智慧电力系统与智慧用能2022

国京电网8r«rgmd[-能源开发利用新趋势二人工智能与电气化三智慧电力系统四e智慧用能发展趋势五有关建议230-------------1--------------------------------------------------------------------------------------1-------------'202020252030203520402045205020552060020202025203020352040204520502055206015.115.916.516.9140侦1515.12413.114-1410.111.89.817.315.(-)能源电力需求持续增长2060年比目前翻一番，达到15.7-17.3万亿千瓦时。cd在实现中国式现代化的进程中，我国能源和电力需求将持续增长。在建成社会主义现代化强国"两步走"战略安排下，我国经济卻拼卖较快发展，能源电力需求还有较大增长空间。，能源消费总量预计2030-2035年左右达峰，峰值约为60・63亿吨标准煤；＞电力需求预计2045年左右达饱^水平，国宗电网9rmduo—基准情景加快绿色转型情景我国能源消费建星发展趋势(发电稣法)■基准情景■加快绿色转型情景我国全社会用电11増长趋势3■媒电■气电I核电-生物质■常规水电■风电■太阳能■其他202020252030203520402045205020552060■煜电■气电■檳电■生物质■市規水电■风电■太阳帐■新肥储駐■抽水其他(-)能源电力供应不断创新为满足持续增长的能源电力需求，必须创新能源电力供应,加大新能源开发利用。一方面，实施新能源替代行动，大力发展风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等；另一方面，坚持集中式开国宗电网9rmgwd发与分布式开发并举，积极推动风能、太阳能就地就近开发利用。＞新能源发电装机预计2030年达17.1亿干瓦左右，2060年达53.8亿千瓦左右。＞新能源发电量预计2030年达2.9万亿千瓦时左右，2060年达8.5万亿千瓦时左右。我国发电装机结构预测我国发电壬结构预测4L6000目亍綺域25.7%JJt59.8H1800160014001200节约的能源是最好的能源，在全面节约战略下我国能源效率将持续提升，也将助力"双碳"目标实现。随着用能技术突破升级、电气化水平提升、能源管理能力增强，预计我国合成氨、in水泥、乙烯等主要工业产品单耗2035年前后接近或达到国际领先。在节能降碳方面，预计2020-2030年可湖E二氧化碳29亿吨以上，其中地减排占比约60%。2010201120122013201420152016201720182019职群38丄詬實舟ooggoo8642«、«*根出tt«cg<5,«**・«e<c20202030年我国分领域节能降礦占比5能源利用方式持续变革随着用能技术的不断创新与突破，能源利用新方式也不断涌现。在交通领域，大容量智能化K电气化交通、氢燃料电池汽车等新兴交通工具快速发展；在建筑领域，零碳建筑、零能耗建筑、光伏建筑一体化等开始推广；在工业领域，智能工业机器人、电气化新型生产设备以及基于大数据和人工智能的园区综合能源管理系统广泛推广。建筑领域新型能源利用技术包括太阳能建筑光好f化系统,智能照明系统、混合源投制系统、能源管理和分析系统等.建筑领域能源利用方式变革202020252030203520402045205020552060■■氯範总需求・一电制數占比預汁2030年，氯臨总需求星达0.37亿吨，电制至占比达10%左右;2060年氢能总需求呈达03乙吨，电制氢占比80%左右.気能需求和电制氢占比!6（五）电气化水平不断提升在各领域电气化设备日益成熟以及相应市场推广机制逐步健全的推动下，未来电能占终端能源消9'费比重将显著提升。考虑绿色低碳科技创新的持续推进以及能源市场化改革的深入开展，未来工业、建筑、交通等领域将深入实施电能替代，推动全社会电气化水平持续提升。预计2030年电能占终端能源消费比重达到35%・37%,2060年超过62%,电能作为终端能源消费主体的地位持续巩固。2020~2060年我国终端电气化水平预测交通领域电能替代场景一港口岸电系统3国京电网srwrgmd一能源开发利用新趋势二人工智能与电气化三智慧电力系统四，智慧用能发展趋势五有关建议8(-)第四次工业革命已经到来国宗电冋8TKTTCMD继蒸汽、电力,计算机为代表的前三次工业革命以后，以人工智能等为代表的第四次工业革命已然到来。人类历史上已出现过三次工业革命，都对人类社会发展产生了不可估量的颠覆性影响；随着以人工智能、新材料、圍以现实、量子信息等技术为代表的第四次工业革命到来，人类的生产生活方式将发生根本性巨变。■二戻工・>!・■•・次工业♦,人■■■■―・:：—:EE9(-)人工智能与电气化正深刻改变社会人工智能与电气化交互融合，加之云计算、大数据、物联网等技术助力，正在从根本上全面加速1:1改造不同领域的面貌。人工智能与电气化已开始广泛影响工业制造、交通、办公、医疗、家居生活等经济社会各个方面，推动生产领域发生变革性的产业升级、不断改善人们的生活质量。智慧医疗利用最先进的物联网技术，通过医疗信息管理平台，实现患苫与医务人员、医疗机枸.医疗0务之间的智能化、远程化、精准化吒动。运用物联网、云计算、人工智能、自动控制■移动互联网等技术，提升交通系统运行效率和管理水平，实现便捷高效出行。融合工业4.0、物联网、工业自动化、数字化制造等.实施仝面数字化管理，助推制造业向高端化、数字化、绿色化、服务化发展C聚焦办公业务场景,实现智能协作、智能会务、智能审核等;面向办公环境智能化，实现智能门禁.号勤.灯光、冋络等。基于大数据分析、云计算,物联网技术等,将家电控制、环境监控、影音娱乐等功能白.机结合,实现便捷、髙效，个性化生活C智慧办公智慧生活(=)人工智能与电气化相伴相随.相互促进国宗电冋9rmemo人工智能的发展既要基于电能，又能促进更广泛的电气化。一方面，电气化促进能源系统与信息系统的深度融合，为人工智能的应用提供必要的基础；另一方面，随着人工智能在诸多领域的应用，其为生产生活带来的巨大便利必将促进各行各业主动提升电气化水平。以电气化智能场景为例，智能制造、智慧交通、智能楼宇、智慧农业的实现必须基于各领域装备的电气化，而智能场景的推广又必将促进电气化水平提升。电气化11（四）人工智能将有力推动能源革命!1!人工智能将推动能源消费、曜.技术，体制革命，助力新型能源体系建设。随着能源行业由信息化向智能化迈进，将逐步呈现出新能源占比不断提升、用能绿色高效程度不断加深、智慧能源技术及产业不断发展、能源智能交易体系不断健全朝面貌，体现岀"清i吉低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动“等重要特征型。2电网企业M企业科硏机构IMMOOxM中心12国京电网srwrgmd一，能源开发利用新趋势二人工智能与电气化I=｝智慧电力系统四智慧用能发展趋势五有关建议13（一）传统电力系统正向智慧电力系统转变j:an智慧电力系统延续了传统电力系统动态平衡和物理网架互联互通互济等特征，但为应对不可控、强随机性新能源占比持续提升，将由信息化向智慧化转变：智能感知发电变化、用电需求以及频率、电压、价格信号，通过智能自我调节实现平衡。在电网形态方面，广域与局域电网并存；在系统运行方面，广域协同和局域自平衡同在；在互动调节方面,负荷侧巨动和监控能力极大增强。溢编智E智弑电力系统采用神经网络、玄持向是机等机BS学习模型ISS95荷和新能源发用预测精度，14(-)电网形态将呈现广域和局域电网并存的新格局广ta电网和局域电网相互支撑.与为补充，共同形成立体蜂窝状结构，能够适应大规模集中式新能源和量大面广分布式能源的发展。一方面，广域电网仍将是保障电力供给的主体，是实现能源大范围优化配置的基础网架；另一方面，局域电网内部源网荷储各要素一体化运行，既可以接入广域电网高效运行，又能够以最大负荷的一定比例独立运行一定时间，有^于分布式新能源櫛者能设备的并网。多元主体参与.多要素协同、以用户为中心的运行特征催生大昜新型市场主体，广域和局域姑合的电网形态更好地适应这7化.15（三）调度运行同时实现广域协同和局域自平衡电网调度运行模式将从基于专家经验制定可行调度决策，转变为实时智能形成最优运行决策，通过人工智能优化管理电力电量，实现广域协同与局域自平衡。一方面，发挥大电网余缺互济、备用共享优势，通过云计算、大数据等技术提高广域计算能力；另一方面，采用局域电网主动化、智能化调节运行技术，基本保证局域电网自身用能需求，实现自我平衡和自我管理。行MS梁构基于人T智能技术,实现知识自动发"智能机器调现.管理和在st峋宦/仔EHiiR图谱向㈤女魂r.貝tn丄成精细規則1辻呈知点土成仿:云轲R分布式生成彷岂大数e:关縫iftrtn白勻发RaQ电式海逸法电网层级结构下随看分布式电源、可调节负荷等的发展,有源債电网的自平衡成为必然要求.16（四）电力系统调节和监控能力极大增强f1智能化电力设备的普及将提升电力系统对用户侧信息的感知水平和对设备的控制能力，从而增强电力系统的灵活调节能力以及极端情况下的管理能力。在先逬智能装置、现代通信与网络等智能技术支撑下，智能化电力设备将具备环境感知、自我管理、协同控制执行等功能，支撑电力系统全业务信::息感知、全环节协同控制、全过程在线决策，增强对极端情况的预警、处置、恢复等能力。电动汽车赣寸智能充电决策更好响应系统需求,实现”互动灵活•安全可靠”响应.据《车网互动发展趋势及政策体系》报吿，预计2030、2060年电动乘用车可分别达8200万辆、5亿晚数字化,信息化,智能化逬程将有力推动源网荷储体化程反,为虑拟电「等体化形式引入新特作及新鹿用.据相关研究机构估貰，2025年,虚拟电厂的投资建设市场规槿将超过300亿元，运宫市场规模将达到％8亿元.17二I》人工智能与电气化三智慧电力系统四，智慧用能发展趋势五有关建议18未来用能将实现节约用能、绿色用能、经济用能的高度统一，即用能本身即为高效、清洁、成本最优。随着人工智能持续赋能以电为中心、以电网为平台、以能源综合利用为方向的用能系统，能源利用将逐步达到实时综合效率高、清洁水平高、经济效益高的状态。提升能效水平促逬清洁发展是诵过提升能效晓低能源总星，二是第一阶段第二阶段第三阶段，■化e化数锯采集传输能滙系统状态监测机埋：一是利用高效用能设备,二是利用多能互补,三是利用管理节能典型场景：矯泵.需求响应、用鸵分析与诊断等数据集威席合蛇源系饨邮茵构数据分析处理能源系垸优化控制机理：一是提升分布式新能源开发利用水平，二是就灵活性资源.三是实施清洁替代典型ii累：分布式光伏,馅能.电供冷格降低用能成本机理通过合同能源管理罟模式.帑助用卢降低用能成司典型场景：节能设备改造.余能利用等19(-)智慧感知电网状态及价格信号1:1智慧用能设备将自动跟踪电网频率电压变化、感知分析价格信号，自动组织用能行为，既支撑电力系统安全稳定运行、又促使自身用能成本下降。一方面，用能设备智能感应电网频率电压变化，直接或通过负荷聚合商提供调频、调压等服务，支撑电力系统安全稳定运行；另一方面，用能设备可根据分时电价、阶梯电价等智能调整自身用电行为，圈氐用能成本。20国京电同STJOTCUD(=)实现以电为中心的多能高效利用术的推广应用又能进一^提升能源利用效率。以龟为中心够合能源系统终端用能系统将呈现以电为中心、多种能源协同优化利用模式，辅以能量梯级利用技术，实现高效用能。一方面，智慧电力系统支撑下的综合能源系统，能够依托智能管控平台克服传统单一能源的局限性，通过多能协同优化来有效提高能源综合利用效率；另一方面，多样化能量梯级利用技（四）电能利用更加智慧化和绿色化!1!国宗电网8IXTTGMD电能将成为智慧生产生活的关键能