè)上。RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)時(shí)間段風(fēng)機(jī)的電功率輸出、環(huán)境溫度和后一時(shí)間段的風(fēng)速作為網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本的輸出進(jìn)行訓(xùn)練，將訓(xùn)練好的模型中帶90%以上，相比物理預(yù)測(cè)法提高約二十個(gè)百分點(diǎn)。未來應(yīng)用展望：在對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測(cè)中，通過精細(xì)化的數(shù)據(jù)分析，有針對(duì)性地開展模型構(gòu)建，是提高預(yù)測(cè)精度的一大關(guān)鍵途徑。然而，在風(fēng)電功率預(yù)測(cè)相關(guān)的導(dǎo)致了不同風(fēng)電場(chǎng)擁有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)不同，未來需要找到一種適用于多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的普適模型。遷移學(xué)習(xí)——遷移學(xué)習(xí)是運(yùn)用已有知識(shí)解決相似任務(wù)的一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，是一項(xiàng)潛力巨大的人工智能技術(shù)。當(dāng)前電力系統(tǒng)中存在一些新建風(fēng)電場(chǎng)，由于投入運(yùn)營若此時(shí)能夠通過使用遷移學(xué)習(xí)，將已投入較長時(shí)間的風(fēng)電場(chǎng)訓(xùn)練模型直接遷移用于新建風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)中，上述歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)不足的問題將能夠得到很好的解決。增量學(xué)習(xí)——在一些具有實(shí)時(shí)性要求的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)場(chǎng)景中，在線建模能夠方便模型利用到最近一段時(shí)間的數(shù)有歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行加載，將有可能帶來巨大的計(jì)算成本，影響建模的效率。在風(fēng)電功率預(yù)測(cè)領(lǐng)域中，增量學(xué)習(xí)算法能夠做到在前期先利用部分歷史搭建基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模型。在后期有新訓(xùn)練數(shù)據(jù)到來時(shí)，僅使用這些數(shù)據(jù)更新模型，從而滿足在線建模的實(shí)時(shí)性需求。應(yīng)用場(chǎng)景二：風(fēng)電場(chǎng)微觀選址新能源與傳統(tǒng)能源的融合改變了固有的發(fā)電模式，發(fā)電數(shù)據(jù)的測(cè)量與管理越來越受到重視，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以為風(fēng)電企業(yè)做出更好的預(yù)測(cè)，從而輔助風(fēng)電場(chǎng)選址。丹麥維斯塔斯風(fēng)能技術(shù)集團(tuán)通過對(duì)天氣預(yù)報(bào)、潮系信息、地理信息、衛(wèi)星圖像等大數(shù)據(jù)的分析，優(yōu)化風(fēng)力渦輪機(jī)的地理布局，提高發(fā)電效率。IBM提出了一種基于高精度天氣預(yù)報(bào)的風(fēng)電場(chǎng)選址的微型選址解決方案，通過大氣動(dòng)力過程分較長時(shí)間內(nèi)全面預(yù)測(cè)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的資源分布，避免了預(yù)測(cè)圖7風(fēng)電場(chǎng)的微定位解決方案光伏功率預(yù)測(cè)——光伏電站的發(fā)電量不僅受到太陽輻應(yīng)用場(chǎng)景：基于人工智能的光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)相對(duì)濕度等對(duì)于光伏發(fā)電輸出功率影響較大的三個(gè)環(huán)境因素作為模型的輸入變量，結(jié)合綜合型灰度關(guān)聯(lián)系數(shù)來選擇關(guān)聯(lián)相似數(shù)據(jù)，消除天氣類型和季節(jié)的影響。以人工智能BPBP應(yīng)用場(chǎng)景：基于人工智能的光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)相對(duì)濕度等對(duì)于光伏發(fā)電輸出功率影響較大的三個(gè)環(huán)境因素作為模型的輸入變量，結(jié)合綜合型灰度關(guān)聯(lián)系數(shù)來選擇關(guān)聯(lián)相似數(shù)據(jù)，消除天氣類型和季節(jié)的影響。以人工智能BPBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法——BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電預(yù)測(cè)模型分為輸入層、隱含層以及輸出層，其中輸入變量為光伏發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)時(shí)段的平均溫度、平均光照，輸出變量24小作為激勵(lì)信號(hào)，組成下一層的輸入信號(hào)，而該層輸出信號(hào)又作為下層的輸入信號(hào)，以此類推。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很好的非線性擬合性，學(xué)習(xí)規(guī)則簡單，預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度相比傳統(tǒng)模型提高40%左右。未來應(yīng)用展望：開發(fā)結(jié)合環(huán)境影響因素的預(yù)測(cè)模型。當(dāng)前各類預(yù)測(cè)模型對(duì)環(huán)境預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度普遍較低，以太陽輻照度為例，太陽輻照度是影響光伏電站發(fā)電效率的重要與預(yù)測(cè)電力負(fù)荷類似，目前已有半正弦模型等預(yù)測(cè)太陽輻照度的數(shù)學(xué)模型，但這些模型的建立都基于特定地區(qū)的太天氣因素影響波動(dòng)較大。推動(dòng)人工智能算法與光伏發(fā)電深度融合。自動(dòng)化、智能程度偏低等問題，各項(xiàng)功能系統(tǒng)之間未能充分發(fā)揮協(xié)同作用。通過人工智能技術(shù)，能夠有效歸納各類現(xiàn)管理優(yōu)化，有效整合現(xiàn)有系統(tǒng)，發(fā)揮各系統(tǒng)彼此間的協(xié)同效用，極大化地發(fā)掘現(xiàn)有數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。新能源電場(chǎng)運(yùn)維——新能源電場(chǎng)與傳統(tǒng)火電廠在運(yùn)維應(yīng)用場(chǎng)景：新能源電場(chǎng)智慧運(yùn)維風(fēng)電大數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景：新能源電場(chǎng)智慧運(yùn)維風(fēng)電大數(shù)據(jù)平臺(tái)——性能等方面，實(shí)現(xiàn)管理效率和經(jīng)濟(jì)效益同步提升。例如內(nèi)蒙古集寧區(qū)北方同創(chuàng)開發(fā)的風(fēng)電大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)為核心，包括多個(gè)數(shù)據(jù)信息集成體系的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，可將各風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中所有信息，完整地儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中，形成信息數(shù)據(jù)庫。該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)提高發(fā)電機(jī)組智能化程度，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備狀態(tài)維修，降低維修成本。風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)評(píng)估——針對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)在運(yùn)行過程中技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組綜合狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)，通過基于監(jiān)測(cè)裝置的超球模型和基于在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的超球模型，可以預(yù)測(cè)出風(fēng)電機(jī)組部件磨損或疲勞可能導(dǎo)致的災(zāi)難性故障，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全性，降低重大故障的發(fā)生概率，降低機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)成本。圖8風(fēng)電機(jī)組發(fā)電狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)流程新能源系統(tǒng)運(yùn)行預(yù)測(cè)——運(yùn)用智能感應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源系統(tǒng)運(yùn)行狀況的短期預(yù)測(cè)，通過在風(fēng)電系統(tǒng)中應(yīng)用無線感應(yīng)器、智能感應(yīng)器或光纖感應(yīng)器，可以為風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行提供許多支持，依托于智能感應(yīng)系統(tǒng)的信息反饋技術(shù)與傳輸技術(shù)，可對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)化獲取，并且在風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行過程中還能根據(jù)實(shí)際需要來對(duì)這些信息進(jìn)行調(diào)取，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行情況的短期預(yù)測(cè)，并可根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果來實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)的削峰填谷。未來應(yīng)用展望：實(shí)現(xiàn)新能源電場(chǎng)的自我決策。以平臺(tái)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)，比如能量管理系統(tǒng)控制策略可參考更多因子，如發(fā)電性能指標(biāo)偏低、預(yù)警未處理機(jī)組可考慮下發(fā)更少的目標(biāo)電量等，新能源電場(chǎng)可根據(jù)各營最優(yōu)。研發(fā)故障自動(dòng)檢修機(jī)器人，并與智慧電場(chǎng)形成聯(lián)多能互補(bǔ)體系是采用多種能源進(jìn)行相互補(bǔ)充與綜合利用多關(guān)鍵環(huán)節(jié)，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用有望突破關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)限制，加快多能互補(bǔ)體系的發(fā)展進(jìn)程。多能互補(bǔ)體系規(guī)劃設(shè)計(jì)——規(guī)劃設(shè)計(jì)是多能互補(bǔ)能源前沿技術(shù)應(yīng)用展望：基于數(shù)字孿生的多能互補(bǔ)體系設(shè)計(jì)數(shù)字孿生技術(shù)在解決多能互補(bǔ)規(guī)劃問題時(shí)提供一種全新思路，通過大規(guī)模異構(gòu)并行計(jì)算資源對(duì)海量數(shù)字孿生的場(chǎng)景進(jìn)行仿真，從海量仿真結(jié)果中尋找規(guī)律，驅(qū)動(dòng)多能互補(bǔ)體系運(yùn)行方式的優(yōu)化。數(shù)字孿生技術(shù)為多能互補(bǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建提供了有力支撐，基于數(shù)字孿生技術(shù)的多能互補(bǔ)體系前沿技術(shù)應(yīng)用展望：基于數(shù)字孿生的多能互補(bǔ)體系設(shè)計(jì)數(shù)字孿生技術(shù)在解決多能互補(bǔ)規(guī)劃問題時(shí)提供一種全新思路，通過大規(guī)模異構(gòu)并行計(jì)算資源對(duì)海量數(shù)字孿生的場(chǎng)景進(jìn)行仿真，從海量仿真結(jié)果中尋找規(guī)律，驅(qū)動(dòng)多能互補(bǔ)體系運(yùn)行方式的優(yōu)化。數(shù)字孿生技術(shù)為多能互補(bǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建提供了有力支撐，基于數(shù)字孿生技術(shù)的多能互補(bǔ)體系4付萍,孫茜茜,李亞楠,陳曉波.構(gòu)建多能互補(bǔ)供能系統(tǒng)的研究探討[J].節(jié)能,2020,39(11):113-114.規(guī)劃主要有兩大優(yōu)勢(shì)，一是具備更高的模型精度，二是系統(tǒng)能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，對(duì)多能互補(bǔ)體系的安全性、經(jīng)規(guī)劃主要有兩大優(yōu)勢(shì)，一是具備更高的模型精度，二是系統(tǒng)能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，對(duì)多能互補(bǔ)體系的安全性、經(jīng)圖9基于數(shù)字孿Th技術(shù)的多能互補(bǔ)規(guī)劃應(yīng)用架構(gòu)應(yīng)對(duì)不確定性問題——策環(huán)境、電力負(fù)荷等不確定問題，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用能夠提升系統(tǒng)全周期運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及非系統(tǒng)數(shù)據(jù)（天氣、溫更小的代價(jià)提升規(guī)劃結(jié)果與運(yùn)行方式的魯棒性。同時(shí)，借助不確定性建模、場(chǎng)景生成等技術(shù)，數(shù)字孿生可以對(duì)不同設(shè)備狀態(tài)感知修復(fù)——原有系統(tǒng)設(shè)備和管網(wǎng)參數(shù)不可考證，難以用傳統(tǒng)的機(jī)理模型進(jìn)行準(zhǔn)確描述，在數(shù)字孿生框架下，通過采集的系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)作為輸入量，基于狀態(tài)估計(jì)、數(shù)據(jù)擬合來獲得該管道的實(shí)際運(yùn)行過程中的特。性參數(shù)，作為擴(kuò)展規(guī)劃的基礎(chǔ)依據(jù)。自適應(yīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃——生命周期的監(jiān)測(cè)形成問題庫，形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系，評(píng)估系統(tǒng)例如充裕度、負(fù)載量、可靠性等信息，能夠更加及為規(guī)劃方案的優(yōu)選提供閉環(huán)反饋。能源數(shù)據(jù)安全管理——多能互補(bǔ)體系建設(shè)涉及電量計(jì)前沿技術(shù)應(yīng)用展望：區(qū)塊鏈在多能互補(bǔ)體系中的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)不僅能夠有效支撐能源企業(yè)的發(fā)展，還能拓展多種創(chuàng)新服務(wù)模式。為了滿足能源行業(yè)的長期發(fā)展，未來多能系統(tǒng)的應(yīng)用大多都是在能源服務(wù)商的合作下展開的，每個(gè)服務(wù)商都能建成區(qū)塊鏈，且都含有不同類型的區(qū)而要想將區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用該系統(tǒng)中，就應(yīng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)前沿技術(shù)應(yīng)用展望：區(qū)塊鏈在多能互補(bǔ)體系中的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)不僅能夠有效支撐能源企業(yè)的發(fā)展，還能拓展多種創(chuàng)新服務(wù)模式。為了滿足能源行業(yè)的長期發(fā)展，未來多能系統(tǒng)的應(yīng)用大多都是在能源服務(wù)商的合作下展開的，每個(gè)服務(wù)商都能建成區(qū)塊鏈，且都含有不同類型的區(qū)而要想將區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)用該系統(tǒng)中，就應(yīng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)，共享渠道，確保能夠在不同的模式下，協(xié)同完成不同的業(yè)務(wù)，以此就能保障不同能源商的數(shù)據(jù)交流，確保完成虛擬幣資金的轉(zhuǎn)賬功能。應(yīng)用場(chǎng)景：產(chǎn)業(yè)園區(qū)運(yùn)行多能系統(tǒng)控制方案以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為運(yùn)行基礎(chǔ)單元，集成多元能源監(jiān)控、能量管理、能效管控和需求側(cè)響應(yīng)等綜合為一體的綜合能源控制系統(tǒng)方案。在整個(gè)綜合能源控制體系中，基于大數(shù)據(jù)挖掘和人工智能算法，以數(shù)據(jù)深入分析系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)分配，從而實(shí)現(xiàn)能源的高效分配。優(yōu)化控制的具體方法是以智能算法為運(yùn)行基礎(chǔ)，將運(yùn)算得出結(jié)果與控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互后，再對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行具體應(yīng)用場(chǎng)景：產(chǎn)業(yè)園區(qū)運(yùn)行多能系統(tǒng)控制方案以產(chǎn)業(yè)園區(qū)為運(yùn)行基礎(chǔ)單元，集成多元能源監(jiān)控、能量管理、能效管控和需求側(cè)響應(yīng)等綜合為一體的綜合能源控制系統(tǒng)方案。在整個(gè)綜合能源控制體系中，基于大數(shù)據(jù)挖掘和人工智能算法，以數(shù)據(jù)深入分析系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)分配，從而實(shí)現(xiàn)能源的高效分配。優(yōu)化控制的具體方法是以智能算法為運(yùn)行基礎(chǔ)，將運(yùn)算得出結(jié)果與控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互后，再對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行具體50%-60%左右的運(yùn)行效率。圖10多能互補(bǔ)體系協(xié)調(diào)優(yōu)化控制系統(tǒng)多能系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化——多能互補(bǔ)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行主要前沿技術(shù)應(yīng)用展望：數(shù)字孿生助力多能系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的仿真驅(qū)動(dòng)優(yōu)化技術(shù)是數(shù)字孿生技實(shí)時(shí)監(jiān)控提供的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、故障等信息，基于大量歷史數(shù)據(jù)，前沿技術(shù)應(yīng)用展望：數(shù)字孿生助力多能系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的仿真驅(qū)動(dòng)優(yōu)化技術(shù)是數(shù)字孿生技術(shù)在多能互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。強(qiáng)化學(xué)習(xí)能夠用來求解不確定性場(chǎng)景下的優(yōu)化問題，通過學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)中的規(guī)律，在不知道未來情景下做出最大收益動(dòng)作，能夠較好的處理不確定場(chǎng)景，因而強(qiáng)化學(xué)習(xí)可以用來術(shù)在多能互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。強(qiáng)化學(xué)習(xí)能夠用來求解不確定性場(chǎng)景下的優(yōu)化問題，通過學(xué)習(xí)歷史數(shù)據(jù)中的規(guī)律，在不知道未來情景下做出最大收益動(dòng)作，能夠較好的處理不確定場(chǎng)景，因而強(qiáng)化學(xué)習(xí)可以用來求解多能互補(bǔ)運(yùn)行優(yōu)化問題。圖11基于數(shù)字孿Th技術(shù)的多能系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行架構(gòu)在整個(gè)系統(tǒng)框架構(gòu)建中，需要完成五大目標(biāo)。一是優(yōu)化目標(biāo)的構(gòu)建。就地消納原則等特點(diǎn)，綜合分析各類優(yōu)化控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合能源利用結(jié)構(gòu)，構(gòu)建包含多種因素與運(yùn)行約束條件的綜合優(yōu)化目標(biāo)。二是估計(jì)技術(shù)。估計(jì)技術(shù)，尤其是考慮天然氣、供熱管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行偏微分方程的動(dòng)態(tài)狀態(tài)估計(jì)技術(shù)，識(shí)別多能互補(bǔ)系統(tǒng)整體字孿生模型海量歷史數(shù)據(jù)和多場(chǎng)景仿真器構(gòu)建強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)”的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模式，形成一種基于多能源系統(tǒng)數(shù)字孿生模型及海量仿真驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化方法。四是建立強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型。綜確定區(qū)域多能互補(bǔ)系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)象，建立單目標(biāo)及多目標(biāo)優(yōu)化的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，合理設(shè)置強(qiáng)化學(xué)習(xí)的動(dòng)作、狀態(tài)及反饋獎(jiǎng)勵(lì)等參數(shù)，選取合理的強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法，基于數(shù)字孿生模型完成模型訓(xùn)練，形成可在線計(jì)算的多能互補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化策略。五是提出優(yōu)化策略。提出運(yùn)行優(yōu)化策略的效果在線生成閉環(huán)檢測(cè)運(yùn)行優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行優(yōu)化策略的軟件閉環(huán)仿真測(cè)試，將控制策略開發(fā)為一個(gè)模塊，并入能源智慧大腦一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前，數(shù)字技術(shù)在多能互補(bǔ)優(yōu)化運(yùn)行中應(yīng)用已有個(gè)別案例，例如上海浦東連民村全方位多能互補(bǔ)解決方案，西門子聯(lián)合國家電網(wǎng)提供從規(guī)劃咨詢到核心能源管控平臺(tái)的一體化解決方案，該能源管控平臺(tái)融合大數(shù)據(jù)、人工智能應(yīng)用示范。借助西門子全方位多能互補(bǔ)的解決方案，連民10%50%。四、措施建議系中占比提升為核心目標(biāo)，綜合利用技術(shù)創(chuàng)新、示范引領(lǐng)、推動(dòng)協(xié)同創(chuàng)新。以火電靈活性改造、多能互補(bǔ)體系建設(shè)、間的協(xié)同創(chuàng)新，提高資源有效利用率。先開展數(shù)字技術(shù)支撐大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納項(xiàng)目實(shí)踐試點(diǎn)，技術(shù)評(píng)估，診斷當(dāng)前數(shù)字技術(shù)助力新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵問題，為后續(xù)針對(duì)性的優(yōu)化政策提供參考和依據(jù)。依托煤電數(shù)字化企業(yè)利用數(shù)字技術(shù)解決電源側(cè)低碳發(fā)展的新技術(shù)、新模式、新應(yīng)用。五、本章小結(jié)本章梳理了低碳電源體系構(gòu)建過程中面臨的主要問題字技術(shù)在其中都發(fā)揮了重要的賦能作用。一是基于大數(shù)據(jù)、的應(yīng)用場(chǎng)景需要向著更高水平發(fā)展，與智慧電廠形成聯(lián)動(dòng)，“風(fēng)光水主要的難題，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用有望突破關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)限制，第三章數(shù)字技術(shù)編織堅(jiān)強(qiáng)智能電力之“網(wǎng)”一、內(nèi)容概述不足之處，并提出相關(guān)建議。二、面臨挑戰(zhàn)（一）電力供需模式轉(zhuǎn)變要求電網(wǎng)具備更強(qiáng)靈活性新型電力系統(tǒng)將以波動(dòng)性的新能源作為電源側(cè)電力電-用”電平衡轉(zhuǎn)向濟(jì)運(yùn)行。隨著火電的逐步退場(chǎng)，新能源裝機(jī)規(guī)模大幅提升，力，這對(duì)電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力提出了更高的要求。（二）新能源電力消納需要高容量長距離輸電保障中國是國土面積第三大國，能源分布廣泛但極不均衡，導(dǎo)致能源電力供需結(jié)構(gòu)也極其不均衡。水力資源主要分布在西部地區(qū)及長江中上游、黃河上游、西南雅碧江、金沙江、70%的電力消費(fèi)0年218.620301200GW（三）新能源電力集中式和分布式并存帶來新要求中國新能源電力資源與需求逆向分布的基本國情，新能源出力的隨機(jī)性、強(qiáng)時(shí)空相關(guān)性，都決定了交直流互聯(lián)大電網(wǎng)仍需擴(kuò)大規(guī)模才能滿足遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸電、新能源跨省、跨區(qū)消納平衡的需求。交流電力系統(tǒng)需要同步電源的支撐，難以適應(yīng)新能源集中開發(fā)、海上風(fēng)電、大量分布式新能源接5張金平,周強(qiáng),王定美,李津,等.“雙碳”目標(biāo)下新型電力系統(tǒng)發(fā)展路徑研究[J].華電技術(shù),2021,43(12):46-51.入等局部場(chǎng)景，這對(duì)新能源電力就地消納能力以及配電網(wǎng)的承載力和靈活性提出了更高要求。以上多重因素決定了未來新能源開發(fā)將采用集中式與分散式并舉的模式，也為配套特高壓長距輸電網(wǎng)和區(qū)域低壓電網(wǎng)統(tǒng)籌建設(shè)提出新的要求。三、數(shù)字化解決方案（一）智能電網(wǎng)建設(shè)800億美元。2009年，國家電網(wǎng)首次提出2020大突破，電力系統(tǒng)輸配電各環(huán)節(jié)智能化水平大幅提升，供電可靠性顯著改善。應(yīng)用場(chǎng)景：智慧電力調(diào)度智慧調(diào)度7是將電網(wǎng)調(diào)度中心各項(xiàng)業(yè)務(wù)與各個(gè)環(huán)節(jié)智助決策、全景監(jiān)控等功能，從人員物資調(diào)配等方面實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用場(chǎng)景：智慧電力調(diào)度智慧調(diào)度7是將電網(wǎng)調(diào)度中心各項(xiàng)業(yè)務(wù)與各個(gè)環(huán)節(jié)智助決策、全景監(jiān)控等功能，從人員物資調(diào)配等方面實(shí)現(xiàn)了6田莉,綦雪松,孫佳,李夢(mèng)琪.電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)應(yīng)用及發(fā)展研究[J].科技風(fēng),2021(35):193-195.7李里.可視化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用及問題分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2019(16):183-184.各環(huán)節(jié)效率提升和成本節(jié)約，整體上實(shí)現(xiàn)了降碳。各環(huán)節(jié)效率提升和成本節(jié)約，整體上實(shí)現(xiàn)了降碳。電力調(diào)度可視化——智能電網(wǎng)中存在大體量、多種類的電力調(diào)度數(shù)據(jù)，通過人機(jī)交互和可視化技術(shù)能夠?qū)㈦娏Χ攘鞒痰膭?dòng)態(tài)可視化，增強(qiáng)電力調(diào)度水平。一是二維可視力調(diào)度不同類型數(shù)據(jù)直觀呈現(xiàn)，輔助調(diào)度人員準(zhǔn)確及時(shí)掌握智能電網(wǎng)運(yùn)行情況。二是三維可視分析，主要通過虛擬顯示技術(shù)構(gòu)建電力運(yùn)行區(qū)域三維模型，例如圖形三維旋轉(zhuǎn)通過引進(jìn)地理圖實(shí)現(xiàn)地理圖形和區(qū)域電力系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)等出現(xiàn)的故障，利用大數(shù)據(jù)快速定位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決故電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，采用數(shù)據(jù)挖掘、信息聚合和可視化技術(shù)，直觀展示電網(wǎng)不同層面信息的全景視圖和生產(chǎn)經(jīng)營狀況，顯著提高電網(wǎng)企業(yè)運(yùn)營管理效率。湖南省電力公司研發(fā)的電網(wǎng)一張圖，基于百度地圖，湖南全省電力核心設(shè)備信息實(shí)現(xiàn)可視化，設(shè)備信息、狀態(tài)，、8馮磊,黃其兵.基于智能的配電網(wǎng)電力大數(shù)據(jù)三維場(chǎng)景可視化分析[J].自動(dòng)化與儀器儀表,2020(01):189-192.重載率等數(shù)據(jù)都可以通過地圖查看。當(dāng)客戶報(bào)修故障時(shí)，平臺(tái)能夠自動(dòng)精準(zhǔn)定位，并基于交通擁堵情況智能選擇搶修人員前往路線并預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間，保持客戶端、供電服務(wù)指揮系統(tǒng)信息一致，大幅提升搶修響應(yīng)效率，自動(dòng)記錄接單至搶修完成的所有動(dòng)作軌跡。重載率等數(shù)據(jù)都可以通過地圖查看。當(dāng)客戶報(bào)修故障時(shí)，平臺(tái)能夠自動(dòng)精準(zhǔn)定位，并基于交通擁堵情況智能選擇搶修人員前往路線并預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間，保持客戶端、供電服務(wù)指揮系統(tǒng)信息一致，大幅提升搶修響應(yīng)效率，自動(dòng)記錄接單至搶修完成的所有動(dòng)作軌跡。基于人工智能的電力調(diào)度系統(tǒng)——電網(wǎng)企業(yè)利用人工智能技術(shù)模擬人的思維，通過學(xué)習(xí)海量電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而形成知識(shí)并指導(dǎo)電力調(diào)度，整個(gè)技術(shù)應(yīng)用架構(gòu)包括感知層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。感知層廣泛依托泛在電力物聯(lián)網(wǎng)信息全面感知的有利條件，深度融合人工智能技術(shù)，能夠提升對(duì)復(fù)雜大電網(wǎng)特性和規(guī)律的認(rèn)知能力，支撐智能電網(wǎng)的調(diào)度控制，典型應(yīng)用場(chǎng)景包括態(tài)勢(shì)能算法訓(xùn)練分析大量歷史樣本數(shù)據(jù)，能夠進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、智能對(duì)經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度模式進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，建立電網(wǎng)調(diào)控知識(shí)譜圖，基于知識(shí)譜圖分析得出更優(yōu)的實(shí)施策略，更好的滿足調(diào)度運(yùn)行需求；調(diào)度助手通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)、語音識(shí)別、等技術(shù)使調(diào)度系統(tǒng)的人機(jī)交互性能得以顯著提升，實(shí)現(xiàn)以語音交互為特征的智能助手功能。智慧調(diào)度實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)可以預(yù)測(cè)并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行電力調(diào)度，在滿足生產(chǎn)生活安全穩(wěn)定用電的前提下，提高電能利用效率，減少電力資源損失。AIAI55秒內(nèi)就能識(shí)智能模型的持續(xù)迭代，前端智能分析的識(shí)別準(zhǔn)確率大幅上80%95%，煙火識(shí)別準(zhǔn)確率由70%提升到90%，導(dǎo)線異物識(shí)別準(zhǔn)確率由60%提升到80%。圖圖12電力調(diào)度人工智能應(yīng)用總體框架圖電力調(diào)度機(jī)器人——調(diào)度機(jī)器人一項(xiàng)面向智能電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控運(yùn)行的人工智能技術(shù)應(yīng)用，集成了智能化操作處理動(dòng)感知電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自主調(diào)度與控制。調(diào)度機(jī)器人的應(yīng)用具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是基于智能監(jiān)視獲得電網(wǎng)、通過電網(wǎng)實(shí)時(shí)計(jì)劃跟蹤、靜態(tài)安全在線決策和樞紐節(jié)點(diǎn)無功電壓優(yōu)化，執(zhí)行電網(wǎng)實(shí)時(shí)平衡控制和安全自校正控制。AI堵塞問題，輔助配網(wǎng)調(diào)度員減輕45%的業(yè)務(wù)負(fù)擔(dān)。圖13電力調(diào)度機(jī)器人示范系統(tǒng)構(gòu)建框架未來應(yīng)用展望：現(xiàn)階段數(shù)字技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)控領(lǐng)域應(yīng)用已有初步成果，但整體應(yīng)用深度和廣度都相對(duì)不足，對(duì)調(diào)度業(yè)務(wù)支撐的范圍和程度還不夠，且應(yīng)用較為零散，未來需聚焦電網(wǎng)運(yùn)行特性認(rèn)知水平的提升、調(diào)度控制效率的提高、運(yùn)行管理智能化等方面，綜合業(yè)務(wù)需求和技術(shù)成熟度開展系統(tǒng)性研究和應(yīng)用，建成高度集成、一體化的智能調(diào)度系統(tǒng)。典型的應(yīng)用場(chǎng)景如下：智能電網(wǎng)仿真樣本管理與生成——面向在線和離線數(shù)據(jù)，構(gòu)建海量仿真樣本的系統(tǒng)性存儲(chǔ)和高效訪問機(jī)制，利智能電網(wǎng)仿真樣本管理與生成——面向在線和離線數(shù)據(jù)，構(gòu)建海量仿真樣本的系統(tǒng)性存儲(chǔ)和高效訪問機(jī)制，利提升仿真樣本庫的均衡性、多樣性和合理性?；诖髷?shù)據(jù)的設(shè)備狀態(tài)趨勢(shì)感知——構(gòu)建統(tǒng)一的監(jiān)控設(shè)備模型，將多源數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)融合，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)趨勢(shì)評(píng)估，輔助識(shí)別設(shè)備故障及缺陷等造成的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)隱患，提前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防。電力市場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析——基于對(duì)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)的挖掘，研究市場(chǎng)主體的報(bào)價(jià)策略、交易行為對(duì)電力市場(chǎng)運(yùn)行的影響，研究電力現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)類型識(shí)別與預(yù)判告警技術(shù)，建立電力現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)防范機(jī)制和應(yīng)急預(yù)案。新能源資源分析及預(yù)測(cè)——基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)新能源資源和運(yùn)行數(shù)據(jù)的有效利用，建立資源及出力特性分析模型，提取影響新能源資源及出力波動(dòng)的關(guān)鍵特征，通過深度學(xué)習(xí)等智能算法，不斷優(yōu)化新能源功率預(yù)測(cè)模型，提高功率預(yù)測(cè)精度，擴(kuò)展預(yù)測(cè)期。（二）特高壓數(shù)字化裝備9，具有輸電距離遠(yuǎn)、容量大、9張素香,劉雯靜,趙子巖,等.科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[J/OL].電信科學(xué):1-12[2021-12-29].顯著的進(jìn)步，在過電壓控制、外絕緣配置、成套設(shè)備研制、202132條特高壓輸電工程，輸電線路總長度達(dá)到4.6萬千米，累計(jì)輸電超過2萬億千瓦時(shí)。特高壓輸電的大規(guī)模能源互聯(lián)能夠構(gòu)建起電力傳輸網(wǎng)新能源電力消納勢(shì)必會(huì)成為中國新型電力系統(tǒng)快速健康發(fā)圖14國家電網(wǎng)特高壓工程建設(shè)示意圖數(shù)據(jù)來源：國家電網(wǎng)特高壓裝備數(shù)字管理——在特高壓輸電工程中，特高壓前沿技術(shù)應(yīng)用展望：特高壓裝備數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生可服務(wù)于復(fù)雜電力裝備的協(xié)同設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造、數(shù)字化交付以及高價(jià)值電力裝備的預(yù)測(cè)性維護(hù)與報(bào)廢回收，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力裝備全生命周期信息的閉環(huán)管理，在變壓器、大容量直流斷路器等關(guān)鍵特高壓裝備領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用價(jià)值。特高壓裝備數(shù)字孿生的框架包含特高壓裝備全生命周在內(nèi)的技術(shù)框架。物理層是實(shí)現(xiàn)特高壓裝備基本功能的實(shí)前沿技術(shù)應(yīng)用展望：特高壓裝備數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生可服務(wù)于復(fù)雜電力裝備的協(xié)同設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造、數(shù)字化交付以及高價(jià)值電力裝備的預(yù)測(cè)性維護(hù)與報(bào)廢回收，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電力裝備全生命周期信息的閉環(huán)管理，在變壓器、大容量直流斷路器等關(guān)鍵特高壓裝備領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用價(jià)值。特高壓裝備數(shù)字孿生的框架包含特高壓裝備全生命周在內(nèi)的技術(shù)框架。物理層是實(shí)現(xiàn)特高壓裝備基本功能的實(shí)仿真服務(wù)、數(shù)據(jù)分析等模塊，滿足對(duì)特高壓裝備全生命周期數(shù)字化管控的高精度要求，應(yīng)用層則在數(shù)字孿生建模仿真的基礎(chǔ)上，支撐特高壓裝備全生命周期過程中不同環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)。未來，特高壓裝備數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)能夠暢通各環(huán)節(jié)信息的交互，打破產(chǎn)業(yè)鏈之間的隔閡，提高特高壓裝備的生產(chǎn)效率和管理水平，其典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括智能制造仿真服務(wù)、數(shù)據(jù)分析等模塊，滿足對(duì)特高壓裝備全生命周期數(shù)字化管控的高精度要求，應(yīng)用層則在數(shù)字孿生建模仿真的基礎(chǔ)上，支撐特高壓裝備全生命周期過程中不同環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)。未來，特高壓裝備數(shù)字孿生的實(shí)現(xiàn)能夠暢通各環(huán)節(jié)信息的交互，打破產(chǎn)業(yè)鏈之間的隔閡，提高特高壓裝備的生產(chǎn)效率和管理水平，其典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括智能制造智能設(shè)計(jì)、運(yùn)維管理等。圖15特高壓裝備數(shù)字孿Th構(gòu)建架構(gòu)、智能制造——開展生產(chǎn)工藝流程再造，數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)特高壓裝備生產(chǎn)流程中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行建模仿真，模擬不同生產(chǎn)工序的配合情況，預(yù)測(cè)加工后的特高壓裝備物理實(shí)體的形態(tài)和裝配效果。開展產(chǎn)能預(yù)測(cè)，數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建數(shù)字化的特高壓裝備生產(chǎn)線，對(duì)工廠產(chǎn)能進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)也根據(jù)產(chǎn)能需求對(duì)人員、原材料等資源要素進(jìn)行分析，促進(jìn)生產(chǎn)管理的智能化。進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量把控，特高壓裝備數(shù)字孿生模型對(duì)運(yùn)行過程中的故障臨界狀態(tài)進(jìn)行參數(shù)仿真，與實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比分析，進(jìn)而保證特高壓裝備制造質(zhì)量和不同批次一致性。智能設(shè)計(jì)——數(shù)字孿生技術(shù)可為特高壓裝備多場(chǎng)作用下的運(yùn)行仿真提供有效的工具，助力設(shè)計(jì)的便捷化和精確化。針對(duì)特定用戶的特定需求，數(shù)字孿生技術(shù)能在標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字孿生體的基礎(chǔ)上，對(duì)特定的指標(biāo)和參數(shù)進(jìn)行修改。并根據(jù)大量標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)來指導(dǎo)定制化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，以提高定制化產(chǎn)品的研發(fā)速度和質(zhì)量。供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)管理——特高壓裝備制造商和零部件供應(yīng)商通過數(shù)字孿生技術(shù)能夠?qū)τ唵魏臀锪线M(jìn)行高效管理，根據(jù)歷史訂單數(shù)據(jù)以及在線更新資料來預(yù)測(cè)未來訂單量，依據(jù)物料種類、生產(chǎn)廠家、對(duì)應(yīng)批次等歷史信息以及預(yù)測(cè)的訂單量來管理場(chǎng)內(nèi)物料，能夠?qū)崿F(xiàn)物料采購和消耗的動(dòng)態(tài)平衡，降低制造商的周轉(zhuǎn)資金。電網(wǎng)公司物資管理部門利用數(shù)字孿生技術(shù)對(duì)在役特高壓裝備的性能進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)其運(yùn)行壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而合理估算出階段需求情況，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司物資資源的優(yōu)化利用。特高壓裝備狀態(tài)感知——特高壓裝備運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)獲取是特高壓輸電系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，自從智前沿技術(shù)應(yīng)用展望：特高壓裝備的全面感知通信技術(shù)可用于特高壓電力裝備的狀態(tài)信息高速低功耗廣域傳輸，實(shí)現(xiàn)特高壓電力裝備的實(shí)時(shí)感知，人工智能與大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可用于特高壓裝備的狀態(tài)評(píng)價(jià)與運(yùn)維決策、電力系統(tǒng)的故障診斷與運(yùn)行優(yōu)化等，為特高壓輸電設(shè)備管理與電網(wǎng)運(yùn)行提供新方法。換流變壓器——換流變壓器中采用的感知手段主要包前沿技術(shù)應(yīng)用展望：特高壓裝備的全面感知通信技術(shù)可用于特高壓電力裝備的狀態(tài)信息高速低功耗廣域傳輸，實(shí)現(xiàn)特高壓電力裝備的實(shí)時(shí)感知，人工智能與大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可用于特高壓裝備的狀態(tài)評(píng)價(jià)與運(yùn)維決策、電力系統(tǒng)的故障診斷與運(yùn)行優(yōu)化等，為特高壓輸電設(shè)備管理與電網(wǎng)運(yùn)行提供新方法。換流變壓器——換流變壓器中采用的感知手段主要包芯振動(dòng)等，能較好地對(duì)變壓器內(nèi)部存在的隱患、缺陷進(jìn)行感知。然目前超特高壓換流變壓器中使用的套管設(shè)備市場(chǎng)幾乎被國外壟斷，由于套管故障導(dǎo)致的換流變壓器事故也曾發(fā)生，亟需加強(qiáng)對(duì)換流變套管的全方位狀態(tài)感知，包括高精度與高穩(wěn)定性測(cè)量。輸電線路——特高壓輸電線路的傳統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括雷電在線測(cè)量系統(tǒng)、輸電線路環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、導(dǎo)線微風(fēng)振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及輸電線路視頻監(jiān)控等，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)較為成熟。然而隨著無人機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，架空輸電線路及電纜隧道的帶電巡視技術(shù)也得到新的發(fā)展，傳統(tǒng)低效的人工巡視逐漸被高效的無人機(jī)巡視所取代。架空輸電線路無人機(jī)巡檢系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，主要由地面操作人員根據(jù)視覺與回傳圖像進(jìn)行無人機(jī)飛行與拍攝，因此近年來無人機(jī)自主巡檢開始被廣泛研究并進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，但目前無人機(jī)自主巡檢技術(shù)仍處于起步階段，主要基于巡檢影像對(duì)絕施等進(jìn)行缺陷識(shí)別與標(biāo)記，然而目前識(shí)別準(zhǔn)確率較低，仍需大量人工干預(yù)。直流斷路器——特高壓直流斷路器是特高壓直流輸電系統(tǒng)中的關(guān)鍵開關(guān)設(shè)備，起系統(tǒng)保護(hù)與控制作用，目前對(duì)于斷路器的狀態(tài)感知主要集中在斷路器的機(jī)械狀態(tài)上，主要通過選取合適量程與靈敏度的加速度傳感器獲取斷路器的振動(dòng)信號(hào)，研究斷路器的振動(dòng)信號(hào)特征與診斷方法。特高壓輸電智慧運(yùn)維——特高壓電力裝備和線路的運(yùn)前沿技術(shù)應(yīng)用展望：特高壓裝備的智慧運(yùn)維數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)為特高壓輸電注入了新的血液，豐富了特高壓輸電的內(nèi)涵，能夠?qū)崿F(xiàn)特高壓裝備的智慧運(yùn)維管理。智慧運(yùn)維管理——數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建了特高壓裝備及運(yùn)行環(huán)境的數(shù)字化鏡像，可以在孿生系統(tǒng)中按照現(xiàn)有的管在日常巡視和檢測(cè)過程中所關(guān)注的所有參量，自動(dòng)報(bào)警特高壓裝備的異常狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)有管理規(guī)定的無縫匹配，大幅降低巡視工作對(duì)于人力的依賴。差異化決策前沿技術(shù)應(yīng)用展望：特高壓裝備的智慧運(yùn)維數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)為特高壓輸電注入了新的血液，豐富了特高壓輸電的內(nèi)涵，能夠?qū)崿F(xiàn)特高壓裝備的智慧運(yùn)維管理。智慧運(yùn)維管理——數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建了特高壓裝備及運(yùn)行環(huán)境的數(shù)字化鏡像，可以在孿生系統(tǒng)中按照現(xiàn)有的管在日常巡視和檢測(cè)過程中所關(guān)注的所有參量，自動(dòng)報(bào)警特高壓裝備的異常狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)有管理規(guī)定的無縫匹配，大幅降低巡視工作對(duì)于人力的依賴。差異化決策——大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)特高壓裝備的綜合狀態(tài)感知與狀態(tài)評(píng)價(jià)，結(jié)合設(shè)備臺(tái)賬、運(yùn)維檢修記錄等靜態(tài)數(shù)據(jù)及在線監(jiān)測(cè)等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，基于同類故障研判、運(yùn)行狀態(tài)推演等方法實(shí)現(xiàn)特高壓裝備的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與對(duì)各類別、各區(qū)域、各運(yùn)行狀態(tài)下的特高壓裝備進(jìn)行差異化運(yùn)維檢修。機(jī)器人巡檢——隨著工業(yè)機(jī)器人制造技術(shù)的飛速發(fā)展，架空線路無人機(jī)巡檢、管廊隧道機(jī)器人巡檢己逐步代替人工巡檢投入工程應(yīng)用。機(jī)器人巡檢包括巡檢定位、圖少人工巡視帶來的個(gè)體差異性，提高特高壓輸電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與經(jīng)濟(jì)性。百度研發(fā)的智能巡檢機(jī)器人，目前應(yīng)150個(gè)智慧變電42000替人工巡視能源線路超過7萬公里。（三）微電網(wǎng)智慧管理相關(guān)負(fù)荷以及監(jiān)控保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)10，11設(shè)正如火如荼地開展，已研究驗(yàn)證了多項(xiàng)微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，10鄭晶,李賡,張艷華,劉林.微電網(wǎng)研究綜述[J].電氣開關(guān),2016,54(02):1-3.11王成山,王守相.分布式發(fā)電供能系統(tǒng)若干問題研究[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2008(20):1-4.性，同時(shí)減少長距離輸電帶來的損耗和資本浪費(fèi)。雖然微電網(wǎng)在推動(dòng)分布式可再生能源的就地消納和并網(wǎng)中已經(jīng)取得了一些成效，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，例如能量控制和調(diào)度效率低、可再生能源滲透率有限、大規(guī)模可再生能源帶來的不確定性等，成為了制約中國微電網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。未來，數(shù)字技術(shù)的融合應(yīng)用能夠打破當(dāng)前發(fā)展的僵局，微電網(wǎng)也將向著高精度、智能化、智慧化方向發(fā)展，使得微電網(wǎng)在新型電力系統(tǒng)發(fā)展中更好地發(fā)揮關(guān)鍵作用。表4中國部分微電網(wǎng)建設(shè)情況名稱類型系統(tǒng)組成主要特點(diǎn)西藏阿里地區(qū)獅泉河微電網(wǎng)邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)10MW光伏電站，6.4MW站，10MW柴油發(fā)電機(jī)組，儲(chǔ)能系統(tǒng)“光水火”多能互補(bǔ)、海拔高西藏那曲地區(qū)丁俄崩貢寺微電網(wǎng)邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)15kW風(fēng)電，6kW光伏發(fā)電，儲(chǔ)能系統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)、西藏首個(gè)村莊微電網(wǎng)青海海北州門源縣智能光儲(chǔ)路燈邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)集中式光伏發(fā)電和鋰電池儲(chǔ)能高原農(nóng)牧地區(qū)首個(gè)此類系統(tǒng)，改12張冬卉.智能微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2021(13):45-47.微電網(wǎng)在兩年的狀況內(nèi)蒙古呼倫貝爾市陳巴爾虎旗微電網(wǎng)邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)100kW電，75kW風(fēng)電，儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)型微電網(wǎng)新疆吐魯番新城新能源微電網(wǎng)示范區(qū)邊遠(yuǎn)地區(qū)微電網(wǎng)13.4MW光伏容量(光伏和光熱)，儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)應(yīng)用最全面的太陽能利用與建筑一體化項(xiàng)目浙江鹿西島微電網(wǎng)海島微電網(wǎng)300kW光伏發(fā)電，1.56MW風(fēng)力發(fā)電，1.2MW柴油發(fā)電，4MWh鉛酸電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，超級(jí)電容儲(chǔ)能微電網(wǎng)并網(wǎng)與離網(wǎng)模式的靈活切換功能兼?zhèn)浜Ｄ先呈杏琅d島微電網(wǎng)海島微電網(wǎng)500kW光伏發(fā)電，磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)位于中國最南部的微電網(wǎng)北京延慶智能微電網(wǎng)城市微電網(wǎng)1.8MW光伏發(fā)電，60kW電，儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)合中國配網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，多級(jí)微電網(wǎng)架構(gòu)，分級(jí)管理，平滑實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)模式切換天津生態(tài)城公屋展示中心微電網(wǎng)城市微電網(wǎng)300kW光伏發(fā)電，648kWh鋰離“零能耗”建筑，全年發(fā)用電量總子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)體平衡江蘇大豐市風(fēng)電淡化海水微電網(wǎng)城市微電網(wǎng)2.5MW風(fēng)力發(fā)電，1.2MW發(fā)電，1.8MWh鉛碳蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，海水淡化負(fù)荷研發(fā)并應(yīng)用了世界首臺(tái)大規(guī)模風(fēng)電直接提供負(fù)載的孤島運(yùn)行控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源：賽迪顧問整理，2022.08微電網(wǎng)能量管理——分布式可再生能源的不確定性給DG高效能量管理策略的制定。應(yīng)用場(chǎng)景：基于云平臺(tái)的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)基于現(xiàn)有微電網(wǎng)體系架構(gòu)，建立基于云平臺(tái)的微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，能夠降低新能源發(fā)電的不確定性影響，減少大規(guī)模新能源介入對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊，指導(dǎo)微電網(wǎng)制定高效的控制策略，充分發(fā)揮微電源的潛力，提高可再生能互三個(gè)功能模塊，首先實(shí)時(shí)采集設(shè)備信息、環(huán)境數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)，通過大數(shù)據(jù)挖掘?qū)ξ磥砦㈦娫聪到y(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)判，再利用機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立起一套完整的控制策略專家?guī)?，?duì)微電源能量進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，最大限度的利用分布式可再生能源。當(dāng)前，該系統(tǒng)已在國家電力研究院和多個(gè)能源電力公司推廣運(yùn)行，達(dá)到其微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)最優(yōu)運(yùn)行，有效輔助微電網(wǎng)推動(dòng)分布式可再生能源的就地消納和并網(wǎng)，助力綠色、節(jié)能微電網(wǎng)的發(fā)展。微電網(wǎng)智能調(diào)控——隨著負(fù)荷側(cè)新能源電力高比例接工智能的應(yīng)用能夠打破傳統(tǒng)的基于物理原理通過建模求解13陳志杰,李鳳婷,等.考慮源荷特性的雙層互動(dòng)優(yōu)化調(diào)度[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2020,48(01):135-141.前沿技術(shù)應(yīng)用展望：基于人工智能的微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制人工智能能夠模擬人的思維進(jìn)行快速判斷和高效決策，其中圖像識(shí)別是應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法的一種實(shí)踐，通過對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解以達(dá)到識(shí)別各種不同模式目標(biāo)和對(duì)象的目的?；趫D像分析技術(shù)能夠識(shí)別微電網(wǎng)源荷特征的匹配圖片，提出相應(yīng)控制電源波動(dòng)策略，提高微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制能力。在微電網(wǎng)負(fù)荷的優(yōu)化策略模型構(gòu)建中，需要完成二個(gè)重點(diǎn)步驟。一是構(gòu)建微電網(wǎng)源荷綜合特性圖像。以兩種特征圖疊加為例，根據(jù)分布式電源與可調(diào)控負(fù)因素，結(jié)合分布式電源與負(fù)荷功率數(shù)據(jù)構(gòu)建反映源荷波動(dòng)情況的圖像。同時(shí)根據(jù)負(fù)荷啟停狀態(tài)、類型、剩余可用時(shí)間、上調(diào)與下調(diào)潛力等可調(diào)控負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)因素，構(gòu)建可調(diào)控負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)圖像，疊加兩種圖像生成下一調(diào)控周期微電網(wǎng)源荷綜合特性圖像。二是基于人工智能算法匹配特征圖像。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、加速魯棒特征等算法提取源荷綜合圖像特點(diǎn)，并通過歐式距離判別法得到兩張圖像特K均值聚類算法和隨機(jī)抽樣一致算法提取有效的匹配對(duì)，完成特征點(diǎn)匹配對(duì)的精細(xì)篩選，從而達(dá)到借鑒歷史相似運(yùn)行狀態(tài)的微電網(wǎng)調(diào)控策略制定下一周期負(fù)荷響應(yīng)分布式電源波動(dòng)調(diào)控策略的目的。多微電網(wǎng)系統(tǒng)——由于單個(gè)微電網(wǎng)集成各類分布式發(fā)電系統(tǒng)的能力有限，在大規(guī)模提高可再生能源滲透率上仍有前沿技術(shù)應(yīng)用展望：