第二十届中央财经委员会第一次会议强调,要坚持推进传统产业转型升级。5G、大数据、工业互联网、人工智能等数字技术正在深刻改变企业的生产模式和组织模式,使传统产业能够转型升级。本版将在电力、建筑、汽车等领域发布数字技术报告,以提高生产效率、再造业务流程和创新商业模式。
覆盖10万公里架空输电线路、28万基础输电杆塔、地形地貌等数据,以数字双胞胎的形式呈现真实电网,一对一三维还原和数字全景……今年年初,国内首个全息数字电网在江苏建成,通过收集输变电设施的物理数据,在网络云中建成了数字孪生电网,这也是全球首次全息数字化呈现亿千瓦级负荷大电网。电网装上“千里眼”之后,智能运输检查水平可以全面提高,故障处理时间可以缩短约10%,大大提高了电网的安全性和可靠性。
数字技术的引入将给能源和电力行业带来深远的变化。国家能源局最近发布了《关于加快能源数字智能发展的若干意见》,提出通过数字智能技术的整合应用,为电力、煤炭、油气等行业的高质量能源发展提供有效的支持。到2030年,能源系统各环节数字智能创新应用系统初步建设,数据要素潜力充分激活,一批制约能源数字化、智能化发展的共同关键技术取得突破。
绿色发展服务
能源是经济和社会发展的基本支持。近年来,数字技术与传统能源技术的深度交叉整合,培育了具有深远影响力的新技术、新模式和新形式。在新形势下,数字智能发展将是促进我国能源产业基础先进、产业链现代化的重要引擎,也是新能源体系建设总体规划安全、经济和绿色发展要求的重要支持。
“数字化作为一种新的生产关系,为能源电力绿色低碳转型提供了非常重要的支撑作用,可以解决能源转型中的改革、发展、科技创新和企业经营问题‘最大公约数’。”欧阳昌裕,国家电网能源研究院院长,说。
具体到电力领域,全球能源互联网发展合作组织经济技术研究所助理小金宇,全面提高信息收集、传输、处理、应用能力,利用数字双技术实现综合数据分析和快速智能决策,可实现实时反馈和准确控制物理系统的目的,构建新的数字电力系统。通过智能升级,可以实现“源网荷储”协调,促进多能互补多元互动,服务绿色电力转型,确保能源供应安全。
随着新一轮科技革命和产业革命的加速崛起,数字智能技术与能源产业的进一步结合已成为引领发电产业数字化转型、实现创新驱动发展的驱动力。国际能源署预测,2040年欧盟光伏和风力发电的弃电率仅增加数字需求响应就可以从7%降低到1.6%,从而减少3000万吨碳排放。另一家国际咨询机构预计,到2025年,全球电厂数字化比例将接近19%,帮助发电企业降低运营成本约27%,从而降低全球发电行业碳排放量4.7%。
根据国家电网能源研究院发布的《2022年国内外能源电力企业数字化转型分析报告》,电力行业数字化转型占能源的70%以上。主要原因是电力行业具有高比例电子设备的先发优势,需要充分利用这一优势,促进电力大数据、数字技术和数字商业模式的创新发展。发电和电网行业企业的数字化转型价值远远大于煤炭、石油、天然气等上游采矿行业。
国家能源局局长章建华表示,要推动能源创新链、产业链、资金链、人才链、数据链的深度整合,推动能源数字化、智能化发展,实现能源产业价值链向高端化、现代化发展。
提高运维效率
电力工业作为国民经济发展的重要支柱产业,具有良好的数字基本条件。随着新一轮能源革命和数字经济的加速崛起,中国继续努力建设新的电力系统,加快能源产业结构的调整,探索和尝试电力产业的数字转型。
4月26日,10多名变电站维修人员准时聚集在浙江湖州浔南110kV金象变电站,为即将到来的综合维修做准备。同时,变电站运维人员在主控室进行远程倒闸,轻轻点击“一键顺控”指令结束后,根据预设过程完成相应线路的开关和闸刀的设备状态切换。
“实现‘一键顺控’此前,我们需要到现场进行倒闸操作。遇到步骤多的任务,可能要来回跑十几次,费力不说,还会大大增加停电时间。”湖州供电公司变电运维人员周洪明表示,将传统倒闸操作繁琐费时费力的操作步骤固化到计算机程序中进行自动控制,不仅可以实现远程操作,还可以降低人身伤害和设备误操作的风险,显著提高运维效率。
作为能源系统的核心环节,电网的数字智能水平直接影响整个能源系统的安全性、可靠性、经济性和绿色低碳水平。近年来,电网公司以数字电网为关键载体,推进新电力系统建设,通过物理电网厘米高精度建模,无人机高精度自动驾驶巡逻,大大提高输电线路巡逻效率;通过数字双胞胎建模,借助智能巡逻和智能控制技术,使巨大复杂的变电站设施可靠“无人值守,远程操作”。
在火力发电方面,各大电力集团公司都开展了与火力发电数字化转型相关的工作,大量新技术的应用,如人员定位安全管理、行为和故障视频识别、三维可视化等,取得了一定的效果。在风电和光伏方面,主要能源企业利用互联网思维整合行业大数据,逐步提高设计制造、施工开发、运维管理等环节的数字化和智能化。监控、保护和监控等自动化系统已广泛应用于水电领域。
国家电网能源研究院有限公司副总工程师郑厚清表示,能源和电力企业的数字化转型在基础设施和现有业务的转型升级方面取得了显著成效。转型管理体系逐步形成,生产经营升级效果不断体现,数字技术创新成果不断涌现,数据要素治理机制逐步建立,新的数字化业务生态正在焕发出新的活力。
开拓广阔的空间
电力系统是最复杂的人工系统,需要通过测量、通信、控制、数据处理等信息技术来监控和控制电力设备,并具有较强的研发能力来促进信息技术的进步。随着能源革命和数字革命的深入整合,数字智能技术已经扩展到电力行业的更多业务领域。
电动汽车停稳后,充电机器人伸出机械臂对准充电口,自动充电结算。这个看似科幻的场景变成了现实……不久前,能链智能电力推出了自主研发的充电机器人,具有自动汽车搜索、智能充电、自动结算等功能,以满足日益增长的电动汽车移动充电需求。未来,随着自动驾驶汽车的普及,无人驾驶充电机器人将成为必要的基础设施。电动汽车充电的智能化和无人化将带来新的充电体验,开拓巨大的智能能源补充市场。
肖金宇认为,未来电力数字技术将发挥强大的信息互联能力,连接电力系统和生产生活的各个方面。通过实现产业链各环节与业务链之间的数据连接,全面赋予生产、销售、管理和社会治理能力。
基于目前,由于不确定性不断增强的外部环境、路径依赖失败的内部治理机制等因素,能源电力企业在数字化转型的思想认识、制度保障和传统业务转型方面仍存在亟待解决的问题。
目前,大多数能源和电力企业的数字化转型更加注重数字基础设施建设和工业数字化发展。能源和电力企业大多注重资产运营,转型的重要基础是能源和电力基础设施生产、运营和维护的数字化转型升级。因此,主要转型投资集中在基础设施和工业数字化上,数字业务创新领域仍处于初始投资建设阶段,经济效益尚未显现。
郑厚庆表示,能源电力企业数字化转型面临着高投入、低产出、高风险的矛盾和挑战,安全风险日益增加,部分能源电力企业推进数字化转型的动力减弱。因此,必须加强技术创新和跨境整合,加强安全能力建设,巩固能源电力行业数字化转型的基础。
专家建议,电力行业应加大独立控制关键核心技术和重大设备开发投资和良性产业生态建设,加强数据管理,加强数据控制,完善能源数字智能标准体系建设,进一步促进数字技术与产业深度融合,提高核心竞争力,支持产业高质量发展。
资料来源:经济日报
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