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為(wei)實現“30?60”目(mu)標，國家(jia)電投集團已率(lv)先在清潔能(neng)源(yuan)和數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)轉型方面同(tong)時(shi)發力。目(mu)前，在國家(jia)電投云邊協同(tong)工業大數(shu)據平臺已上線了九十(shi)余項(xiang)數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)、智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)應用(yong)。這(zhe)些應用(yong)以服務(wu)清潔能(neng)源(yuan)發展為(wei)主(zhu)，通(tong)過數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)、智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)技術，保(bao)障了能(neng)源(yuan)安全，提升了能(neng)源(yuan)利用(yong)效(xiao)率(lv)。本文(wen)結合(he)公司實踐談談個人思考(kao)。

一、發展新能源與數字化技術的內在邏輯

今(jin)后(hou)清潔能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)(fa)(fa)展空(kong)間(jian)最(zui)大的(de)是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)，其(qi)次風電(dian)(dian)。判斷(duan)的(de)依據是(shi)，太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)具有(you)非常強的(de)普惠性。普惠性是(shi)指，每個(ge)地方(fang)的(de)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)都(dou)足(zu)夠滿足(zu)當(dang)地的(de)能(neng)(neng)源(yuan)需(xu)求，即使是(shi)江浙(zhe)一帶受梅雨季節影響(xiang)的(de)地方(fang)，太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)年(nian)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)利(li)用(yong)小時數(shu)在(zai)1000小時，只要把當(dang)地能(neng)(neng)利(li)用(yong)太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)的(de)地方(fang)利(li)用(yong)起來一部分，就(jiu)能(neng)(neng)滿足(zu)當(dang)地能(neng)(neng)源(yuan)的(de)需(xu)求。同(tong)時，太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)非常靈活，供能(neng)(neng)方(fang)式多樣。發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)技術上，目前不管是(shi)晶硅還是(shi)薄膜，成本都(dou)在(zai)快速(su)(su)地降低，性能(neng)(neng)指標都(dou)在(zai)快速(su)(su)地上升。所以，太(tai)陽(yang)(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)今(jin)后(hou)有(you)廣闊的(de)發(fa)(fa)(fa)展空(kong)間(jian)。

但是，太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)和(he)風能(neng)(neng)的(de)(de)發(fa)展離不(bu)開(kai)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)。而(er)且(qie)，儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)的(de)(de)發(fa)展空間(jian)甚至(zhi)會(hui)比(bi)(bi)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)的(de)(de)發(fa)展空間(jian)更(geng)(geng)大(da)。我國(guo)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)資(zi)源最好地區的(de)(de)發(fa)電(dian)利(li)用(yong)小時數也(ye)只是接(jie)近2000小時，在(zai)全年8760小時中的(de)(de)占比(bi)(bi)不(bu)到四(si)分之一，剩下的(de)(de)時間(jian)要(yao)依靠儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)。我認為，氫能(neng)(neng)是發(fa)展比(bi)(bi)較有前景(jing)的(de)(de)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)方式，既能(neng)(neng)實現更(geng)(geng)大(da)容量(liang)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)，也(ye)能(neng)(neng)實現能(neng)(neng)源更(geng)(geng)大(da)范圍(wei)的(de)(de)時空轉(zhuan)移。

現在(zai)新(xin)能(neng)源發(fa)展已實(shi)現平價(jia)，逐步(bu)進入全(quan)面平價(jia)時代，特別(bie)是(shi)(shi)光伏(fu)，2021年被(bei)稱為光伏(fu)的平價(jia)元(yuan)年，部(bu)分地(di)區(qu)光伏(fu)成(cheng)本(ben)將等于或低于火電(dian)(dian)。但是(shi)(shi)，要客觀地(di)評價(jia)新(xin)能(neng)源的成(cheng)本(ben)，就(jiu)需(xu)要考(kao)慮新(xin)能(neng)源間歇(xie)性(xing)的成(cheng)本(ben)，解決間歇(xie)性(xing)問題需(xu)要儲(chu)(chu)能(neng)，儲(chu)(chu)能(neng)也是(shi)(shi)新(xin)能(neng)源的成(cheng)本(ben)。目前，包括間歇(xie)性(xing)和儲(chu)(chu)能(neng)成(cheng)本(ben)的新(xin)能(neng)源成(cheng)本(ben)，還是(shi)(shi)要高(gao)于像火電(dian)(dian)、核電(dian)(dian)這些常規(gui)電(dian)(dian)源的成(cheng)本(ben)。

要降低新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和儲能(neng)的(de)成本(ben)，一方(fang)面(mian)需要新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)和儲能(neng)自(zi)身技(ji)(ji)術的(de)進步，另一方(fang)面(mian)還(huan)依賴于數字(zi)化技(ji)(ji)術構建能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)工業互(hu)聯網，以促進新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)更多的(de)應(ying)用，提高能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)效率(lv)，并改善能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)用戶體驗(yan)。我相信，在數字(zi)化技(ji)(ji)術助力下，“新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)+儲能(neng)”是未(wei)來能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)主導方(fang)向。隨(sui)著技(ji)(ji)術的(de)進步，很(hen)快就會實現(xian)(xian)“新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)+儲能(neng)”發電(dian)成本(ben)低于火電(dian)、核電(dian)發電(dian)成本(ben)的(de)目標。屆時，新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)會出現(xian)(xian)爆發式增長。

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(guo)家電(dian)投正在建(jian)(jian)設被(bei)譽為(wei)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)“大腦”的“能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)工業(ye)互聯網平(ping)臺”，這個平(ping)臺是(shi)由國(guo)務院國(guo)資(zi)委(wei)等(deng)七部委(wei)組(zu)織22家能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)央(yang)企(qi)、26個省(sheng)（區、市(shi)）國(guo)資(zi)委(wei)和46家能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)國(guo)有企(qi)業(ye)共同推(tui)(tui)進建(jian)(jian)設的平(ping)臺。該平(ping)臺匯(hui)聚能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生產、運行、消費、安(an)全(quan)等(deng)數(shu)(shu)據，構建(jian)(jian)可(ke)感、可(ke)知、可(ke)視、可(ke)控(kong)的數(shu)(shu)字化(hua)平(ping)臺，支撐不(bu)同能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)設備、系統、場站、企(qi)業(ye)、區域間實(shi)時(shi)安(an)全(quan)感知與協同交互的應用場景，以及(ji)常(chang)態化(hua)平(ping)臺運營管理、數(shu)(shu)據共享(xiang)交易和生態鏈協同等(deng)活(huo)動。這個平(ping)臺將于2021年底前全(quan)面建(jian)(jian)成(cheng)，發揮保障國(guo)家能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)安(an)全(quan)功能(neng)(neng)，為(wei)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)行業(ye)管理和決策提(ti)供支撐，推(tui)(tui)動能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)行業(ye)轉型升級和綠色(se)發展。

2.智慧光伏可(ke)視化管理云平臺

該平臺以GIS+BIM構建的數(shu)字(zi)孿生空(kong)間(jian)為基(ji)礎(chu)，通(tong)過無人機、智(zhi)能清洗、地(di)面(mian)(mian)攝像頭(tou)等(deng)智(zhi)能傳(chuan)感器(qi)設(she)(she)備實現(xian)(xian)對(dui)光伏電(dian)站空(kong)地(di)一(yi)體(ti)化(hua)巡檢和(he)監(jian)(jian)測，結合“云大(da)物移智(zhi)”等(deng)新一(yi)代信(xin)息技術，構建智(zhi)慧管控(kong)平臺，與現(xian)(xian)有集控(kong)中心運營(ying)系(xi)統對(dui)接，助力打造數(shu)字(zi)化(hua)協(xie)同運營(ying)平臺，全(quan)面(mian)(mian)支撐電(dian)站監(jian)(jian)管數(shu)字(zi)化(hua)、智(zhi)能化(hua)“1+N”應(ying)用(yong)。該平臺對(dui)智(zhi)能設(she)(she)備、人員、車輛等(deng)進(jin)行一(yi)體(ti)化(hua)實時(shi)監(jian)(jian)管；在線監(jian)(jian)測電(dian)站運維信(xin)息，對(dui)故(gu)障精確(que)定位(wei)、排除及預警、動態跟蹤；實現(xian)(xian)電(dian)站全(quan)空(kong)間(jian)、全(quan)壽期的業務(wu)數(shu)據共享、管理及應(ying)用(yong)，并為用(yong)戶瀏覽、獲(huo)取空(kong)間(jian)數(shu)據和(he)應(ying)用(yong)服(fu)務(wu)提供“一(yi)站式門戶”。

本成果適用于各種類(lei)型新能源電站(zhan)，可實現(xian)光伏電站(zhan)數字(zi)化(hua)智能化(hua)改(gai)造及應(ying)用，對運(yun)維工(gong)作(zuo)提質增效(xiao)，實現(xian)電站(zhan)精細化(hua)運(yun)維和管(guan)控，達到(dao)提升(sheng)電量、增加收(shou)益的目標。

3.戶用光(guang)儲一體(ti)化(hua)平臺

分布式(shi)光伏目前存在“設(she)備與安裝成本高(gao)”“產品(pin)(pin)質量參差不(bu)齊”“安裝后(hou)運維困難(nan)”“用戶(hu)積極性不(bu)高(gao)”等(deng)問題。對此，國家(jia)電投(tou)提出(chu)標準化(hua)、數字化(hua)解決(jue)思路。通過(guo)打造(zao)光儲一體(ti)化(hua)平臺、建立行業標準化(hua)體(ti)系，打通產業鏈上下游企業，解決(jue)產品(pin)(pin)與質量參差不(bu)齊的問題；優(you)化(hua)用戶(hu)在線申報安裝、設(she)備采(cai)購、售后(hou)運維等(deng)，提升用戶(hu)體(ti)驗，解決(jue)運維困難(nan)問題。

該平臺對助(zhu)力鄉(xiang)村振興戰略、提升國家(jia)電投(tou)分布式光伏電站市場占(zhan)有(you)率、構(gou)建農村能源(yuan)互聯網有(you)很大裨益(yi)，也可適用于(yu)小(xiao)崗村等“美麗(li)鄉(xiang)村”項目。

4.共享儲能平臺

儲(chu)能產業目前主要存在“儲(chu)能裝(zhuang)置使用率低”“盈利模式單一”“強制配(pei)套抬(tai)高(gao)新能源電站成本”等痛(tong)點(dian)。對此，國家電投提(ti)出“以共享儲(chu)能平臺為支撐，變‘一儲(chu)一場’為‘一儲(chu)多場’”，提(ti)高(gao)儲(chu)能的(de)使用次數(shu)，增(zeng)加(jia)項(xiang)目收益率。

通(tong)過(guo)試點項(xiang)目發(fa)現，本模式在(zai)“降低(di)新能源電(dian)(dian)站配套儲能投(tou)資壓力(li)，減(jian)少棄風棄光；提(ti)升電(dian)(dian)網安全經濟(ji)運行水平，提(ti)高新能源消納能力(li)”等方(fang)面(mian)有(you)實效。在(zai)“促進(jin)儲能產業發(fa)展(zhan)，實現電(dian)(dian)廠與電(dian)(dian)網的友好協同，響(xiang)應國家‘風光水火儲’、‘源網荷儲’兩(liang)個(ge)一體化要求”方(fang)面(mian)有(you)很大價值。

5.風功率預測系統

國(guo)內普遍由風(feng)(feng)機廠(chang)商或風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)(lv)預(yu)(yu)報(bao)服務商提供(gong)風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)(lv)服務，其技術路線大(da)多為數(shu)(shu)據(ju)單向傳(chuan)遞，依次經過(guo)天(tian)氣(qi)預(yu)(yu)報(bao)和(he)功(gong)(gong)率(lv)(lv)預(yu)(yu)報(bao)兩個轉換和(he)傳(chuan)輸過(guo)程(cheng)，數(shu)(shu)據(ju)從(cong)天(tian)氣(qi)預(yu)(yu)報(bao)服務商向風(feng)(feng)電場單向流動，天(tian)氣(qi)預(yu)(yu)報(bao)系統一般(ban)只采(cai)用氣(qi)象觀測數(shu)(shu)據(ju)進行(xing)同(tong)化，風(feng)(feng)電場觀測數(shu)(shu)據(ju)并沒有在預(yu)(yu)報(bao)中同(tong)化應(ying)用，同(tong)時風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)(lv)預(yu)(yu)測誤差未(wei)能反饋給天(tian)氣(qi)預(yu)(yu)報(bao)系統校正。因此，這(zhe)種(zhong)技術路線風(feng)(feng)功(gong)(gong)率(lv)(lv)預(yu)(yu)測準確率(lv)(lv)不高。

國家(jia)電(dian)(dian)投(tou)風(feng)功(gong)率(lv)預(yu)測(ce)系(xi)統(tong)(tong)采用集合(he)預(yu)報技術，通(tong)過采用歐(ou)洲以及中(zhong)國不同(tong)背景場數(shu)(shu)據，依托(tuo)風(feng)電(dian)(dian)大數(shu)(shu)據中(zhong)心歸集的風(feng)電(dian)(dian)場運行數(shu)(shu)據和風(feng)電(dian)(dian)場測(ce)風(feng)塔實時(shi)數(shu)(shu)據，作為(wei)氣(qi)象(xiang)預(yu)報的觀(guan)測(ce)同(tong)化數(shu)(shu)據，作為(wei)御(yu)風(feng)動(dong)力降尺度系(xi)統(tong)(tong)的驅動(dong)數(shu)(shu)據，實現(xian)高(gao)時(shi)空(kong)分辨率(lv)的風(feng)功(gong)率(lv)預(yu)報。

本系統運行安(an)全穩定，能夠(gou)7×24小時不(bu)間斷運行，系統可用(yong)性達到99.9%以(yi)上(shang)，且能靈(ling)活適應電網(wang)或(huo)電場的調整，并在規(gui)定的時間內完成調整，還可快(kuai)速簡易(yi)部(bu)署，風功率預報誤差(cha)比當地電網(wang)考核要求的預報誤差(cha)水平降低5%或(huo)以(yi)上(shang)。

三、數字化技術助力新能源利用的前景

未來，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系統將加(jia)(jia)快(kuai)向數字化(hua)(hua)(hua)、網絡(luo)化(hua)(hua)(hua)、智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)型升(sheng)級，能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生(sheng)(sheng)產、消費(fei)各(ge)環節更(geng)(geng)加(jia)(jia)優化(hua)(hua)(hua)高(gao)效。根據中國石油(you)經濟技(ji)(ji)術(shu)研究院(yuan)的(de)預測，智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化(hua)(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)突破(po)將帶動(dong)可(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)成(cheng)本更(geng)(geng)快(kuai)降低，大規模儲能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)術(shu)將取得重大突破(po)。從供(gong)應(ying)量(liang)看，2025年(nian)前(qian)，清(qing)潔能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)貢獻(xian)新(xin)增(zeng)發(fa)電(dian)量(liang)的(de)75%；2025～2035年(nian)間，貢獻(xian)率(lv)將進(jin)一(yi)(yi)步(bu)提(ti)升(sheng)至89.2%；2035～2050年(nian)則不僅(jin)滿足新(xin)增(zeng)用電(dian)需求，還將對煤電(dian)形成(cheng)1.1萬億(yi)千瓦(wa)(wa)時的(de)替代。清(qing)潔能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)占(zhan)比(bi)將從2019年(nian)的(de)35.2%增(zeng)至2050年(nian)的(de)68.4%，成(cheng)為(wei)電(dian)力(li)(li)供(gong)應(ying)主(zhu)體(ti)。規模化(hua)(hua)(hua)生(sheng)(sheng)產將進(jin)一(yi)(yi)步(bu)提(ti)升(sheng)競(jing)爭力(li)(li)，促(cu)進(jin)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)裝(zhuang)機規模持續擴大，預計2035年(nian)和2050年(nian)光、風等非水可(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)裝(zhuang)機將分別達19億(yi)千瓦(wa)(wa)和35億(yi)千瓦(wa)(wa)。

通過(guo)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)工業互聯(lian)網實現(xian)的(de)(de)全(quan)面(mian)(mian)(mian)互聯(lian)、全(quan)面(mian)(mian)(mian)感(gan)知、全(quan)面(mian)(mian)(mian)智能(neng)(neng)、全(quan)面(mian)(mian)(mian)協(xie)同(tong)的(de)(de)智慧(hui)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系統，是實現(xian)以上預測目標的(de)(de)手段。智慧(hui)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系統將助(zhu)力能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)合理配置、利用效(xiao)率大幅(fu)提高(gao)，實現(xian)以電力為中(zhong)心統一優化配置能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)，使能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)展(zhan)方式由消耗(hao)型(xing)向可持續(xu)、可再(zai)生和更環保的(de)(de)發(fa)展(zhan)軌道(dao)過(guo)渡，保證我國碳達峰、碳中(zhong)和目標實現(xian)。

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。