2024年中國智慧能源行業(yè)概述分析及技術調研報告

2024年中國智慧能源行業(yè)概述分析及技術調研報告智慧能源是一個新興領域，集成了各類能源管理系統(tǒng)頂層的系統(tǒng)體系，涵蓋了常規(guī)能源、新能源、分布式能源等多種能源形式，并構建了一個集中式與分布式發(fā)電儲能并舉，發(fā)輸配售用協(xié)同、風光氫儲多能互補的智慧能源網(wǎng)絡。一、智慧能源行業(yè)概述1、智慧能源的定義智慧能源以互聯(lián)網(wǎng)+的能源服務為主要管理方式，將現(xiàn)有能源由單向運轉轉變?yōu)楦鼮楦咝У墓ぷ髂Ｊ?，其載體是能源，具有智能高效、廣泛互聯(lián)、清潔低碳的特點。2、智慧能源的特點智能高效：擁有自組織、自檢查、自平衡、自優(yōu)化等人類大腦功能。云計算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等現(xiàn)代信息技術在能源領域的廣泛應用，推動智慧生產(chǎn)管控系統(tǒng)、多能協(xié)同調度系統(tǒng)、用能管理系統(tǒng)等落地與應用，實現(xiàn)對能源電力系統(tǒng)多環(huán)節(jié)、多主體、多設備全面感知，依托數(shù)據(jù)驅動技術實現(xiàn)對能源電力系統(tǒng)、管網(wǎng)、設備多層級的在線監(jiān)測、實時分析、智能優(yōu)化調控、狀態(tài)預警、智能診斷等功能，進一步提升能源電力系統(tǒng)的運行效率。廣泛互聯(lián)：實現(xiàn)能源開發(fā)利用、生產(chǎn)消費的全過程和各環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通。依托互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術，推動能源系統(tǒng)內外多元主體的開放接入、廣泛互聯(lián)，有效貫通與整合不同主體間的信息流、業(yè)務流、能量流，打造互惠共贏的能源生態(tài)圈，為新業(yè)態(tài)與新模式的打造、更大范圍內的資源優(yōu)化配置提供有利前提。清潔低碳：滿足系統(tǒng)、安全、清潔和經(jīng)濟要求，符合生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展要求?！霸拼笪镆浦擎湣钡痊F(xiàn)代信息技術的應用可促進能源電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)間的及時、準確、高效交互，充分發(fā)揮橫向電熱水氣多能互補、縱向源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調的技術特性，實現(xiàn)對能源電力系統(tǒng)的統(tǒng)籌管控與優(yōu)化，為大規(guī)模集中式可再生能源及分布式可再生能源的安全生產(chǎn)、遠距離傳輸和高效消納提供支撐，有效提升可再生能源在生產(chǎn)和消費端占比、降低二氧化碳及其他污染物排放，顯著提升能源利用效率，加速我國能源電力行業(yè)的清潔低碳轉型。二、智慧能源關鍵技術1、數(shù)字孿生構建智慧能源數(shù)字孿生場景，集成智慧能源系統(tǒng)功能和應用。數(shù)字孿生是在虛擬世界中映射物理實體所有要素的綜合技術，在智慧能源領域，可構建智慧能源數(shù)字孿生場景，將智能生產(chǎn)控制系統(tǒng)、多能源協(xié)同調度系統(tǒng)、用能管理系統(tǒng)等智慧能源系統(tǒng)的功能和應用進行集成。例如，面向智慧能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生技術可在物理世界和數(shù)字世界之間建立精準聯(lián)系，有助于解決智慧能源發(fā)展所面臨的技術難題，支持從多角度對能源互連網(wǎng)絡進行精確仿真和控制。同時，數(shù)字孿生在智慧電力的應用也具有重要意義，通過建設全電壓等級的電網(wǎng)數(shù)字孿生體，可健全電網(wǎng)的智能感知能力，在數(shù)字空間構建實時性、高保真、無限逼近物理空間的數(shù)字映射，并可反向作用于實體電網(wǎng)，形成可觀測、可描述、可預測、可互動的電網(wǎng)數(shù)字孿生體，實現(xiàn)虛實同步、閉環(huán)互動。實現(xiàn)在線監(jiān)控、實時分析、智能優(yōu)化控制等功能，提高能源電力系統(tǒng)運行效率。數(shù)字孿生技術能夠實現(xiàn)在線監(jiān)控、實時分析、智能優(yōu)化控制、狀態(tài)預警、智能診斷等功能，進一步提高能源電力系統(tǒng)運行效率。例如，在智慧能源計量表計中，利用數(shù)字孿生技術將能源分為標準化的單位模塊，并對每個單位打上區(qū)塊鏈標識，確保計量的可靠與精確，同時利用安全技術保證計量安全與用戶隱私。在系統(tǒng)交互方面，當不同用戶間存在大量匿名的能源交易時，數(shù)字孿生技術為這樣的交互行為提供條件，實現(xiàn)能源的自動交易過程。在調度決策方面，數(shù)字孿生技術的共識機制可以更有效地在各個系統(tǒng)間進行能源的調度與分配，實現(xiàn)更高效、清潔、可靠的智慧能源系統(tǒng)。2、大數(shù)據(jù)技術能源大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、類型多等特點，實現(xiàn)全鏈條感知和分析。能源大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、類型多、速度快、價值密度有限等特點，可以實現(xiàn)從能源生產(chǎn)到消費全鏈條的感知和分析。例如，能源大數(shù)據(jù)融合了海量能源數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)技術，是構建“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要手段。它集成多種能源的生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費、交易等數(shù)據(jù)于一體，呈現(xiàn)出多源異構特征，數(shù)據(jù)量級達TB至PB級甚至EB級以上，數(shù)據(jù)采集頻率在分鐘級以內，數(shù)據(jù)增長速度快。為能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、消費端能效提升提供支撐，提高能源利用綜合效率。能源大數(shù)據(jù)可為能源系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行、消費端能效提升提供重要支撐，以及源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調，保障能源系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行，促進能耗側能耗成本降低，實現(xiàn)能源利用綜合效率的提升。例如，依托數(shù)據(jù)分析、數(shù)字模型構建助力實現(xiàn)能源系統(tǒng)在線預測、實時監(jiān)測、設備預警和診斷，為異質能調度、交易以及需求響應等提供重要決策依據(jù)。同時，依托大數(shù)據(jù)聚類、特征畫像等技術，可實現(xiàn)對用戶負荷特性的精確感知，為消費端動態(tài)優(yōu)化方案制定及用戶側綜合能效提升提供數(shù)據(jù)支撐。3、云平臺技術集數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、集成為一體，具有高可靠、高通用性等特點。云平臺是集數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、集成為一體的數(shù)據(jù)中心，具有虛擬化、高可靠、高通用性、高擴展性、高速度、高靈活性等特點。例如，智慧能源云平臺是一個新興的技術平臺，旨在通過整合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等領域的先進技術，實現(xiàn)能源行業(yè)的智能化管理與優(yōu)化。它通過將各種能源設備和傳感器連接到云平臺，實現(xiàn)對能源系統(tǒng)進行實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集和分析。實現(xiàn)用能服務的精細化和終端設備的智能監(jiān)控，推動能源電力系統(tǒng)多目標動態(tài)優(yōu)化。云平臺可實現(xiàn)用能服務的精細化和終端設備的智能監(jiān)控，為用戶提供實時在線能耗服務，實現(xiàn)基于能源大數(shù)據(jù)的能源服務精細化管理，推動能源電力系統(tǒng)多目標動態(tài)優(yōu)化。例如，智慧能源云平臺可以用于建筑能耗監(jiān)測與管理、電網(wǎng)負荷調度、電動車充電樁的智能管理等，還可以應用于工業(yè)能源管理方面，實現(xiàn)工藝過程數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和分析、能源設備的遠程監(jiān)控與維護等。4、區(qū)塊鏈技術具有信息共享、去中心化等特點，為智慧能源發(fā)展提供技術解決方案。區(qū)塊鏈技術具有信息共享、去中心化、參與者匿名、記錄不可逆、信息追溯等特點，其應用可為智慧能源發(fā)展中的數(shù)據(jù)安全、多主體協(xié)同、信息集成等問題提供新的技術解決方案。例如，區(qū)塊鏈已經(jīng)試用于智慧能源社區(qū)，能夠快速記錄各種能源交易信息，降低交易成本，為分布式能源技術所有者創(chuàng)收，還有可能推動自動化發(fā)展。支撐高比例新能源消費，助力電力市場智能交易體系建設。區(qū)塊鏈技術可支撐高比例新能源消費，緩解棄風棄光，發(fā)展綜合能源服務，助力電力市場智能交易體系建設。例如，在支