智慧能源是一個新興領(lǐng)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(gòu)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(fēng)光氫儲多能互補(bǔ)的智慧能源網(wǎng)絡(luò)。

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(wù)為主要管理方式，將現(xiàn)有能源由單向運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)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(shù)在能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，推動智慧生產(chǎn)管控系統(tǒng)、多能協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)、用能管理系統(tǒng)等落地與應(yīng)用，實現(xiàn)對能源電力系統(tǒng)多環(huán)節(jié)、多主體、多設(shè)備全面感知，依托數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)實現(xiàn)對能源電力系統(tǒng)、管網(wǎng)、設(shè)備多層級的在線監(jiān)測、實時分析、智能優(yōu)化調(diào)控、狀態(tài)預(yù)警、智能診斷等功能，進(jìn)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(shù)，推動能源系統(tǒng)內(nèi)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(wù)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(nèi)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(jì)要求，符合生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展要求。“云大物移智鏈” 等現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用可促進(jìn)能源電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)間的及時、準(zhǔn)確、高效交互，充分發(fā)揮橫向電熱水氣多能互補(bǔ)、縱向源 - 網(wǎng) - 荷 - 儲協(xié)調(diào)的技術(shù)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(yuǎn)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(zhuǎn)型。

二、智慧能源關(guān)鍵技術(shù)

1、數(shù)字孿生

根據(jù)市場調(diào)研報告指出，構(gòu)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(yīng)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(shù)，在智慧能源領(lǐng)域，可構(gòu)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(diào)度系統(tǒng)、用能管理系統(tǒng)等智慧能源系統(tǒng)的功能和應(yīng)用進(jìn)行集成。例如，面向智慧能源系統(tǒng)的數(shù)字孿生技術(shù)可在物理世界和數(shù)字世界之間建立精準(zhǔn)聯(lián)系，有助于解決智慧能源發(fā)展所面臨的技術(shù)難題，支持從多角度對能源互連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行精確仿真和控制。同時，數(shù)字孿生在智慧電力的應(yīng)用也具有重要意義，通過建設(shè)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(gòu)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(yù)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(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)控、實時分析、智能優(yōu)化控制、狀態(tài)預(yù)警、智能診斷等功能，進(jìn)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(shù)將能源分為標(biāo)準(zhǔn)化的單位模塊，并對每個單位打上區(qū)塊鏈標(biāo)識，確保計量的可靠與精確，同時利用安全技術(shù)保證計量安全與用戶隱私。在系統(tǒng)交互方面，當(dāng)不同用戶間存在大量匿名的能源交易時，數(shù)字孿生技術(shù)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(diào)度決策方面，數(shù)字孿生技術(shù)的共識機(jī)制可以更有效地在各個系統(tǒng)間進(jìn)行能源的調(diào)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(shù)

據(jù)市場分析報告進(jìn)行披露，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(shù)，是構(gòu)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(gòu)特征，數(shù)據(jù)量級達(dá) TB 至 PB 級甚至 EB 級以上，數(shù)據(jù)采集頻率在分鐘級以內(nèi)，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(diào)，保障能源系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行，促進(jìn)能耗側(cè)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(gòu)建助力實現(xiàn)能源系統(tǒng)在線預(yù)測、實時監(jiān)測、設(shè)備預(yù)警和診斷，為異質(zhì)能調(diào)度、交易以及需求響應(yīng)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(shù)，可實現(xiàn)對用戶負(fù)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(cè)綜合能效提升提供數(shù)據(jù)支撐。

3、云平臺技術(shù)

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(kuò)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(shù)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(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，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(shè)備和傳感器連接到云平臺，實現(xiàn)對能源系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)收集和分析。

實現(xiàn)用能服務(wù)的精細(xì)化和終端設(shè)備的智能監(jiān)控，推動能源電力系統(tǒng)多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化。

云平臺可實現(xiàn)用能服務(wù)的精細(xì)化和終端設(shè)備的智能監(jiān)控，為用戶提供實時在線能耗服務(wù)，實現(xiàn)基于能源大數(shù)據(jù)的能源服務(wù)精細(xì)化管理，推動能源電力系統(tǒng)多目標(biāo)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(fù)荷調(diào)度、電動車充電樁的智能管理等，還可以應(yīng)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(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)等。

4、區(qū)塊鏈技術(shù)

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(shù)解決方案。

區(qū)塊鏈技術(shù)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(yīng)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(shù)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(shù)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(shè)。

區(qū)塊鏈技術(shù)可支撐高比例新能源消費，緩解棄風(fēng)棄光，發(fā)展綜合能源服務(wù)，助力電力市場智能交易體系建設(shè)。例如，在支撐高比例新能源順利消納方面，區(qū)塊鏈技術(shù)可支撐多元主體間點對點、實時、自主微平衡交易，推動清潔能源新型商業(yè)模式創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)高比例新能源消納。在電力市場智能化交易方面，區(qū)塊鏈信息共享技術(shù)可推動實現(xiàn)電力市場交易合同形成、執(zhí)行、結(jié)算全過程智能化，提升用戶參與電力市場的便捷性。

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