董昊1 孙阳阳2
1中国铁塔股份有限公司汉中市分公司 陕西省渭南市 714000;
2广东省电信规划设计院有限公司单位 广东省广州市 510630
摘要：社会经济的发展，我国的智能能源有了很大进展，智慧能源将为传统能源结构带来新一轮的巨变。现代信息通信技术(informationcommunicationstechnology，ICT)的飞速发展，为传统能源向智慧能源转型升级提供了强有力的技术支撑。整个智慧能源体系将以创新型的场景需求为导向，以跨界科技力量的深度加持为支撑，驱动整个能源及相关产业链的结构性升级。结合云计算、大数据、物联网(internetofthings，IoT)、移动通信、人工智能、区块链等新兴技术，赋能传统能源体系，提出一种适用于智慧能源应用场景下的能源体系ICT构架，贯通能源体系的底层至顶层，实现智慧能源体系能量流、信息流和价值流的全面融合。
关键词：物联网(IoT)；人工智能；智慧能源；区块链
引言
为促进能源领域的转型升级和技术革命，我国发布了一系列推进智慧能源发展的政策和指导意见，推动了智慧能源产业的发展。5Ｇ、物联网、大数据、人工智能、云计算、区块链和机器人等新技术的发展提升了能源工业在节能减排、多能互补和集成优化等方面的实施能力，从不同领域与不同维度全面推动了智慧能源产业的创新发展，开启了互联网＋智慧能源的新生态。
1综合能源和智慧能源成发展方向
风电作为一种绿色能源，是全球绿色低碳转型的重要方向。经过30年发展，已成为推动全球能源转型的重要力量。特别是2020年以来，在新冠肺炎疫情席卷全球的背景下，我国风电开发依然保持着“稳步扩大”的态势，装机规模不断增长。今年1~8月，我国风电新增并网容量超过1000万kW，总装机超过2.2亿kW，稳居全球第一。与此同时，我国风电利用水平进一步提升，风电投资有力支撑稳投资稳增长，风电布局不断优化。
2智慧能源基本结构
在传统能源结构中，能源的开采、生产、运输、储存和使用各环节之间的接口比较单一，彼此基本通过能源交易合同来驱动。未来智慧能源，是采用大数据、人工智能和物联网技术将这些环节集成起来，通过充分的信息交流和智能合约系统，一方面消除内部信息孤岛，另一方面提升环节内部和环节之间的智能交互水平。智慧能源系统可以分为四部分，包括供给侧的智慧一次能源系统、智慧二次能源系统、智慧能源输配、存储及销售系统和需求侧的智慧能源消费系统。各分系统之间通过信息流和能量流连接，保证内部不同形式能源之间和分系统之间的协同互补，实现供需协同和管理协同。智慧能源在不同的应用场景中存在多种典型结构应用。以电为主的智慧能源结构与传统能源有较大差异，主要体现在一方面信息流与能源流充分融合，另一方面对需求侧进行智能监测，通过用能管理实现需求侧响应和以需定产。
3智慧能源发展方向
3.1保障国家能源安全的发展方向
为了降低能源对外依存度，立足国家能源政策，结合能源与信息技术、云分布式发电技术、现代电力系统控制技术等来改变能源业态，引导智慧能源向保障能源安全方向发展，并提供以下3个保障：一是智慧互联风、光、水等多种可再生能源，因地制宜就近生产和消费，实现能源供应的多元化，促进能源自给自足，降低化石能源对外的依赖程度；二是智慧能源在大地理空间内实现多能源流的精细化调控和整合，提高能源供给的高效灵活性，协调好能源供需之间的矛盾，保证能源系统的稳定可靠运行；三是基于智慧能源系统信息沟通的即时性，通过能源大数据的研究分析，提升能源安全状况面向社会的公开透明度，减少能源安全对不同行业有序运作的不稳定影响，同时采用大数据和人工智能技术实时分析甄别危害国家能源安全的关键因素，智能推送国家能源安全的多层次预警，进而提升国家能源安全治理能力。
如通过智慧能源关注国际油价变化，在油价下跌时抓住机遇最大化扩充石油战略储备，同时协调好国内石油的供需矛盾，做好石油供应，降低对石油供应链和石油工业的影响。
3.2打造智慧能源综合服务体系
利用能源互联网思维和市场化理念，打造智慧能源综合服务体系，以“平台”和“生态”两手都要抓、两手都要硬的理念，实现“引流”和“赋能”。
3.3产业生态融合的发展方向
传统能源的产业生态比较简单，产业链上各级企业的业务相对独立，包括传统煤炭、油气、发电、储能和互联网信息等产业。为了尽快适应智慧能源产业的发展，智慧能源要采用互联网思维，应用先进的信息技术，将化石、可再生能源生产、输配用产业和互联网产业融合发展，营造开放共享的能源互联网生态，发挥高效清洁能源优势，形成以电为核心，冷、热、气等多种能源横向互补，能源产业链、能源调度与交易等纵向高度耦合的智慧能源生态环境，一方面将能源生产从单一转向多品种、从化石能源转向新能源，可解决新能源的弃用问题；另一方面利用信息技术改善能源的生产方式、供应体系和发展模式，构建智慧能源产业的新生态。例如，传统发电企业可提高新能源发电量和氢能业务，并开始向电力终端市场渗透；电网企业开始向综合智慧能源领域进军；石油企业开始与互联网企业全面战略合作；燃气企业探索“电－热－气－冷”能源互联网业务；新能源企业参与建设国家智慧能源示范项目；汽车企业大力发展电动汽车产业，带动充电桩生产；互联网企业积极参与提供智慧能源的整体信息化解决方案。
3.4数据降维
数据约减后的全部数据用于分析其变化特征和规律仍旧比较困难。需要对数据进行降维，以优化变量为挖掘分析目标，进一步提取特征数据挖掘，绘制大数据可视化散点相关性矩阵，从而快速发现多个变量之间的主要相关性，剔除相关性较小的数据。冷水机组运行数量曲线和冷水泵运行数量曲线基本重合，冷凝水泵运行数量曲线和冷却塔风扇运行数量曲线基本重合。由此可以挖掘出系统设备运行之间的规律。
3.5智慧能源共同体最终形成
能源输送虽然受空间和时间双重制约，但能源消费方式进一步向清洁的可再生能源和特高压远距离输电过渡。基于全球能源合作与治理的基本框架，在推进“一带一路”建设向纵深发展的过程中，智慧能源必将促进我国最新能源标准、技术和装备的输出，符合国家的智慧能源发展战略，同时让煤炭等化石能源的使用收缩至工业原材料领域，从源头上解决环境污染、气候变化、贫困人口和医疗健康等世界性难题。采用云边端控模式将整个能源产业链内的各类设备、终端、系统在不同的层级实现互通互联，实时感知、采集、治理、监测、控制和利用能源生产、传输、交易、储存和消费等各环节的多源异构数据，服务于不同国家、不同文化、不同个体在产业链上的多元融合与智能协作，全球共享具有中国特色的智慧能源发展的先进经验，促进智慧能源的相关技术、资金、人才等产业要素的跨国合作和流动，最终形成智慧能源共同体。
结语
综上所述，总体的技术思路遵循技术服务于场景、场景来源于需求的核心原则，系统总体构架从整个能源体系切入，而非以往常见的产品级视角切入，追求技术和效益的平衡，确保实施方案和技术路线的现实操作性，避免单方面地追求技术高度。通过梳理、分析现有能源体系的特征、痛点，结合当下互联网技术的发展成熟度，挖掘出当下智慧能源体系的演进方向、技术路线以及实施方案。
参考文献
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