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為實(shi)現“30?60”目(mu)標，國家(jia)電投(tou)(tou)集團已率先(xian)在(zai)清潔能(neng)(neng)源(yuan)和數(shu)字化轉型方面同時發力。目(mu)前，在(zai)國家(jia)電投(tou)(tou)云邊協同工業(ye)大數(shu)據平臺已上線(xian)了(le)九十余項(xiang)數(shu)字化、智能(neng)(neng)化應用(yong)(yong)。這些應用(yong)(yong)以服務(wu)清潔能(neng)(neng)源(yuan)發展為主(zhu)，通過數(shu)字化、智能(neng)(neng)化技術，保障了(le)能(neng)(neng)源(yuan)安全(quan)，提升了(le)能(neng)(neng)源(yuan)利用(yong)(yong)效率。本文結合公司實(shi)踐(jian)談談個人思考。

一、發展新能源與數字化技術的內在邏輯

今后(hou)清潔能(neng)(neng)(neng)源發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)空間最(zui)大的(de)是太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)，其次風電(dian)。判斷的(de)依據是，太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)具(ju)有非(fei)常(chang)強的(de)普惠性(xing)。普惠性(xing)是指，每(mei)個地(di)方的(de)太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)都足(zu)夠滿足(zu)當(dang)地(di)的(de)能(neng)(neng)(neng)源需求，即(ji)使是江浙(zhe)一帶受梅雨(yu)季節影響的(de)地(di)方，太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)年發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)利用(yong)小(xiao)(xiao)時數在1000小(xiao)(xiao)時，只要(yao)把當(dang)地(di)能(neng)(neng)(neng)利用(yong)太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)的(de)地(di)方利用(yong)起來(lai)一部分，就(jiu)能(neng)(neng)(neng)滿足(zu)當(dang)地(di)能(neng)(neng)(neng)源的(de)需求。同時，太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)非(fei)常(chang)靈活，供能(neng)(neng)(neng)方式(shi)多樣(yang)。發(fa)(fa)(fa)(fa)電(dian)技術(shu)上，目前不管是晶硅還是薄膜，成本(ben)都在快速地(di)降(jiang)低，性(xing)能(neng)(neng)(neng)指標都在快速地(di)上升。所以，太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)今后(hou)有廣(guang)闊的(de)發(fa)(fa)(fa)(fa)展(zhan)(zhan)空間。

但是，太陽(yang)能(neng)(neng)和風(feng)能(neng)(neng)的(de)發展(zhan)(zhan)離不開儲(chu)能(neng)(neng)。而且，儲(chu)能(neng)(neng)的(de)發展(zhan)(zhan)空間甚至會比太陽(yang)能(neng)(neng)的(de)發展(zhan)(zhan)空間更大(da)。我(wo)國太陽(yang)能(neng)(neng)資源最好地(di)區的(de)發電利用小(xiao)時(shi)數也只是接(jie)近2000小(xiao)時(shi)，在(zai)全年8760小(xiao)時(shi)中的(de)占比不到四(si)分之一，剩下的(de)時(shi)間要依靠儲(chu)能(neng)(neng)。我(wo)認為，氫能(neng)(neng)是發展(zhan)(zhan)比較(jiao)有前景的(de)儲(chu)能(neng)(neng)方式，既(ji)能(neng)(neng)實現(xian)更大(da)容(rong)量儲(chu)能(neng)(neng)，也能(neng)(neng)實現(xian)能(neng)(neng)源更大(da)范圍(wei)的(de)時(shi)空轉移。

現(xian)在新(xin)能(neng)源(yuan)發展已(yi)實現(xian)平價，逐步進入全面平價時代，特(te)別是(shi)(shi)光伏，2021年(nian)(nian)被稱為(wei)光伏的平價元年(nian)(nian)，部分(fen)地(di)(di)區(qu)光伏成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)將等于或低(di)于火電(dian)(dian)。但是(shi)(shi)，要客觀(guan)地(di)(di)評(ping)價新(xin)能(neng)源(yuan)的成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，就需要考(kao)慮(lv)新(xin)能(neng)源(yuan)間歇(xie)(xie)性(xing)的成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，解決間歇(xie)(xie)性(xing)問題需要儲能(neng)，儲能(neng)也是(shi)(shi)新(xin)能(neng)源(yuan)的成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。目前，包括(kuo)間歇(xie)(xie)性(xing)和儲能(neng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的新(xin)能(neng)源(yuan)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，還是(shi)(shi)要高于像火電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)這(zhe)些常規電(dian)(dian)源(yuan)的成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。

要降(jiang)低新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)和儲(chu)能(neng)(neng)的(de)(de)成本(ben)(ben)，一方面需要新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)和儲(chu)能(neng)(neng)自身(shen)技術(shu)的(de)(de)進(jin)步，另一方面還依賴于數字化技術(shu)構建能(neng)(neng)源(yuan)工業(ye)互聯網，以促(cu)進(jin)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)更多的(de)(de)應用，提高(gao)能(neng)(neng)源(yuan)效率，并改善能(neng)(neng)源(yuan)用戶體(ti)驗。我(wo)相信，在數字化技術(shu)助力下，“新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)+儲(chu)能(neng)(neng)”是(shi)未來能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)主導方向。隨著技術(shu)的(de)(de)進(jin)步，很快就會實(shi)現“新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)+儲(chu)能(neng)(neng)”發電成本(ben)(ben)低于火(huo)電、核電發電成本(ben)(ben)的(de)(de)目標。屆時，新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)會出現爆發式增長(chang)。

二、數字化技術助力新能源利用的實踐

1.能源工業互聯網平臺

國家電投正在建(jian)設(she)被(bei)譽為能(neng)源(yuan)(yuan)“大腦”的“能(neng)源(yuan)(yuan)工業(ye)互(hu)聯(lian)網平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)”，這(zhe)個(ge)(ge)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)是由(you)國務院國資委等七部委組織22家能(neng)源(yuan)(yuan)央(yang)企(qi)、26個(ge)(ge)省(sheng)（區、市）國資委和(he)46家能(neng)源(yuan)(yuan)國有企(qi)業(ye)共(gong)同推(tui)進(jin)建(jian)設(she)的平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)。該平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)匯聚(ju)能(neng)源(yuan)(yuan)生(sheng)產、運行(xing)、消費、安(an)全等數據(ju)，構(gou)建(jian)可(ke)感(gan)、可(ke)知、可(ke)視(shi)、可(ke)控的數字化(hua)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)，支(zhi)撐(cheng)不(bu)同能(neng)源(yuan)(yuan)設(she)備、系統、場(chang)站、企(qi)業(ye)、區域間實時安(an)全感(gan)知與協同交互(hu)的應用場(chang)景，以及常(chang)態(tai)化(hua)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)運營管(guan)(guan)理、數據(ju)共(gong)享(xiang)交易和(he)生(sheng)態(tai)鏈協同等活動。這(zhe)個(ge)(ge)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)將于2021年底前全面建(jian)成，發揮保(bao)障國家能(neng)源(yuan)(yuan)安(an)全功能(neng)，為能(neng)源(yuan)(yuan)行(xing)業(ye)管(guan)(guan)理和(he)決策提供支(zhi)撐(cheng)，推(tui)動能(neng)源(yuan)(yuan)行(xing)業(ye)轉型升級和(he)綠色發展。

2.智慧光伏可視化(hua)管(guan)理(li)云平臺

該平(ping)(ping)臺(tai)(tai)以(yi)GIS+BIM構(gou)建(jian)的數字(zi)孿(luan)生空(kong)間(jian)為基(ji)礎，通(tong)過無人(ren)機、智能(neng)清洗、地面攝(she)像頭等智能(neng)傳感器設備(bei)實現對光伏電站(zhan)空(kong)地一(yi)體化(hua)巡檢和監(jian)測(ce)，結合(he)“云(yun)大物(wu)移(yi)智”等新一(yi)代信(xin)息技術，構(gou)建(jian)智慧管(guan)控平(ping)(ping)臺(tai)(tai)，與現有集控中心運(yun)營(ying)系統對接，助力打造數字(zi)化(hua)協同運(yun)營(ying)平(ping)(ping)臺(tai)(tai)，全(quan)面支撐電站(zhan)監(jian)管(guan)數字(zi)化(hua)、智能(neng)化(hua)“1+N”應用(yong)。該平(ping)(ping)臺(tai)(tai)對智能(neng)設備(bei)、人(ren)員、車輛等進行一(yi)體化(hua)實時監(jian)管(guan)；在線監(jian)測(ce)電站(zhan)運(yun)維(wei)信(xin)息，對故障精確定位、排除及(ji)預警、動態跟蹤；實現電站(zhan)全(quan)空(kong)間(jian)、全(quan)壽期的業務(wu)數據(ju)共(gong)享、管(guan)理(li)及(ji)應用(yong)，并為用(yong)戶瀏覽(lan)、獲(huo)取空(kong)間(jian)數據(ju)和應用(yong)服務(wu)提(ti)供“一(yi)站(zhan)式門戶”。

本成果(guo)適用(yong)于(yu)各種類型新能源電(dian)站，可(ke)實現光(guang)伏電(dian)站數字(zi)化智能化改造及應(ying)用(yong)，對(dui)運維(wei)工作提(ti)質增(zeng)效，實現電(dian)站精細化運維(wei)和管控(kong)，達到提(ti)升(sheng)電(dian)量、增(zeng)加收益的目標(biao)。

3.戶用光(guang)儲(chu)一體化平臺

分布式光(guang)伏(fu)目前存(cun)在“設備與安(an)裝(zhuang)成本高”“產品質量參差不齊”“安(an)裝(zhuang)后(hou)運維困難”“用(yong)戶積極(ji)性不高”等(deng)問(wen)題。對此(ci)，國家電投提出標(biao)準化、數(shu)字化解決(jue)思路。通過打造光(guang)儲(chu)一體化平臺、建(jian)立行(xing)業標(biao)準化體系，打通產業鏈上下游企業，解決(jue)產品與質量參差不齊的問(wen)題；優化用(yong)戶在線申報(bao)安(an)裝(zhuang)、設備采購、售后(hou)運維等(deng)，提升用(yong)戶體驗(yan)，解決(jue)運維困難問(wen)題。

該平臺(tai)對助(zhu)力鄉(xiang)村(cun)振興戰略、提升國家電(dian)投(tou)分布式光伏電(dian)站市場占有率、構建農(nong)村(cun)能(neng)源互(hu)聯網(wang)有很(hen)大裨益，也可適用于小崗村(cun)等“美(mei)麗鄉(xiang)村(cun)”項目。

4.共享儲能平臺

儲能(neng)產(chan)業目前(qian)主要存在“儲能(neng)裝置使用率(lv)低”“盈利模式單一”“強(qiang)制(zhi)配(pei)套(tao)抬高(gao)新能(neng)源(yuan)電站成(cheng)本”等痛(tong)點。對此，國家電投(tou)提出“以共享儲能(neng)平臺(tai)為(wei)支(zhi)撐，變(bian)‘一儲一場’為(wei)‘一儲多場’”，提高(gao)儲能(neng)的使用次數，增(zeng)加項目收益率(lv)。

通過試點項目發現，本(ben)模式(shi)在(zai)“降低新能源電站配套儲(chu)(chu)能投資壓力，減(jian)少棄風(feng)棄光；提(ti)升電網(wang)安(an)全經濟運行(xing)水平(ping)，提(ti)高新能源消納能力”等方面有(you)(you)實效。在(zai)“促進儲(chu)(chu)能產業發展，實現電廠與(yu)電網(wang)的友好協(xie)同，響應國家‘風(feng)光水火儲(chu)(chu)’、‘源網(wang)荷儲(chu)(chu)’兩個一體化要求”方面有(you)(you)很大價值。

5.風功率預測系統

國(guo)內普遍由風(feng)(feng)機廠商(shang)或風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)預(yu)(yu)(yu)(yu)報(bao)服務(wu)商(shang)提供風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)服務(wu)，其(qi)技術(shu)路線大(da)多為數(shu)據(ju)(ju)單向傳遞，依次經(jing)過天氣(qi)預(yu)(yu)(yu)(yu)報(bao)和(he)功(gong)(gong)率(lv)預(yu)(yu)(yu)(yu)報(bao)兩個(ge)轉(zhuan)換和(he)傳輸過程，數(shu)據(ju)(ju)從天氣(qi)預(yu)(yu)(yu)(yu)報(bao)服務(wu)商(shang)向風(feng)(feng)電(dian)場單向流動，天氣(qi)預(yu)(yu)(yu)(yu)報(bao)系(xi)統一般只采用氣(qi)象(xiang)觀(guan)測數(shu)據(ju)(ju)進行(xing)同化，風(feng)(feng)電(dian)場觀(guan)測數(shu)據(ju)(ju)并沒有在預(yu)(yu)(yu)(yu)報(bao)中(zhong)同化應用，同時(shi)風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)預(yu)(yu)(yu)(yu)測誤差未能(neng)反饋給(gei)天氣(qi)預(yu)(yu)(yu)(yu)報(bao)系(xi)統校(xiao)正。因此，這(zhe)種技術(shu)路線風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)預(yu)(yu)(yu)(yu)測準確率(lv)不高。

國家(jia)電(dian)(dian)投風(feng)功率(lv)預測(ce)(ce)(ce)系(xi)統(tong)采用(yong)集合(he)預報(bao)技術，通過采用(yong)歐洲以及中(zhong)國不同背景場數(shu)(shu)據，依托風(feng)電(dian)(dian)大數(shu)(shu)據中(zhong)心歸集的風(feng)電(dian)(dian)場運行(xing)數(shu)(shu)據和風(feng)電(dian)(dian)場測(ce)(ce)(ce)風(feng)塔(ta)實(shi)時(shi)數(shu)(shu)據，作為(wei)氣象預報(bao)的觀測(ce)(ce)(ce)同化數(shu)(shu)據，作為(wei)御風(feng)動(dong)力降(jiang)尺度系(xi)統(tong)的驅動(dong)數(shu)(shu)據，實(shi)現(xian)高時(shi)空(kong)分辨(bian)率(lv)的風(feng)功率(lv)預報(bao)。

本系(xi)統(tong)運行安(an)全穩定(ding)，能夠7×24小時(shi)不間斷運行，系(xi)統(tong)可(ke)用性達到99.9%以上(shang)，且能靈活(huo)適應電(dian)(dian)網或電(dian)(dian)場的調(diao)整(zheng)，并在(zai)規定(ding)的時(shi)間內完(wan)成調(diao)整(zheng)，還可(ke)快(kuai)速簡易(yi)部署(shu)，風功(gong)率預報(bao)誤差比(bi)當地電(dian)(dian)網考核要求的預報(bao)誤差水平降低5%或以上(shang)。

三、數字化技術助力新能源利用的前景

未來，能(neng)(neng)(neng)(neng)源系統將(jiang)加(jia)快向數字化(hua)、網絡化(hua)、智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)轉型升(sheng)級(ji)，能(neng)(neng)(neng)(neng)源生(sheng)產、消費(fei)各環節(jie)更(geng)加(jia)優(you)化(hua)高效。根據中國(guo)石油經濟技(ji)術(shu)(shu)研究院的(de)預測，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)化(hua)技(ji)術(shu)(shu)突破(po)將(jiang)帶(dai)動(dong)可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源發(fa)電成本更(geng)快降低，大(da)規(gui)模儲能(neng)(neng)(neng)(neng)技(ji)術(shu)(shu)將(jiang)取得重大(da)突破(po)。從供應量看，2025年前，清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)源貢(gong)獻新增發(fa)電量的(de)75%；2025～2035年間(jian)，貢(gong)獻率將(jiang)進(jin)一步(bu)提(ti)升(sheng)至(zhi)89.2%；2035～2050年則不僅(jin)滿足新增用電需求，還將(jiang)對煤電形成1.1萬億千(qian)瓦時的(de)替(ti)代。清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)源發(fa)電占比(bi)將(jiang)從2019年的(de)35.2%增至(zhi)2050年的(de)68.4%，成為電力供應主(zhu)體(ti)。規(gui)模化(hua)生(sheng)產將(jiang)進(jin)一步(bu)提(ti)升(sheng)競爭力，促進(jin)新能(neng)(neng)(neng)(neng)源裝機(ji)規(gui)模持(chi)續擴大(da)，預計2035年和(he)2050年光(guang)、風等非水(shui)可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)源裝機(ji)將(jiang)分別達(da)19億千(qian)瓦和(he)35億千(qian)瓦。

通過能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)工業互聯網(wang)實現的全面互聯、全面感(gan)知、全面智(zhi)能(neng)(neng)(neng)、全面協同的智(zhi)慧能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)，是實現以上(shang)預測目標的手段。智(zhi)慧能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)將(jiang)助力(li)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)合(he)理配置、利用效(xiao)率大幅(fu)提高，實現以電力(li)為中心統(tong)一優化配置能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)，使(shi)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)發展方式(shi)由消(xiao)耗型向可持(chi)續、可再(zai)生和更環保的發展軌(gui)道(dao)過渡，保證我國碳達峰、碳中和目標實現。

注：本文作者為國家電力投資集團公司科技創新總監、國家電投集團中央研究院范霽紅，文章首發于《電力決策與輿情參考》2021年1月15日第3期。