為實(shí)現(xiàn)“30•60”目標(biāo)，國(guó)家電投集團(tuán)已率先在清潔能源和數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面同時(shí)發(fā)力。目前，在國(guó)家電投云邊協(xié)同工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)已上線了九十余項(xiàng)數(shù)字化、智能化應(yīng)用。這些應(yīng)用以服務(wù)清潔能源發(fā)展為主，通過(guò)數(shù)字化、智能化技術(shù)，保障了能源安全，提升了能源利用效率。本文結(jié)合公司實(shí)踐談?wù)剛€(gè)人思考。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“能源研究俱樂(lè)部” ID:nyqbyj 作者：范霽紅 國(guó)家電力投資集團(tuán)公司科技創(chuàng)新總監(jiān)、國(guó)家電投集團(tuán)中央研究院董事長(zhǎng)）

一、發(fā)展新能源與數(shù)字化技術(shù)的內(nèi)在邏輯

今后清潔能源發(fā)展空間最大的是太陽(yáng)能發(fā)電，其次風(fēng)電。判斷的依據(jù)是，太陽(yáng)能具有非常強(qiáng)的普惠性。普惠性是指，每個(gè)地方的太陽(yáng)能都足夠滿足當(dāng)?shù)氐哪茉葱枨?，即使是江浙一帶受梅雨季?jié)影響的地方，太陽(yáng)能年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)在1000小時(shí)，只要把當(dāng)?shù)啬芾锰?yáng)能的地方利用起來(lái)一部分，就能滿足當(dāng)?shù)啬茉吹男枨?。同時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電非常靈活，供能方式多樣。發(fā)電技術(shù)上，目前不管是晶硅還是薄膜，成本都在快速地降低，性能指標(biāo)都在快速地上升。所以，太陽(yáng)能今后有廣闊的發(fā)展空間。

但是，太陽(yáng)能和風(fēng)能的發(fā)展離不開(kāi)儲(chǔ)能。而且，儲(chǔ)能的發(fā)展空間甚至?xí)忍?yáng)能的發(fā)展空間更大。我國(guó)太陽(yáng)能資源最好地區(qū)的發(fā)電利用小時(shí)數(shù)也只是接近2000小時(shí)，在全年8760小時(shí)中的占比不到四分之一，剩下的時(shí)間要依靠?jī)?chǔ)能。我認(rèn)為，氫能是發(fā)展比較有前景的儲(chǔ)能方式，既能實(shí)現(xiàn)更大容量?jī)?chǔ)能，也能實(shí)現(xiàn)能源更大范圍的時(shí)空轉(zhuǎn)移。

現(xiàn)在新能源發(fā)展已實(shí)現(xiàn)平價(jià)，逐步進(jìn)入全面平價(jià)時(shí)代，特別是光伏，2021年被稱為光伏的平價(jià)元年，部分地區(qū)光伏成本將等于或低于火電。但是，要客觀地評(píng)價(jià)新能源的成本，就需要考慮新能源間歇性的成本，解決間歇性問(wèn)題需要儲(chǔ)能，儲(chǔ)能也是新能源的成本。目前，包括間歇性和儲(chǔ)能成本的新能源成本，還是要高于像火電、核電這些常規(guī)電源的成本。

要降低新能源和儲(chǔ)能的成本，一方面需要新能源和儲(chǔ)能自身技術(shù)的進(jìn)步，另一方面還依賴于數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，以促進(jìn)新能源更多的應(yīng)用，提高能源效率，并改善能源用戶體驗(yàn)。我相信，在數(shù)字化技術(shù)助力下，“新能源+儲(chǔ)能”是未來(lái)能源的主導(dǎo)方向。隨著技術(shù)的進(jìn)步，很快就會(huì)實(shí)現(xiàn)“新能源+儲(chǔ)能”發(fā)電成本低于火電、核電發(fā)電成本的目標(biāo)。屆時(shí)，新能源會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

二、數(shù)字化技術(shù)助力新能源利用的實(shí)踐

1.能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

國(guó)家電投正在建設(shè)被譽(yù)為能源“大腦”的“能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”，這個(gè)平臺(tái)是由國(guó)務(wù)院國(guó)資委等七部委組織22家能源央企、26個(gè)?。▍^(qū)、市）國(guó)資委和46家能源國(guó)有企業(yè)共同推進(jìn)建設(shè)的平臺(tái)。該平臺(tái)匯聚能源生產(chǎn)、運(yùn)行、消費(fèi)、安全等數(shù)據(jù)，構(gòu)建可感、可知、可視、可控的數(shù)字化平臺(tái)，支撐不同能源設(shè)備、系統(tǒng)、場(chǎng)站、企業(yè)、區(qū)域間實(shí)時(shí)安全感知與協(xié)同交互的應(yīng)用場(chǎng)景，以及常態(tài)化平臺(tái)運(yùn)營(yíng)管理、數(shù)據(jù)共享交易和生態(tài)鏈協(xié)同等活動(dòng)。這個(gè)平臺(tái)將于2021年底前全面建成，發(fā)揮保障國(guó)家能源安全功能，為能源行業(yè)管理和決策提供支撐，推動(dòng)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和綠色發(fā)展。

2.智慧光伏可視化管理云平臺(tái)

該平臺(tái)以GIS+BIM構(gòu)建的數(shù)字孿生空間為基礎(chǔ)，通過(guò)無(wú)人機(jī)、智能清洗、地面攝像頭等智能傳感器設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站空地一體化巡檢和監(jiān)測(cè)，結(jié)合“云大物移智”等新一代信息技術(shù)，構(gòu)建智慧管控平臺(tái)，與現(xiàn)有集控中心運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)對(duì)接，助力打造數(shù)字化協(xié)同運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，全面支撐電站監(jiān)管數(shù)字化、智能化“1+N”應(yīng)用。該平臺(tái)對(duì)智能設(shè)備、人員、車(chē)輛等進(jìn)行一體化實(shí)時(shí)監(jiān)管；在線監(jiān)測(cè)電站運(yùn)維信息，對(duì)故障精確定位、排除及預(yù)警、動(dòng)態(tài)跟蹤；實(shí)現(xiàn)電站全空間、全壽期的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享、管理及應(yīng)用，并為用戶瀏覽、獲取空間數(shù)據(jù)和應(yīng)用服務(wù)提供“一站式門(mén)戶”。

本成果適用于各種類型新能源電站，可實(shí)現(xiàn)光伏電站數(shù)字化智能化改造及應(yīng)用，對(duì)運(yùn)維工作提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)電站精細(xì)化運(yùn)維和管控，達(dá)到提升電量、增加收益的目標(biāo)。

3.戶用光儲(chǔ)一體化平臺(tái)

分布式光伏目前存在“設(shè)備與安裝成本高”“產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊”“安裝后運(yùn)維困難”“用戶積極性不高”等問(wèn)題。對(duì)此，國(guó)家電投提出標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化解決思路。通過(guò)打造光儲(chǔ)一體化平臺(tái)、建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，解決產(chǎn)品與質(zhì)量參差不齊的問(wèn)題；優(yōu)化用戶在線申報(bào)安裝、設(shè)備采購(gòu)、售后運(yùn)維等，提升用戶體驗(yàn)，解決運(yùn)維困難問(wèn)題。

該平臺(tái)對(duì)助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、提升國(guó)家電投分布式光伏電站市場(chǎng)占有率、構(gòu)建農(nóng)村能源互聯(lián)網(wǎng)有很大裨益，也可適用于小崗村等“美麗鄉(xiāng)村”項(xiàng)目。

4.共享儲(chǔ)能平臺(tái)

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)目前主要存在“儲(chǔ)能裝置使用率低”“盈利模式單一”“強(qiáng)制配套抬高新能源電站成本”等痛點(diǎn)。對(duì)此，國(guó)家電投提出“以共享儲(chǔ)能平臺(tái)為支撐，變‘一儲(chǔ)一場(chǎng)’為‘一儲(chǔ)多場(chǎng)’”，提高儲(chǔ)能的使用次數(shù)，增加項(xiàng)目收益率。

通過(guò)試點(diǎn)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)，本模式在“降低新能源電站配套儲(chǔ)能投資壓力，減少棄風(fēng)棄光；提升電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，提高新能源消納能力”等方面有實(shí)效。在“促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電廠與電網(wǎng)的友好協(xié)同，響應(yīng)國(guó)家‘風(fēng)光水火儲(chǔ)’、‘源網(wǎng)荷儲(chǔ)’兩個(gè)一體化要求”方面有很大價(jià)值。

5.風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)普遍由風(fēng)機(jī)廠商或風(fēng)功率預(yù)報(bào)服務(wù)商提供風(fēng)功率服務(wù)，其技術(shù)路線大多為數(shù)據(jù)單向傳遞，依次經(jīng)過(guò)天氣預(yù)報(bào)和功率預(yù)報(bào)兩個(gè)轉(zhuǎn)換和傳輸過(guò)程，數(shù)據(jù)從天氣預(yù)報(bào)服務(wù)商向風(fēng)電場(chǎng)單向流動(dòng)，天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)一般只采用氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行同化，風(fēng)電場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)并沒(méi)有在預(yù)報(bào)中同化應(yīng)用，同時(shí)風(fēng)功率預(yù)測(cè)誤差未能反饋給天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)校正。因此，這種技術(shù)路線風(fēng)功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率不高。

國(guó)家電投風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)采用集合預(yù)報(bào)技術(shù)，通過(guò)采用歐洲以及中國(guó)不同背景場(chǎng)數(shù)據(jù)，依托風(fēng)電大數(shù)據(jù)中心歸集的風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，作為氣象預(yù)報(bào)的觀測(cè)同化數(shù)據(jù)，作為御風(fēng)動(dòng)力降尺度系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)高時(shí)空分辨率的風(fēng)功率預(yù)報(bào)。

本系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定，能夠7×24小時(shí)不間斷運(yùn)行，系統(tǒng)可用性達(dá)到99.9%以上，且能靈活適應(yīng)電網(wǎng)或電場(chǎng)的調(diào)整，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成調(diào)整，還可快速簡(jiǎn)易部署，風(fēng)功率預(yù)報(bào)誤差比當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)考核要求的預(yù)報(bào)誤差水平降低5%或以上。

三、數(shù)字化技術(shù)助力新能源利用的前景

未來(lái)，能源系統(tǒng)將加快向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，能源生產(chǎn)、消費(fèi)各環(huán)節(jié)更加優(yōu)化高效。根據(jù)中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院的預(yù)測(cè)，智能化技術(shù)突破將帶動(dòng)可再生能源發(fā)電成本更快降低，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)將取得重大突破。從供應(yīng)量看，2025年前，清潔能源貢獻(xiàn)新增發(fā)電量的75%；2025～2035年間，貢獻(xiàn)率將進(jìn)一步提升至89.2%；2035～2050年則不僅滿足新增用電需求，還將對(duì)煤電形成1.1萬(wàn)億千瓦時(shí)的替代。清潔能源發(fā)電占比將從2019年的35.2%增至2050年的68.4%，成為電力供應(yīng)主體。規(guī)模化生產(chǎn)將進(jìn)一步提升競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)新能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2035年和2050年光、風(fēng)等非水可再生能源裝機(jī)將分別達(dá)19億千瓦和35億千瓦。

通過(guò)能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的全面互聯(lián)、全面感知、全面智能、全面協(xié)同的智慧能源系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)以上預(yù)測(cè)目標(biāo)的手段。智慧能源系統(tǒng)將助力能源資源合理配置、利用效率大幅提高，實(shí)現(xiàn)以電力為中心統(tǒng)一優(yōu)化配置能源資源，使能源發(fā)展方式由消耗型向可持續(xù)、可再生和更環(huán)保的發(fā)展軌道過(guò)渡，保證我國(guó)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2021年1月15日第3期