一、現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的主要特征

能源大系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)，包括能源的采集、生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)換、運輸、交易、分配、儲存、使用以及環(huán)境保護(hù)等多個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)彼此制約，相互影響。關(guān)于能源大系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)，黨的“十九大”報告提出的“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”以及“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略是對其最明確的表述。而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須要依靠信息互聯(lián)網(wǎng)并充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能（AI）技術(shù)等，實現(xiàn)能源大系統(tǒng)的智能化，我們將這樣的能源大系統(tǒng)命名為現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，其主要特征是：

（1）一流的能源科技支撐，保證一流的能源采集效率、轉(zhuǎn)化效率、輸運效率、利用效率、儲能效率。

（2）一流的信息技術(shù)（含互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）融入，實現(xiàn)能源流與信息流的深度融合。

（3）一流的環(huán)保科技應(yīng)用，生態(tài)環(huán)境友好。

（4）一流的管理水平，確保多能協(xié)同、統(tǒng)一集中管理與分塊優(yōu)化調(diào)控相結(jié)合。

（5）合理的能源結(jié)構(gòu)，推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

（6）培育能源市場，促進(jìn)能源生產(chǎn)、消費新方式，推動能源資源的優(yōu)化配置。

二、長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵問題

（一）技術(shù)支撐

1.能源技術(shù)

先進(jìn)的能源技術(shù)是建設(shè)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的重要支撐。需要從能源采集、能源轉(zhuǎn)化、能源輸運、能源存儲和能源消費等能源大系統(tǒng)的多個環(huán)節(jié)全面推動先進(jìn)能源技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。①在能源轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，長三角地區(qū)關(guān)鍵在于突出重點、掌握核心技術(shù)，如開展清潔高效煤電、可再生能源發(fā)電、先進(jìn)核電以及重型燃?xì)廨啓C(jī)等能源裝備的技術(shù)攻關(guān)與工程應(yīng)用；②在能源輸運環(huán)節(jié)，長三角應(yīng)重視傳統(tǒng)能源網(wǎng)（包括電網(wǎng)、油氣管網(wǎng)、煤炭物流網(wǎng)以及熱網(wǎng)）的改造升級工作，建設(shè)適應(yīng)大規(guī)模可再生能源接入的智能電網(wǎng)，加大對大型油氣管網(wǎng)優(yōu)化運行的研究力度、建設(shè)智能化油氣管網(wǎng)等；③在能源存儲環(huán)節(jié)，加強(qiáng)儲能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、因地制宜繼續(xù)推廣抽水蓄能電站等；④在能源消費環(huán)節(jié)，推廣節(jié)能產(chǎn)品，提高用能效率。

2.環(huán)保技術(shù)

先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)可實現(xiàn)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)大幅減少能源生產(chǎn)、利用各過程中的污染排放，提供更清潔的能源產(chǎn)品，加強(qiáng)能源伴生資源綜合利用，實現(xiàn)能源大系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的友好共存。當(dāng)前，長三角地區(qū)火電占比高達(dá)90%，其中，煤電占比約為78.5%，這對燃煤電廠通過環(huán)保減排技術(shù)的集成應(yīng)用、持續(xù)創(chuàng)新和有效降低污染物排放提出了更高要求。長三角地區(qū)燃煤電廠超低排放改造升級技術(shù)具有一定先發(fā)優(yōu)勢，今后的關(guān)鍵是要進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

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3.信息技術(shù)

現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的建設(shè)必須得到信息技術(shù)的有力支撐才能深刻地反映時代特征，在信息互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的支持下，實現(xiàn)信息流和能源流的深度融合，對能源大系統(tǒng)的運行進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，即實現(xiàn)能源大系統(tǒng)智能化（“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源）的目的。

信息技術(shù)支撐現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的領(lǐng)域為：①大數(shù)據(jù)技術(shù)。包括監(jiān)控大數(shù)據(jù)建模技術(shù)、全過程信息規(guī)范技術(shù)、數(shù)據(jù)標(biāo)簽技術(shù)以及文本處理技術(shù)，在這些大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，使能源大系統(tǒng)的監(jiān)控管理實現(xiàn)信息全過程管控、能源網(wǎng)監(jiān)控告警事件化、設(shè)備缺陷自動發(fā)現(xiàn)、監(jiān)控異常深度巡視等功能。②AI技術(shù)，包括群體智慧、深度學(xué)習(xí)平臺、圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺、AI優(yōu)化硬件和決策管理。③各級能源信息管理中心，這是一個全新的機(jī)構(gòu)，需要結(jié)合相應(yīng)的能源管理體制來運行。

（二）體制保障

1.成立長三角地區(qū)能源領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，做好能源大系統(tǒng)革命和建設(shè)的頂層設(shè)計

建設(shè)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，必須實現(xiàn)能源系統(tǒng)的多能協(xié)同、智能調(diào)控。這需要各部門、各行業(yè)、各省市的基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，運行數(shù)據(jù)共享共用，調(diào)控指令精確執(zhí)行，確保能源系統(tǒng)在多種智能技術(shù)的支撐下和各級能源信息管理中心的運行中，真正形成能源流與信息流深度融合。長三角地區(qū)目前尚缺乏卓有成效的能源管理體制，因此，未來要實現(xiàn)長三角能源大系統(tǒng)的現(xiàn)代化，除去相應(yīng)的技術(shù)支撐外，還要建立相應(yīng)的能源管理體制，盡快成立長三角地區(qū)能源領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，做好頂層設(shè)計，高瞻遠(yuǎn)矚，統(tǒng)攬大局。

2.建設(shè)各級能源信息管理中心，信息共享、多能協(xié)同、信息流與能源流深度融合，逐步實現(xiàn)能源大系統(tǒng)的智能調(diào)控

長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)各級能源信息管理中心的基本構(gòu)思為：在長三角能源系統(tǒng)中，按照管轄范圍由上到下建立三級管理中心，即長三角能源信息管理中心、能源信息管理城市中心、能源信息管理區(qū)域中心。

長三角能源信息管理中心負(fù)責(zé)采集管轄范圍內(nèi)所有能源信息管理城市中心的上傳信息；能源信息管理城市中心（見圖3a）負(fù)責(zé)采集管轄范圍內(nèi)所有能源信息管理區(qū)域中心的上傳信息；能源信息管理區(qū)域中心（見圖3b）負(fù)責(zé)采集管轄范圍內(nèi)分散的各類能源用戶的生產(chǎn)生活以及各種微型能源系統(tǒng)運行產(chǎn)生的信息。各級能源信息管理中心在完成信息采集的同時，對管轄范圍內(nèi)各個區(qū)域的能源狀況做出正確的分析判斷，向下發(fā)出必要的調(diào)控指令，向上上傳必要的運行信息。

在各級能源信息管理中心中，區(qū)域中心最復(fù)雜，它不僅包含了傳統(tǒng)的分散用戶，還包括形式多種多樣的微型能源系統(tǒng)（見圖4）。這里的微型能源系統(tǒng)不僅指微電網(wǎng)，還包括天然氣分布式供能系統(tǒng)、熱電聯(lián)供以及風(fēng)光互補(bǔ)、氣電協(xié)同、功能完備的綜合性微型能源系統(tǒng)等。

微型能源系統(tǒng)雖然形式多樣，但都具有一些共同的特點：有獨立自治能力；可以孤島運行，也可與能源大系統(tǒng)聯(lián)合運行；既消耗能源也生產(chǎn)能源；大多按總能理論來設(shè)計，實現(xiàn)能量的梯級利用。微型能源系統(tǒng)是整個能源大系統(tǒng)中最活躍、最具生命力、最健康的“細(xì)胞”，而能源信息管理區(qū)域中心則負(fù)責(zé)將這些“細(xì)胞”和區(qū)內(nèi)“傳統(tǒng)散戶”集中起來統(tǒng)一管理，因此，優(yōu)先理順區(qū)域中心這一層級的能源數(shù)據(jù)采集、信息處理、指令調(diào)控等，有利于下一步推動能源信息管理城市中心和長三角能源信息管理中心的建設(shè)。

（三）市場培育

現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)離不開靈活、多樣、高效的能源交易。結(jié)合能源市場化改革進(jìn)程，長三角地區(qū)具有率先推進(jìn)電力市場培育的優(yōu)勢，可以通過電力市場化來推進(jìn)長三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的引領(lǐng)建設(shè)。長三角地區(qū)電力市場培育的措施有：推進(jìn)電力交易機(jī)構(gòu)建設(shè)，擴(kuò)大跨省、跨區(qū)電力交易規(guī)模；培育售電主體；以混改促電改，推進(jìn)增量配電網(wǎng)建設(shè)；結(jié)合微網(wǎng)系統(tǒng)，促進(jìn)分布式電源余電交易；以配額制激勵可再生能源的需求與供給，促進(jìn)多種能源的協(xié)調(diào)；建立完善的信息共享機(jī)制，探索能源區(qū)塊鏈技術(shù)。

（四）總體集成

現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖5所示。現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)并非重構(gòu)已有的能源系統(tǒng)，而是對其進(jìn)行現(xiàn)代化改革。因此，關(guān)于現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的總體集成可表述為：

（1）就本質(zhì)而言，現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)仍是一個能源系統(tǒng)，包括能源的采集、轉(zhuǎn)化、運輸、儲存、消費、交易等環(huán)節(jié)。

（2）社會發(fā)展需要的煤炭、石油、天然氣、電、熱等能源在這些環(huán)節(jié)中流轉(zhuǎn)，形成能源大系統(tǒng)中的能源流。

（3）能源流的各種數(shù)據(jù)信息，在現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)中既能有效地采集，又能通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至各級能源信息管理中心。能源信息管理中心有能力分析處理能源流的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合能源市場的交易情況和生態(tài)環(huán)境的實際，判定能源系統(tǒng)的運行狀態(tài)，生成能源流的調(diào)控指令，上傳下達(dá)，完成整個能源大系統(tǒng)的智能調(diào)控，實現(xiàn)信息流和能源流的深度融合。

（4）現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)不是互聯(lián)網(wǎng)，而是利用互聯(lián)網(wǎng)，是由能源科技、環(huán)保科技、信息科技支撐的能源系統(tǒng)。

（5）在第三次工業(yè)革命和第四次工業(yè)革命交錯的今天，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源是現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)一個比較確切的表達(dá)。

（6）現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)建設(shè)的最終目標(biāo)是建成一個清潔低碳、安全高效的能源體系。
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