能源產業與數字技術融合發展是新時代推動我國能源產業基礎高級化、產業鏈現代化的重要引擎,是落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略和建設新型能源體系的有效措施。2016年以來,我國出臺了《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》《加快推進能源數字化智能化發展的若干意見》《國家數據基礎設施建設指引》等相關政策,促進并持續推動數字技術與新型電力系統、電力產業發展的深度融合。在國家能源政策的指引和支持下,電力數字化智能化建設成為我國電力行業科技創新、模式創新的發展方向之一。
“十四五”期間我國電力行業加快推動數字化轉型建設,發電集團、電網企業數字化轉型取得了開創性、系統性成果,完善了發電行業、電網行業數字化技術體系和運營模式,有效賦能我國電力行業發展,提升了新型電力系統的適應性。同時,新能源電力和算力協同初見成效,算力成本不斷降低。“十四五”電力數字化轉型有效發展,也為“十五五”電力數字化智能化建設奠定了數字化設施和數字化算力的堅實基礎。
面向“十五五”電力行業高質量發展,需要繼往開來,發揮“十四五”數字化建設既有成果,從加強電力與數字化智能化技術的雙向協同、新能源電力與算力的雙向協同“兩項協同”出發,實現電力行業數字化智能化轉型技術、模式、人才、生態的全方位提升,持續加強國際交流與合作,進一步提升電力數字化智能化轉型對新能源高質量發展的支撐能力,為經濟社會發展全面綠色轉型貢獻電力智慧。
一、“十四五”電力數字化轉型持續探索,積累了成功經驗和人才隊伍
(一)電力數字化運營模式不斷完善,“兩項變革”逐步發展
“十四五”期間,我國發電集團、電網企業和電力用戶持續開展了電力數字化轉型探索實踐。在發電側,國家能源集團以“智慧國家能源”“四個一律”推動新能源集約化控制;中國華電“十四五”期間重點建設“數字華電”,實現“財務共享中心”在電力行業的首次落地運營,打造華電集團數字區域和數字電廠,成功實現集團生產管理、財務運營業務數字化轉型;國家電投建設新能源數字化運營中心;實現發電行業數字化轉型跨越式發展。
在電網側,國家電網推動電網生產數字化和管理精益化,基本實現“電網一張圖、數據一個源、業務一條線”,實現了財務管理和物資管理業務數字化運營模式;南方電網以《南方電網公司數字化轉型和數字電網建設行動方案》為指引,提升電網業務智能分析水平。
在用戶側,以“虛擬電廠”“智能生產”“柔性生產”為代表的用戶用電和生產新模式不斷落地,電力數字化轉型已帶來用戶用電模式和生產模式智能化變革。同時,大模型等數字化前沿技術正在發電和電網設備運維、電力知識培訓等領域探索應用。
電力數字化轉型促進了電力技術和數字化智能化技術的融合,孕育發展了“源-網-荷-儲”電力運行和市場運營模式變革、用戶電力應用和生產模式變革“兩項變革”。
(二)電力數字化轉型技術應用與創新體系逐漸健全
經過“十四五”時期的發展,我國電力數字化轉型方法論不斷成熟,電力行業數字化轉型的基礎技術體系日益完善。
電力行業數據采集和傳輸層面,電力行業生產和非生產多類型數據采集設施、邊緣計算裝置、電力專線和互聯網多類型信息通信技術基礎設施實現高質量建設,已具規模。電力數字化平臺層面,電力物聯網平臺、容器化和結構化電力云平臺、數據中心部署方式和架構體系均實現了優化升級,云平臺和容器化架構等新型數字化架構與電力行業業務應用有效融合。電力數字化智能化應用層面,模塊化和模型化的電力數字化應用體系實現了發電集團和電網企業業務應用的全面優化,人工智能在新能源功率預測、電力運維、圖片分析等領域的應用成效顯著,運維無人機、運維機器人等智能化設備在電力設備運維領域的應用提高了運維工作效率,電力設備管理和運維、新能源功率預測、用戶用電分析、電力市場運營分析等業務數字化成效顯著。
我國電力行業依托數據資源、數字技術和數字生態等要素的驅動與創新,逐步實現了基礎設施、業務應用和商業模式轉型,電力行業與數字經濟進一步融合,為電力行業高質量發展注入了新的活力。
(三)電力數字化人才建設和數字生態發展取得長足進步
電力數字化轉型在“十四五”期間的有效實施,顯著推動了電力數字化人才隊伍建設和能力建設,電力行業與信息行業、互聯網行業在數字化轉型人才建設方面實現了有效融合,形成了跨領域的復合型人才隊伍,電力數字化轉型生態正煥發勃勃生機與無限活力。
發電集團和電網企業電力數字化技術公司得到了長足發展,中國聯通、中國電信等通信企業,百度、騰訊等民營企業,上海諾基亞貝爾等外資企業持續為我國電力數字化轉型提供了技術與人才支持。
通過電力數字化轉型的技術創新應用和數字化運營模式的實踐鍛煉,電力行業運營人員對數字化技術的應用更為成熟,電力數字化人才的專業技能和創新能力得到了顯著提升,為電力行業的數字化智能化發展提供了有力的人才保障。
二、“十四五”新能源電力和算力協同初見成效,為“十五五”電力數字化智能化建設積累了基礎設施和算力基礎
“十四五”期間,新型電力系統建設正以前所未有的力度推動著新能源的高質量發展。這一變革不僅體現在能源結構的優化與升級上,也深刻地影響著電力行業數字化轉型的進程。
電力與算力,特別是新能源電力與算力的結合趨緊,使得電力系統的運行更加智能化、高效化。通過數字化手段,進一步提升了新型電力系統對新能源發電的精準調度與優化配置,有效緩解了新能源發電的間歇性與不確定性給新型電力系統運行帶來的挑戰,也為優化新能源電力和算力的協同提供了保障。與此同時,算力作為數字時代的核心生產力,除了為電力系統數據分析、預測、決策提供了強大的計算支持,也帶來了新的、龐大的電力消耗,而新能源電力則為這些復雜計算任務提供了清潔的能源保障,并進一步降低了電力數字化智能化的算力成本。電力與算力的雙向協同,尤其是新能源電力與算力的雙向協同,已成為驅動電力數字化智能化建設的關鍵力量之一。
展望“十五五”,隨著新型電力系統建設不斷完善和新能源技術的持續創新,電力與數字化智能化技術的雙向協同、新能源電力與算力的雙向協同“兩項協同”將更加緊密,為電力行業數字化智能化建設提供更深度的技術、模式、生態融合,為算力提供更加充足的能源動力。這一趨勢將深刻改變能源電力行業的面貌,引領我們邁向一個更加綠色、智能、高效的能源電力新時代。
三、“十五五”要繼往開來,推進電力數字化智能化建設,促進新質生產力發展
(一)以“兩項協同”推動“十五五”電力數智化轉型整體發展
加強電力和數字化智能化技術的雙向協同,聚焦電力行業生產和運營業務發展,優化分析電力業務對電力數據的整體需求,加強架構思維、模塊化思維在電力數字化智能化建設中的應用,推動大模型等先進數字技術、無人機和機器人等智能化設備與電力生產經營業務場景的融合,優化提高電力數字化智能化轉型技術架構和運營模式的整體性和可持續性。
面向電力數字化智能化建設所需的算力需求,強化新能源電力和算力的雙向協同,優化電力數字化智能化建設計算任務離散化調用方式,提高保障性利用小時數外波動性新能源電力對數據中心離散化計算任務的電力支撐,為電力數字化智能化建設提供清潔、高效、低廉的能源電力保障。
(二)以新能源和常規電源數字化運營帶動發電行業數字化智能化建設向縱深發展,提升發電新質生產力
持續發展優化發電行業數字化智能化整體架構。迭代升級發電行業數字化平臺,整合數據資源,提升運營效率,同時,加強網絡安全與數據保護,確保轉型過程中的信息安全。為發電行業電力數字化智能化建設可持續發展奠定堅實基礎。
深化業務數據化和數據業務化,用數字化智能化技術優化改造新能源和常規電源企業的業務運營流程,以業務流程、業務對象、業務角色的解耦和業務數字化重構推動發電行業運營模式的數字化智能化轉型。加強發電業務數據、業務流程、業務實施數字化智能化基礎設施之間的協同,深入挖掘發電業務數據、運行數據、設備狀態數據價值。
(三)以智能電網建設帶動電網行業數字化智能化建設持續提升,打造世界領先的電網建設和運營模式
在電網數字化建設基礎上,針對電力系統規劃建設、調度運行、市場交易、設備運維各類業務的發展要求,綜合考慮數據實時性、數據顆粒度、數據傳輸安全等要求,構建各類業務運營對電力系統電壓、電流、電力系統設備狀態各類數據的需求標準,以滿足業務運營數據要求為導向,持續推動電網信息采集、通信、數字平臺優化建設。
面向新型電力系統高質量發展,以提升電網建設、電力系統調度運行、電力市場交易、電力營銷服務業務運營的便捷性和協同性為導向,持續優化電網數字化智能化應用業務域劃分方式;研究電網數字化智能化實時計算、非實時計算任務和業務運營的解構方式,提升新能源電力對電網算力的支撐能力,持續優化電網業務和數據互動模式,鞏固提升電網數字化智能化技術創新高地。
(四)打造用電數字化智能化建設新模式,提升電力用戶調節智能性
加速推動電力用戶以及虛擬電廠、負荷聚合商等用電新模式的數字化設備、數字化運營模式建設。在數字化設備方面,集成先進的物聯網、傳感器和大數據分析技術,優化電力用戶生產和運營設備的數字化智能化建設,實現對電力資源的實時監測與精準控制,提高電力用戶的靈活性和響應速度,并為負荷聚合商提供更為精準的電力用戶負荷預測與管理設施。
在數字化運營模式方面,利用云計算和人工智能技術,加強工商業用戶用電調節和生產計劃調節的協同性;構建高效、智能的用戶側運營平臺,提高對電力資源的優化調度與分配效率,降低電力系統運營成本,同時也為電力用戶、虛擬電廠和負荷聚合商提供更為便捷、高效的服務通道。
(五)持續培養電力數字化智能化建設人才,實現人才隊伍的復合式發展
加強電力與信息技術的交叉融合,培養深入理解電力和新型技術的復合型人才,為電力數字化智能化建設提供有力的智力支持。構建多層次、多渠道的電力數字化智能化人才培養體系,通過校企合作、產學研結合、跨行業合作等方式,拓寬人才培養途徑,提高人才培養質量。
同時,加強與國際先進企業的交流與合作,交流國際先進的人才培養理念和方法,提升我國電力數字化智能化建設人才的國際競爭力。注重電力數字化智能化建設人才的實踐鍛煉和創新能力培養,為電力數字化智能化建設注入源源不斷的活力。
(六)總結創新電力數字化智能化建設關鍵模式,加強國際交流合作,為經濟社會發展全面綠色轉型貢獻電力智慧
總結我國電力數字化智能化建設在技術體系、運營模式、人才培養、跨行業融合、生態建設等方面的創新與應用模式,以電力數字化智能化建設提高新型電力系統新能源的生產和利用,以新能源電力的生產為電力數字化智能化算力提供清潔、低廉的能源供應,實現電力數字化智能化建設、新能源電力和算力協同的雙向促進,提升電力行業清潔化和智能化,進一步帶動電力用戶用電、生產、經營的清潔化和智能化。
通過國際學術論壇、行業論壇、技術和商業交流與合作等方式,加強電力數字化智能化建設國際交流合作,提升我國電力數字化智能化建設的活力和創造力,為經濟社會發展全面綠色轉型貢獻電力智慧。
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