2023城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書(shū)

騰訊云騰訊研究院騰訊云騰訊研究院城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書(shū)騰訊研究院能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院目錄城市能源數(shù)字化的形態(tài)特征(一)能源系統(tǒng)內(nèi)部互聯(lián)06(二)能源系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)多系統(tǒng)08(三)區(qū)域能源多主體協(xié)同10(一)多能協(xié)同能源網(wǎng)絡(luò)13(二)信息物理能源系統(tǒng)14(三)創(chuàng)新模式能源運(yùn)營(yíng)16(四)公平高效能源機(jī)制17城市能源數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)(一)柔性直流配電網(wǎng)技術(shù)(二)電力電子裝備技術(shù)(三)功率半導(dǎo)體技術(shù)(四)設(shè)備虛擬化技術(shù)(一)泛在低耗精確傳感技術(shù)(二)高速無(wú)阻多元通信技術(shù)(三)全域多維數(shù)字孿生技術(shù)(四)高效彈性數(shù)字平臺(tái)技術(shù)(五)自主學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)(六)分布自治邊緣計(jì)算技術(shù)(七)可信區(qū)塊隱私計(jì)算技術(shù)3.3數(shù)字集成應(yīng)用技術(shù)(一)多能流能量管理(二)智能發(fā)電服務(wù)(三)綜合能源服務(wù)平臺(tái)(四)能源服務(wù)機(jī)器人(五)電碳服務(wù)平臺(tái)城市能源數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)趨勢(shì)一：能源終端即插即用趨勢(shì)二：能源設(shè)備模塊組合趨勢(shì)三：能源網(wǎng)絡(luò)軟件定義趨勢(shì)四：能源系統(tǒng)信物融合趨勢(shì)五：能源管理多級(jí)聯(lián)動(dòng)趨勢(shì)六：能源交易多方互動(dòng)趨勢(shì)七：能源數(shù)據(jù)多域賦能趨勢(shì)八：能源服務(wù)共創(chuàng)共享趨勢(shì)九：能源生態(tài)共建共贏結(jié)語(yǔ)城市能源數(shù)字化的典型案例案例一：珠海市城市-園區(qū)雙級(jí)能源互聯(lián)網(wǎng)示范70案例二：廣州市四網(wǎng)融合能源互聯(lián)網(wǎng)示范71案例五：雄安高鐵站片區(qū)智慧綠色綜合能源服75務(wù)示范項(xiàng)目案例七：廣州市能源管理與輔助決策平臺(tái)79案例九：北京城市副中心數(shù)字化低碳城市電網(wǎng)建設(shè)82案例十一：青島能源集團(tuán)有限公司“雙化協(xié)同”的智慧84供熱管控平臺(tái)案例十二：德國(guó)“細(xì)胞”形態(tài)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范85案例十三：美國(guó)“蜂窩”形態(tài)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范86-引言-城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書(shū)|引言引言城市作為人類活動(dòng)的主要場(chǎng)所，為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展提供了空間基礎(chǔ)條件。同關(guān)的碳排放量占全球總排放量的71%~76%,成為碳排放的主力軍。因此，要積極穩(wěn)目前，我國(guó)能源活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳排放約占碳排放總量的85%,電力碳排放生態(tài)環(huán)境部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)通知，確定在10個(gè)地區(qū)首批開(kāi)展“雙化協(xié)同”NNN用備6●1…咖●用備6●1…咖●城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書(shū)|引言綜合試點(diǎn)。城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型也是“雙化協(xié)同”轉(zhuǎn)型發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型是新一代數(shù)字技術(shù)和能源融合發(fā)展的必然產(chǎn)物。其以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)為載體，通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，打破電、熱、冷、氣、交通等不同能源形式之間相互割裂的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、使用等全鏈條的協(xié)同，推動(dòng)能源行業(yè)與其他行業(yè)的深度融合、互動(dòng)和集成，形成分布與集中協(xié)調(diào)、可再生能源充分利用、能源高效集成、智能管理與控制、能源服務(wù)和商業(yè)繁榮的現(xiàn)代能源體系。城市作為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵主體，作為數(shù)字技術(shù)廣泛應(yīng)用的最佳載體，必將成為能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型、構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的引領(lǐng)者。本報(bào)告希望通過(guò)對(duì)城市能源數(shù)字化的形態(tài)特征、關(guān)鍵技術(shù)、典型案例和發(fā)展趨勢(shì)的分析和闡述，為城市管理者、能源從業(yè)者、數(shù)字技術(shù)提供者等相關(guān)主體和個(gè)人帶來(lái)一些思路和參考。\\VN\號(hào)0己Y-城市能源數(shù)字化的形態(tài)特征-城市能源數(shù)字化的形態(tài)特征城市能源系統(tǒng)的發(fā)展受到能源環(huán)境政策、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等宏觀因素及地區(qū)資源稟賦、區(qū)域能源發(fā)展等特定因素的影響，逐漸形成了多層級(jí)互聯(lián)的城市能源系統(tǒng)特征。而城市作為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵主體，作為數(shù)字技術(shù)廣泛應(yīng)用的最佳載體，必將成為能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的引領(lǐng)者。結(jié)合城市能源系統(tǒng)特征及未來(lái)城市的數(shù)字化趨勢(shì)，城市能源數(shù)字化逐漸形成由多能協(xié)同能源網(wǎng)絡(luò)、信息物理能源系統(tǒng)、創(chuàng)新模式能源運(yùn)營(yíng)及公平高效能源機(jī)制組成的“三橫一縱”的形態(tài)特征。能源與未來(lái)城市息息相關(guān)。城市建設(shè)、人口集聚、經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)能源支撐。工業(yè)革命以來(lái)，電力、天然氣、石油化工等能源已然深刻的嵌入城市生活，影響著人們衣食住行的方方面面。人類正在經(jīng)歷大規(guī)?？焖俪鞘谢S著城市化的日益臨近，巨量的能源消耗帶來(lái)嚴(yán)峻的環(huán)境危機(jī)，威脅到人類在自然中的生存。當(dāng)前，國(guó)際社會(huì)呼吁節(jié)能、減碳的戰(zhàn)略與行動(dòng)，能源系統(tǒng)的變革與轉(zhuǎn)型將對(duì)城市和人類的未來(lái)帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。對(duì)中國(guó)而言，能源革命是生態(tài)文明建設(shè)的重要?jiǎng)恿捅碚?，面向未?lái)城市的能源規(guī)劃是當(dāng)務(wù)之急。以電能與互聯(lián)為核心是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重要依托，在國(guó)內(nèi)外的相關(guān)實(shí)踐中，逐漸涌現(xiàn)出了多層級(jí)互聯(lián)的城市能源系統(tǒng)特征(圖1)。在涉及能源的各個(gè)系統(tǒng)之間在區(qū)域尺度上在區(qū)域尺度上實(shí)時(shí)的“預(yù)測(cè)-行動(dòng)”中長(zhǎng)期的總體戰(zhàn)略規(guī)劃“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”的聯(lián)動(dòng)能源、交通、建筑、環(huán)境等系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)以人為本圖1:多層級(jí)互聯(lián)的城市能源系統(tǒng)(一)能源系統(tǒng)內(nèi)部互聯(lián)由被動(dòng)用戶組成的中央系統(tǒng)向以能源社區(qū)為特色的靈活的主動(dòng)用戶網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變。而信息將助力能源(renewableenergysources,月，當(dāng)電價(jià)燈在紅綠轉(zhuǎn)換時(shí)，電力消耗波動(dòng)為25%-35%,黃綠轉(zhuǎn)換時(shí)，波動(dòng)為10%-22%,紅黃轉(zhuǎn)換穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)電價(jià)燈在紅綠轉(zhuǎn)換時(shí)，電力消耗波動(dòng)降至7%-12%,黃綠轉(zhuǎn)換時(shí)，波動(dòng)降至4%-7%,“核心”需求側(cè)管理(DSM)目0圖3:能源系統(tǒng)內(nèi)部互聯(lián)的信號(hào)處理2(二)能源系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)多系統(tǒng)圖4:能源系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)多系統(tǒng)制定的二氧化碳減排80%的2050年氣候保護(hù)目標(biāo)。這一目標(biāo)主要通過(guò)以下多個(gè)系統(tǒng)的協(xié)同而實(shí)加氧站.200m加氧站.200m物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備),在輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(transmissionsystemoperator,TSO)與配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商 士輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商)與Alpiq(瑞士能源服務(wù)提供商和電力生產(chǎn)商)合作，借助Equigy人群平衡到能源控制市場(chǎng)。Alpiq在其中扮演商業(yè)聚合器的角色，將控制可控資源的技術(shù)聚合器與區(qū)塊鏈驗(yàn)證區(qū)塊鏈驗(yàn)證輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(三)區(qū)域能源多主體協(xié)同大空間范圍內(nèi)復(fù)雜利益主體的問(wèn)題(圖7)。區(qū)域能源的核心理念在于區(qū)域范圍內(nèi)的能源集成優(yōu)委委雜……《習(xí)冊(cè)習(xí)環(huán)境圖7:區(qū)域能源多主體協(xié)同歐盟的能源規(guī)劃是區(qū)域能源多主體協(xié)同的典型代表。歐盟及泛歐盟地區(qū)具有電網(wǎng)聯(lián)盟的深TYNDP的制定是一個(gè)為期兩年的過(guò)程。首先是構(gòu)建2030年和2040年歐洲電力系統(tǒng)的場(chǎng)景。例如在2022年的場(chǎng)景報(bào)告(ScenarioReport)中便構(gòu)建了三種場(chǎng)景：成員國(guó)發(fā)展趨勢(shì)(NationalTrends),分布式能源(DistributedEnergy),國(guó)際影響這些場(chǎng)景利用新的行業(yè)耦合方法和專用建模工具來(lái)優(yōu)化整體系統(tǒng)效率和靈活性，從而更好地協(xié)調(diào)不同的地理范圍的各個(gè)終端和多種能源類型。分布式能源在場(chǎng)景構(gòu)建之后，系統(tǒng)需求的識(shí)別(IdentificationofSystemNeeds)是十分重要的一環(huán)。一方面，系統(tǒng)需求研究的結(jié)果對(duì)新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)具有引導(dǎo)作用；另一方面，每?jī)赡暌淮伍_(kāi)展系統(tǒng)需求研究可以及時(shí)更新項(xiàng)目背后的實(shí)際需求。對(duì)歐盟而言，系統(tǒng)需求因不同區(qū)域而有所差異，因此，在總體研究之外，還會(huì)同步制定各區(qū)域的詳細(xì)投資計(jì)劃與敏感性研究。在前述報(bào)告的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目發(fā)起人發(fā)起項(xiàng)目，TYNDP制定團(tuán)隊(duì)對(duì)收集到的若干項(xiàng)目進(jìn)行成本效益分析，評(píng)估其是否有助于滿足場(chǎng)景及系統(tǒng)需求，并生成該年的TYNDP主報(bào)告及項(xiàng)目清單(如TYNDP2020共涉及154個(gè)傳輸和26個(gè)存儲(chǔ)項(xiàng)目)。在2020年的主報(bào)告中展示了區(qū)域能源戰(zhàn)略規(guī)劃最終落實(shí)在實(shí)際工程項(xiàng)目中的詳細(xì)過(guò)程：1)明確需求，2)明確解決方法，3)初步的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和成本收益分析，4)討論是否將該項(xiàng)目納入國(guó)家發(fā)展計(jì)劃和TYNDP,5)申請(qǐng)歐洲“共同利益項(xiàng)目”,6)工程設(shè)計(jì)和許可程序，7)融資和最終投資在“2030碳中和與2060碳達(dá)峰”的要求下，我國(guó)的區(qū)域能源協(xié)同同樣需要相關(guān)部門、創(chuàng)新企業(yè)以及社會(huì)公眾的共同協(xié)作，歐盟的能源規(guī)劃方法能夠?qū)Υ蟪叨鹊哪茉椿ヂ?lián)提供參考。在面對(duì)復(fù)雜的多個(gè)利益主體時(shí)，未來(lái)的發(fā)展存在巨大的不確定性，場(chǎng)景分析與系統(tǒng)需求研討有助于在若干種假設(shè)的未來(lái)中，通過(guò)對(duì)比與模擬辨析關(guān)鍵問(wèn)題、明確核心發(fā)力點(diǎn)，繼而指引各個(gè)利益相關(guān)主體的項(xiàng)目設(shè)立與實(shí)施。在每?jī)赡暌惠喌母轮?，能源?zhàn)略向著最終的目標(biāo)不斷完善，在突發(fā)事件到來(lái)時(shí)能夠及時(shí)做出新的反饋，更有效地牽引實(shí)際的能源工程。行44古9(充電站、塔，軌交供能站…)雙向互動(dòng)多表合一物理層：機(jī)制層：公平高效能源機(jī)制圖9:城市能源數(shù)字化的核心架構(gòu)(一)多能協(xié)同能源網(wǎng)絡(luò)組成的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，通過(guò)在需求側(cè)內(nèi)部或附近發(fā)電，大大減少電力在輸配過(guò)程中的傳輸損圖10:城市多能協(xié)同能源網(wǎng)絡(luò)多元通信萬(wàn)物互聯(lián)力提出了更高的要求。“多元通信、萬(wàn)物互聯(lián)”指以高帶寬光纖為骨干，5G、雙向互動(dòng)多表合一雙向互動(dòng)多表合一可視化展示可視化展示展示層大屏展示移動(dòng)應(yīng)用智能安全安全應(yīng)用層智能運(yùn)行智能檢維集中監(jiān)控智能啟停健康態(tài)勢(shì)感知設(shè)備資產(chǎn)管理智能值守功率預(yù)測(cè)故障診斷預(yù)警智能電子巡檢運(yùn)行優(yōu)化運(yùn)行預(yù)警遠(yuǎn)程專家支持檢維知識(shí)圖譜智能平臺(tái)大數(shù)據(jù)平臺(tái)接口平臺(tái)開(kāi)發(fā)平臺(tái)服務(wù)平臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)硬件平臺(tái)平臺(tái)管理智能裝備仿真培訓(xùn)應(yīng)急指揮作業(yè)監(jiān)控電子門禁電子兩票風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控安全管理軸系圖像油質(zhì)變槳電發(fā)電機(jī)組智能感知生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管控三維可視化智能電站工作圖11:信息層智慧能源解決方案城市能源數(shù)字化的應(yīng)用層是通過(guò)創(chuàng)新模式實(shí)現(xiàn)能源運(yùn)營(yíng)的價(jià)值增值層。創(chuàng)新模式能源運(yùn)營(yíng)(管理&交易等)個(gè)業(yè)個(gè)圖12:能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新模式能源運(yùn)營(yíng)(四)公平高效能源機(jī)制2014年~2021年政策文件類型分類2014年至2021年2014年至2021年共發(fā)布政策法規(guī)1317項(xiàng)圖13:2011-2021年政策文件類型分類財(cái)稅扶持財(cái)稅扶持增量配網(wǎng)電動(dòng)汽車分布式能源交易輔助服務(wù)組織管理數(shù)據(jù)服務(wù)財(cái)稅扶持財(cái)稅扶持的體制機(jī)制涵蓋對(duì)可再生能源配額、碳交易配額、可再生能源補(bǔ)貼、燃?xì)獍l(fā)電基于裝機(jī)容量的資金補(bǔ)貼、燃?xì)馊B供備用容量及基金附加的補(bǔ)貼等指標(biāo)及配額的相關(guān)政策。此外，還包括針對(duì)參與數(shù)字化轉(zhuǎn)型先行先試用戶給予政策上的扶持(如稅收減免或者準(zhǔn)入等),及針對(duì)城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型示范財(cái)稅扶持項(xiàng)目的專項(xiàng)資金扶持，或采取降低融資成本的政策等。組織管理組織管理包括明確城市能源數(shù)字化項(xiàng)目核準(zhǔn)、涉及、施工歸口管理部門，驗(yàn)收流程標(biāo)準(zhǔn)及資質(zhì)要求，包括分布式能源的多用戶分布式核準(zhǔn)，市政管網(wǎng)(電網(wǎng)、氣網(wǎng)、水網(wǎng))的施工設(shè)計(jì)核準(zhǔn)。組織管理還包括受城市能源數(shù)字化影響的監(jiān)管機(jī)制轉(zhuǎn)變一由以人力監(jiān)管為主的傳統(tǒng)監(jiān)管方式逐步向以數(shù)字化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)組織管理平臺(tái)為支撐的新型智能監(jiān)管手段轉(zhuǎn)變。城市能源數(shù)字化下輔助服務(wù)的體制機(jī)制主要涵蓋儲(chǔ)能及需求側(cè)管理的相關(guān)增量配網(wǎng)相關(guān)機(jī)制聚焦明確項(xiàng)目中增量配網(wǎng)的供電區(qū)域劃分及產(chǎn)權(quán)歸數(shù)據(jù)服務(wù)的機(jī)制包括發(fā)布數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品技術(shù)推薦目錄、成立區(qū)域能源數(shù)據(jù)最后，電動(dòng)汽車等相關(guān)的智慧交通體將在城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型中大放光彩，因-城市能源數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)-城市能源數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)3.1數(shù)字能源裝備技術(shù)(一)柔性直流配電網(wǎng)技術(shù) 雞山換流站I伏1MW真流負(fù)費(fèi)±10kV科技園開(kāi)關(guān)站雞山換流站Ⅱ0唐家換流站可擴(kuò)展±10kV科技園降壓換流站雞山站2母圖15:城市柔性直流配電網(wǎng)(二)電力電子裝備技術(shù)大學(xué)于2015年提出了一種基于耦合負(fù)壓電路的低損耗混合式直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(圖16),并在張北四端柔性直流電網(wǎng)示范工程成功應(yīng)用。其具有通態(tài)損耗近零、支持電流差異化配圖16:基于耦合負(fù)壓和交叉橋式結(jié)構(gòu)的混合式直流斷路器(三)功率半導(dǎo)體技術(shù)器等關(guān)鍵設(shè)備均具有很多新的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)很大程度上規(guī)避了IGCT運(yùn)行在2019年成功研制了直流電網(wǎng)用新一代IGCT-Plus器件(圖17)。(四)設(shè)備虛擬化技術(shù)ableload,DL)和分布式儲(chǔ)能設(shè)施(distributed虛擬電廠應(yīng)該實(shí)現(xiàn)如下功能：網(wǎng)絡(luò)通信及管理功能；分布式資源發(fā)電管理功能；新能源發(fā)電功率預(yù)測(cè)功能；用電負(fù)荷預(yù)測(cè)及管理功能；數(shù)據(jù)管理及分析功能；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)多平臺(tái)、多系統(tǒng)互動(dòng)協(xié)同多平臺(tái)、多系統(tǒng)互動(dòng)協(xié)同應(yīng)用視角動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)聚合調(diào)控優(yōu)化分解市場(chǎng)機(jī)制商業(yè)模式值視角息視角圖18:虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)云儲(chǔ)能云儲(chǔ)能云儲(chǔ)能(圖19)是一種基于已建成的現(xiàn)有電網(wǎng)的共享式儲(chǔ)能技術(shù)，可以將存量巨大而利用率極低、碎片化存在的電池儲(chǔ)能設(shè)備(如鉛酸電池、磷酸鐵鋰電池、三元電池等)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)化能量管控和運(yùn)營(yíng)來(lái)提高有效利用率，使用戶可以隨時(shí)、隨地、按需使用由集中式或分布式的儲(chǔ)能設(shè)施構(gòu)成的共享儲(chǔ)能資源，并按照使用需求而支付服務(wù)費(fèi)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)化的能量管控與協(xié)同，根據(jù)不同省份峰谷電價(jià)的波動(dòng)與不同時(shí)間用電負(fù)載變化，使這些碎片化的儲(chǔ)能設(shè)備在峰電價(jià)時(shí)放電，谷電價(jià)時(shí)儲(chǔ)電，達(dá)到削峰填谷，降低用戶側(cè)用電成本的目的。通過(guò)能量信息化與網(wǎng)絡(luò)化管控，可以將碎片化的電池以物流配送方式配送，實(shí)現(xiàn)“能量跟著用戶走”,挖掘電池資源的沉沒(méi)成本，這有效提高電池的利用率，降低用戶購(gòu)買與使用電池的成本，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)電池資產(chǎn)在能量需求層面的細(xì)粒度復(fù)云儲(chǔ)能依賴于共享資源而達(dá)到規(guī)模效益，使用戶可以更加方便地使用低價(jià)地電網(wǎng)電能和自建的分布式電源電能。云儲(chǔ)能可以綜合利用集中式的儲(chǔ)能設(shè)施或聚合分布式的儲(chǔ)能資源為用戶提供儲(chǔ)能服務(wù)。云儲(chǔ)能可將原本分散的用戶側(cè)的儲(chǔ)能裝置集中到云端，用云端的虛擬儲(chǔ)能容量來(lái)代替用戶側(cè)的實(shí)體儲(chǔ)能。云端的虛擬儲(chǔ)能容量以大規(guī)模的儲(chǔ)能設(shè)云儲(chǔ)能鋰離子電池云儲(chǔ)能提供商①電力市場(chǎng)圖19:云儲(chǔ)能技術(shù)形態(tài)行水平(圖20)。分圖20:車網(wǎng)互動(dòng)模式示意圖·數(shù)字化轉(zhuǎn)型下的城市能源系統(tǒng)具備·數(shù)字化轉(zhuǎn)型下的城市能源系統(tǒng)具備“分布式、聯(lián)起來(lái)、開(kāi)放性”的能量的收集與存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)?！榱藢?shí)現(xiàn)該目標(biāo)，就必須利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息的快速、廣泛、準(zhǔn)確采集，通過(guò)信息交互，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域、不同類型的能源生產(chǎn)與消費(fèi)者能量雙向流動(dòng)與優(yōu)化控制。城市能源數(shù)字化下的傳感器信號(hào)采集遠(yuǎn)比目前豐富，需要對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境、分布式能源設(shè)備等方面信息進(jìn)行識(shí)別、采集、監(jiān)控。例如：通過(guò)廣泛使用的智能插座，實(shí)時(shí)獲取終端用戶電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；通過(guò)成本低廉、可靠性高的電壓、電流傳感器，獲取用戶負(fù)荷數(shù)據(jù)和系統(tǒng)內(nèi)實(shí)時(shí)頻率、潮流等；通過(guò)光照、風(fēng)速等傳感器，預(yù)測(cè)分布式能源出力信息等等。將傳感器連接成網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與處理已成為各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要方向，也成為物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等概念的主要標(biāo)志之一。例火電廠的發(fā)電機(jī)到居民區(qū)的變壓器，從風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片到太陽(yáng)能光伏板，低成本、高質(zhì)量的傳感器件(圖21),覆蓋從直流到GHz級(jí)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)信號(hào)測(cè)量。開(kāi)發(fā)了基于微型傳感器件的理層的數(shù)據(jù)傳輸率已超過(guò)了200Mbps。當(dāng)工作帶寬進(jìn)一步提高且充分考慮利用電力線三相之間絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)碾娏€通信技術(shù)，將在能源互聯(lián)多種能源與信息的有機(jī)融合發(fā)揮至關(guān)重要的(三)全域多維數(shù)字李生技術(shù)仿真模擬，計(jì)算結(jié)果可實(shí)時(shí)反饋至物理系統(tǒng)，傳感器數(shù)據(jù)同樣可實(shí)時(shí)傳遞給數(shù)字鏡像以實(shí)現(xiàn)能源數(shù)字孿生是騰訊面向能效優(yōu)化、業(yè)務(wù)智能、生產(chǎn)安全等復(fù)雜問(wèn)題場(chǎng)景，基于3D引擎、人工智能。高性能計(jì)算、音視頻加速等全真互聯(lián)技術(shù)，提供物理實(shí)體和數(shù)字空間實(shí)時(shí)映射、預(yù)測(cè)與仿其提供強(qiáng)大的融合Al建模技術(shù)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行能效優(yōu)化，助力企業(yè)節(jié)能降碳。以高逼真、沉浸式的方式，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)地狀態(tài)監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、故障診斷和聯(lián)動(dòng)反饋。提供業(yè)務(wù)過(guò)程的數(shù)字化映射和實(shí)時(shí)分析、仿真，提高操作培訓(xùn)效果、安全生產(chǎn)水平和應(yīng)急指揮圖22:EnerTwin產(chǎn)品能力能源數(shù)字孿生(1)三維可視化云端渲染：三維可視化引擎采用云渲染技術(shù)，具有超高的安全性，無(wú)需下載模型數(shù)據(jù)到本地，直接在云端進(jìn)行渲染計(jì)算，充分保證數(shù)字工廠三維模型的安全性。(2)全域數(shù)字模型：以空間為核心，構(gòu)建一套可擴(kuò)展的區(qū)域數(shù)據(jù)模型，兼容OGC/IFC/13S/-(3)業(yè)務(wù)擴(kuò)展：可根據(jù)工廠設(shè)備、資產(chǎn)、物資的業(yè)務(wù)特點(diǎn)定制開(kāi)發(fā)或集成監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA、(四)高效彈性數(shù)字平臺(tái)技術(shù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析，在很短的時(shí)間內(nèi)(幾秒鐘)完成對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的城新能源充電安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺(tái)(五)自主學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)(六)分布自治邊緣計(jì)算技術(shù)大量控制保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用都為此目的服務(wù)。尤其隨著我國(guó)電網(wǎng)逐漸從建設(shè)周期向維護(hù)周期轉(zhuǎn)向，電網(wǎng)的安全運(yùn)行面臨很基于邊緣計(jì)算的(七)可信區(qū)塊隱私計(jì)算技術(shù)構(gòu)、輸配電運(yùn)營(yíng)商、電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)之間的信息孤島，使之形成自治、自洽的能源聯(lián)盟平臺(tái)。圖23:區(qū)塊鏈技術(shù)在城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)將極大改變能源系統(tǒng)生產(chǎn)和交易模式，能源交易主體可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)品北京冬奧綠電溯源’溯源機(jī)制(圖24)。為實(shí)現(xiàn)2022年冬奧綠電100%覆蓋，北京冬奧場(chǎng)館用戶在北京電力交易中心及首都電力交易會(huì)、冬殘奧會(huì)100%使用清潔能源供電提供可信數(shù)據(jù)支撐，從而實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的冬奧綠電可信溯源。國(guó)網(wǎng)鏈關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)哈希加密上鏈區(qū)塊鏈冬奧綠電溯源系統(tǒng)冬奧揚(yáng)館配電數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)北察電力交易中心首都電力交易中心國(guó)網(wǎng)北京電力冬奧場(chǎng)館用戶系圖24:基于“國(guó)網(wǎng)鏈”的綠電消納與溯源應(yīng)用(一)多能流能量管理將傳統(tǒng)電網(wǎng)能量管理問(wèn)題拓展到包含電力、天然氣和冷熱等多能流系統(tǒng)的綜合能量管理問(wèn)(二)智能發(fā)電服務(wù)智慧電廠解決方案的普及，電力企業(yè)傳統(tǒng)信息化由傳統(tǒng)的PC端向多端應(yīng)用發(fā)展、對(duì)信息化系運(yùn)維業(yè)務(wù)提升方案和設(shè)備運(yùn)行原理，而運(yùn)檢人員大多通過(guò)圖紙與文檔的方式學(xué)習(xí)，需要通過(guò)多年工作實(shí)踐進(jìn)行積全面賦能次高效檢維修四超融合一體機(jī)能源連接器。運(yùn)行斑監(jiān)控人員檢修班檢修人員實(shí)時(shí)監(jiān)控圖25:智慧風(fēng)電服務(wù)軟件移動(dòng)端展示智慧新能源解決方案資規(guī)模較大，因此建設(shè)前的規(guī)劃設(shè)計(jì)仿真特別重要，建設(shè)過(guò)程的監(jiān)管也是新能源電站成功的保圖26:智慧風(fēng)電服務(wù)軟件移動(dòng)端展示(三)綜合能源服務(wù)平臺(tái)綜合能源服務(wù)平臺(tái)可以為城市能源的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供一攬子的綜合服務(wù)，如虛擬電廠新能綜合能源服務(wù)平臺(tái)解決方案基于騰訊能源連接器TencentEnerL哩清潔能源□碳資產(chǎn)管理客戶能源管理·零碳園區(qū)領(lǐng)域透明遠(yuǎn)程智能巡檢,綠色供應(yīng)鏈預(yù)測(cè)性維護(hù)6設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)綜合能源；服務(wù)商電動(dòng)汽車營(yíng)銷服務(wù)一體化'清潔能源維修服務(wù)金融服務(wù)H5開(kāi)發(fā)圖27:騰訊綜合能源服務(wù)平臺(tái)解決方案(1)平臺(tái)提供了數(shù)據(jù)匯接、應(yīng)用集成、低代碼開(kāi)發(fā)、電商平臺(tái)等底層技術(shù)能力，生態(tài)伙伴可靈活調(diào)用，快速構(gòu)建創(chuàng)新應(yīng)用，減少應(yīng)用集成的復(fù)雜度，能快速響應(yīng)客戶需求。同時(shí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)商可以聚焦自己的核心能力，專注于自己擅長(zhǎng)的特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域。(2)用能企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求，靈活選擇最適合自己的綜能應(yīng)用組合，通過(guò)一站式選配、樂(lè)高式按需組裝，快速構(gòu)建自己的能源管理平臺(tái)，大大縮短平臺(tái)的建設(shè)時(shí)間和成本。(3)利用數(shù)字化營(yíng)銷平臺(tái)，建立標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的運(yùn)營(yíng)流程，形成平臺(tái)管理閉環(huán)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在線化、社交化、一體化協(xié)同，提升服務(wù)和運(yùn)營(yíng)效率。幫助平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商快速觸達(dá)用戶，打通上下游，拓展雙碳、能效優(yōu)化、代運(yùn)維和供需撮合交易等增值服務(wù)。(四)能源服務(wù)機(jī)器人看，2021年全球服務(wù)機(jī)器人需求端銷售額達(dá)到146億美元，增速32.2%,特斯拉、戴森等企業(yè)也故障診斷安移安移(五)電碳服務(wù)平臺(tái)綜能應(yīng)用·綜能規(guī)刻產(chǎn)品界面<擴(kuò)展標(biāo)簽◎已適配數(shù)據(jù)匯接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備洞察產(chǎn)品loTInsight2022年6月24日，在首期TechoDay騰訊技術(shù)開(kāi)放日活動(dòng)上，騰訊云正式對(duì)外發(fā)布了物聯(lián)效。如今，該園區(qū)有超過(guò)100個(gè)資產(chǎn)孿生模型、10萬(wàn)+設(shè)備接入，推送數(shù)據(jù)量1300萬(wàn)條，預(yù)計(jì)每轉(zhuǎn)換、時(shí)序?qū)R李生建模應(yīng)用設(shè)備可視化表盤網(wǎng)關(guān)上位機(jī)&HMI資產(chǎn)分析洞察/可視化構(gòu)議異協(xié)泛在連接設(shè)備連接圖30:騰訊云IoT產(chǎn)品示意圖計(jì)算指標(biāo)并一鍵生效，同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)例化資產(chǎn)自動(dòng)更新，大大提升了資產(chǎn)管理效率。速預(yù)處理，用戶直接獲取到業(yè)務(wù)所需數(shù)據(jù)，降低了用戶處理數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)與維深圳低碳星球碳普惠平臺(tái)**--城市能源數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)--趨勢(shì)一：能源終端即插即用趨勢(shì)一能源終端即插即用活地盤活海量分布式能源資源的重要基礎(chǔ)?！吨敢粋€(gè)USBType-C的充電頭既可以輸出5伏2安給手機(jī)充電，還可以輸出20伏5A給筆記本電腦供電。在2021年5月25日USB-IF組織更新的v2.1版本USBType-C線纜和接口標(biāo)準(zhǔn)中，其趨勢(shì)二：能源設(shè)備模塊組合趨勢(shì)二備逆變器將更大規(guī)模更快增速的發(fā)展。國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的逆變器企業(yè)都對(duì)傳統(tǒng)集中逆變器進(jìn)行重大革3趨勢(shì)三趨勢(shì)三：能源網(wǎng)絡(luò)軟件定義從軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)到軟件定義一切(SDX)會(huì)會(huì)資源信息世界人類社會(huì)物理世界圖32:能源網(wǎng)絡(luò)軟件定義趨勢(shì)四：能源系統(tǒng)信物融合趨勢(shì)四能源系統(tǒng)信物融合 圖33:騰訊數(shù)字孿生一站建模趨勢(shì)五：能源管理多級(jí)聯(lián)動(dòng)趨勢(shì)五能源管理多級(jí)聯(lián)動(dòng)騰訊基于能源連接器EnerLink數(shù)據(jù)匯接和碳計(jì)算引擎，建立園區(qū)能源數(shù)據(jù)采集和集成，內(nèi)置算法和排放因子計(jì)算模板，可以快速搭建應(yīng)用計(jì)算和模擬各場(chǎng)景的碳排放；基于能源數(shù)字孿生EnerTwin的數(shù)字孿生和Al能力，協(xié)助園區(qū)綜合利用能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、用能設(shè)備降耗、工藝優(yōu)化降碳、能源尾氣回收等手段實(shí)現(xiàn)能碳全過(guò)程、全周期管理，實(shí)現(xiàn)從高碳到低碳、低碳到零碳的轉(zhuǎn)W-EMS:風(fēng)電場(chǎng)P-EMS:光伏電站T-EMS:輸電網(wǎng)能碳應(yīng)用設(shè)備能耗空壓機(jī)換熱器反應(yīng)裝置泵樓宇運(yùn)輸車輛其他火電天然氣綠電光伏儲(chǔ)能趨勢(shì)六：能源交易多方互動(dòng)趨勢(shì)六能源交易多方互動(dòng)者對(duì)消費(fèi)者)、020(線上線下)等多種形態(tài)的商出售至交易所購(gòu)買與銷售方簽訂條款圖36:能源交易多方互動(dòng)趨勢(shì)七能源數(shù)據(jù)多域賦能@療物系生產(chǎn)級(jí)路區(qū)建法鐵整卷R生口公共安全城市建設(shè)環(huán)境保護(hù)生產(chǎn)運(yùn)行醫(yī)療服務(wù)交通運(yùn)輸趨勢(shì)八能源服務(wù)共創(chuàng)共享騰訊能源連接器(TencentEnerLink)連接能源連接器圖38:EnerLink產(chǎn)品能力能源能源主體1計(jì)算計(jì)算能源主體2趨勢(shì)九：能源生態(tài)共建共贏趨勢(shì)九之間通過(guò)線下談判、決策+線上智能合約+區(qū)塊鏈防篡改的運(yùn)營(yíng)新模式，更好的促進(jìn)綜合能源落供供主管體監(jiān)州圖39:能源生態(tài)共建共贏結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ)NNN\\'城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)設(shè)置合適的城市能源規(guī)劃目標(biāo)和內(nèi)容，并注重以還應(yīng)從建設(shè)過(guò)程中不同的參與者的角度進(jìn)行效益分析，分析城市能源建設(shè)從期待在各方的共同努力下，持續(xù)推動(dòng)城市能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)應(yīng)盡的力量!城市能源數(shù)字化的典型案例案例一；珠海市城市-園區(qū)雙級(jí)能源互聯(lián)網(wǎng)示范按照兩級(jí)(園區(qū)-城市)雙核(唐家、橫琴)開(kāi)展“基礎(chǔ)物理網(wǎng)絡(luò)智能升級(jí)”、珠海唐家灣三端柔性直流配電網(wǎng)工程的成功投運(yùn)是廣東電網(wǎng)公司珠海供電局推進(jìn)“互聯(lián)綜合能源運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)(圖40)致力于打造開(kāi)放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。電網(wǎng)企業(yè)、能源服需需套現(xiàn)貨現(xiàn)貨理零售商代理商能源中間商零售商代理商圖40:智慧能源運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)案例廣州市四網(wǎng)融合能源互聯(lián)網(wǎng)示范33案例三：蘇州市主動(dòng)配電網(wǎng)綜合示范綜合能源高效利用、綠色低碳持續(xù)發(fā)展綜合能源高效利用、綠色低碳持續(xù)發(fā)展靈活資源協(xié)調(diào)共享、業(yè)態(tài)創(chuàng)新多方共贏解決問(wèn)題應(yīng)用層平臺(tái)晨物理層全面支撐廣州特色需求廣州能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目圖41:面向特大城市電網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目蘇州市主動(dòng)配電網(wǎng)綜合示范案例三：蘇州市主動(dòng)配電網(wǎng)綜合示范荷(儲(chǔ))協(xié)調(diào)控制技術(shù)應(yīng)用示范工程、高電能質(zhì)量配電網(wǎng)應(yīng)用示范工程共圖42:蘇州市主動(dòng)配電網(wǎng)示范總覽用，促進(jìn)各種資源利用更綠色、更高效。目前，2.5產(chǎn)業(yè)園內(nèi)配電網(wǎng)50%,清潔能源滲透率達(dá)到50%;配電網(wǎng)網(wǎng)損降低3%,多能互補(bǔ)系統(tǒng)能源綜合使用效率提升10%全國(guó)首個(gè)20千伏配電網(wǎng)的四端口梁性直流換流系統(tǒng)統(tǒng)。該系統(tǒng)好比一臺(tái)“能源路由器”,可以實(shí)現(xiàn)各端口間能量和信息的互聯(lián)互前，環(huán)金雞湖區(qū)域潮流可控率提升了50%,供電可靠性由99.999%提升到了99.9999%。三是有力保障了電能質(zhì)量。國(guó)網(wǎng)蘇州供電公司在蘇州110降次數(shù)降低95%,有效保證了對(duì)敏感負(fù)荷的可靠供案例智慧綜合體(圖43)。年節(jié)電量的7%,實(shí)現(xiàn)2號(hào)樓的零碳運(yùn)行。能源網(wǎng)同步對(duì)大樓照明和空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了智慧化圖43:國(guó)電投總部大廈智慧管理平臺(tái)案例五：雄安高鐵站片區(qū)智慧綠色綜合能源服務(wù)示范項(xiàng)目雄安高鐵站片區(qū)智慧綠色綜合能源服務(wù)示范項(xiàng)目圖44:高鐵站屋頂光伏實(shí)景狀橢圓造型(圖44),屋面安裝多晶硅光伏電池組件17808塊，鋪設(shè)面積4.2案例五：雄安高鐵站片區(qū)智慧綠色綜合能源服務(wù)示范項(xiàng)目省級(jí)智慧能源服務(wù)平臺(tái)省級(jí)智慧能源服務(wù)平臺(tái)個(gè)配首等6大功能模塊(圖46),突破傳統(tǒng)分站所能源管控模式，可分析全線能耗的總案例五：雄安高鐵站片區(qū)智慧綠色綜合能源服務(wù)示范項(xiàng)目圖46:全線能源管理系統(tǒng)界面綜合能源利用率年均收入充電服務(wù)生態(tài)能源利用率超70%,減少6%至7%的線損，年均收入1826萬(wàn)元。實(shí)現(xiàn)多級(jí)綜合能新區(qū)智能高效交通需求及“90/80”(綠色交通出行比例90%,公共交通占機(jī)動(dòng)量5991.59度，平均日服務(wù)費(fèi)收益3594.95元。打造了綠色低碳及智慧交通體案例六：泰州市智慧能源生態(tài)平臺(tái)案例泰州市智慧能源生態(tài)平臺(tái)用戶側(cè)智慧能源項(xiàng)目這個(gè)項(xiàng)目是港華能源和騰訊在智慧能源領(lǐng)域的創(chuàng)新合作探索。為積極響應(yīng)國(guó)家投資約600億用戶側(cè)智慧能源項(xiàng)目，構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)高度融合的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)該目標(biāo)，港華能源聯(lián)合騰訊打造智慧能源生態(tài)平臺(tái)(圖47),以工商業(yè)園區(qū)為主圖47:零碳園區(qū)智慧能源生態(tài)平臺(tái)案例七：廣州市能源管理與輔助決策平臺(tái)案例廣州市能源管理與輔助決策平臺(tái)圖48:廣州市能源管理與輔助決策平臺(tái)界面案例0雷圖50:常州能源碳計(jì)量服務(wù)平臺(tái)界面案例系列工程2035年，國(guó)網(wǎng)北京電力將在城市副中心重點(diǎn)建設(shè)“1+4”系列系列工程預(yù)計(jì)至2035年，北京城市副中心供電可靠性將達(dá)到99.999%,外調(diào)綠電占外調(diào)電力比重案例十：雄安新區(qū)近零碳智慧樓宇平均發(fā)電設(shè)施設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理、專業(yè)知識(shí)庫(kù)管理的綜合資產(chǎn)管理系統(tǒng)，構(gòu)建實(shí)時(shí)在案例十一：青島能源集團(tuán)有限公司“雙化協(xié)同”的智慧供熱管控平臺(tái)青島能源集團(tuán)有限公司“雙化協(xié)同”的智慧供熱管控平臺(tái)案例十二：德國(guó)“細(xì)胞”形態(tài)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范經(jīng)測(cè)算，2019-2020供暖季耗熱量同比降低10.8%,耗電量同比降低9.7%,案例德國(guó)“細(xì)胞”形態(tài)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目。2016年12月，德國(guó)智慧能源展示計(jì)劃(SINTEG)正式啟動(dòng)(圖52),該計(jì)劃在德國(guó)五個(gè)大型案例十三：美國(guó)“蜂窩”形態(tài)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范案例案例美國(guó)“蜂窩”形態(tài)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范美國(guó)Civita項(xiàng)目位于加利福尼亞的圣地亞哥，是一個(gè)占地230英畝的小鎮(zhèn)，由圣地亞哥電力天然氣公司(SDG&E)服務(wù)(圖53)。Civita項(xiàng)目需要約70英畝的公園和開(kāi)放空間，4780間住宅，一個(gè)約480000平方英尺的零售中心，和420000平方英尺的辦公/商業(yè)區(qū)，預(yù)算為20億美元，由Sudberry公司開(kāi)發(fā)。該公司在2012年與SDG&E合作“智能可持續(xù)社區(qū)”項(xiàng)目，作為在SDG&E服務(wù)的其他社區(qū)推廣復(fù)制的模型。在SDG&E的長(zhǎng)期愿景中，公用電網(wǎng)將是相互連接的模塊化系統(tǒng) (如每個(gè)人都是蜂窩里的小單元),由智能分布微型電網(wǎng)(UDMs)構(gòu)成，并和諧的提供功能可靠、