长三角现代化能源大系统的特征及问题

一、现代化能源大系统的主要特征

能源大系统是一个复杂系统，包括能源的采集、生产、加工、转换、运输、交易、分配、储存、使用以及环境保护等多个环节，各环节彼此制约，相互影响。关于能源大系统的发展目标，党的“十九大”报告提出的“构建清洁低碳、安全高效的能源体系”以及“互联网+”智慧能源发展战略是对其最明确的表述。而要实现这一目标，必须要依靠信息互联网并充分利用大数据技术、人工智能（AI）技术等，实现能源大系统的智能化，我们将这样的能源大系统命名为现代化能源大系统，其主要特征是：

（1）一流的能源科技支撑，保证一流的能源采集效率、转化效率、输运效率、利用效率、储能效率。

（2）一流的信息技术（含互联网技术）融入，实现能源流与信息流的深度融合。

（3）一流的环保科技应用，生态环境友好。

（4）一流的管理水平，确保多能协同、统一集中管理与分块优化调控相结合。

（5）合理的能源结构，推进绿色低碳转型。

（6）培育能源市场，促进能源生产、消费新方式，推动能源资源的优化配置。

二、长三角现代化能源大系统建设的关键问题

（一）技术支撑

1.能源技术

先进的能源技术是建设现代化能源大系统的重要支撑。需要从能源采集、能源转化、能源输运、能源存储和能源消费等能源大系统的多个环节全面推动先进能源技术的研发与应用。①在能源转化环节，长三角地区关键在于突出重点、掌握核心技术，如开展清洁高效煤电、可再生能源发电、先进核电以及重型燃气轮机等能源装备的技术攻关与工程应用；②在能源输运环节，长三角应重视传统能源网（包括电网、油气管网、煤炭物流网以及热网）的改造升级工作，建设适应大规模可再生能源接入的智能电网，加大对大型油气管网优化运行的研究力度、建设智能化油气管网等；③在能源存储环节，加强储能基础设施建设、因地制宜继续推广抽水蓄能电站等；④在能源消费环节，推广节能产品，提高用能效率。

2.环保技术

先进的环保技术可实现现代化能源大系统大幅减少能源生产、利用各过程中的污染排放，提供更清洁的能源产品，加强能源伴生资源综合利用，实现能源大系统和生态环境系统的友好共存。当前，长三角地区火电占比高达90%，其中，煤电占比约为78.5%，这对燃煤电厂通过环保减排技术的集成应用、持续创新和有效降低污染物排放提出了更高要求。长三角地区燃煤电厂超低排放改造升级技术具有一定先发优势，今后的关键是要进一步推广应用。

“能源情报碳中和机遇”微信社群开放申请，申请者请私信告知详细信息+附上名片，核实后合适则邀请

3.信息技术

现代化能源大系统的建设必须得到信息技术的有力支撑才能深刻地反映时代特征，在信息互联网、大数据、AI技术的支持下，实现信息流和能源流的深度融合，对能源大系统的运行进行优化调度，即实现能源大系统智能化（“互联网+”智慧能源）的目的。

信息技术支撑现代化能源大系统的领域为：①大数据技术。包括监控大数据建模技术、全过程信息规范技术、数据标签技术以及文本处理技术，在这些大数据技术的支持下，使能源大系统的监控管理实现信息全过程管控、能源网监控告警事件化、设备缺陷自动发现、监控异常深度巡视等功能。②AI技术，包括群体智慧、深度学习平台、图像处理、机器学习平台、AI优化硬件和决策管理。③各级能源信息管理中心，这是一个全新的机构，需要结合相应的能源管理体制来运行。

（二）体制保障

1.成立长三角地区能源领导机构，做好能源大系统革命和建设的顶层设计

建设现代化能源大系统，必须实现能源系统的多能协同、智能调控。这需要各部门、各行业、各省市的基础设施互联互通，运行数据共享共用，调控指令精确执行，确保能源系统在多种智能技术的支撑下和各级能源信息管理中心的运行中，真正形成能源流与信息流深度融合。长三角地区目前尚缺乏卓有成效的能源管理体制，因此，未来要实现长三角能源大系统的现代化，除去相应的技术支撑外，还要建立相应的能源管理体制，尽快成立长三角地区能源领导机构，做好顶层设计，高瞻远瞩，统揽大局。

2.建设各级能源信息管理中心，信息共享、多能协同、信息流与能源流深度融合，逐步实现能源大系统的智能调控

长三角现代化能源大系统各级能源信息管理中心的基本构思为：在长三角能源系统中，按照管辖范围由上到下建立三级管理中心，即长三角能源信息管理中心、能源信息管理城市中心、能源信息管理区域中心。

长三角能源信息管理中心负责采集管辖范围内所有能源信息管理城市中心的上传信息；能源信息管理城市中心（见图3a）负责采集管辖范围内所有能源信息管理区域中心的上传信息；能源信息管理区域中心（见图3b）负责采集管辖范围内分散的各类能源用户的生产生活以及各种微型能源系统运行产生的信息。各级能源信息管理中心在完成信息采集的同时，对管辖范围内各个区域的能源状况做出正确的分析判断，向下发出必要的调控指令，向上上传必要的运行信息。

在各级能源信息管理中心中，区域中心最复杂，它不仅包含了传统的分散用户，还包括形式多种多样的微型能源系统（见图4）。这里的微型能源系统不仅指微电网，还包括天然气分布式供能系统、热电联供以及风光互补、气电协同、功能完备的综合性微型能源系统等。

微型能源系统虽然形式多样，但都具有一些共同的特点：有独立自治能力；可以孤岛运行，也可与能源大系统联合运行；既消耗能源也生产能源；大多按总能理论来设计，实现能量的梯级利用。微型能源系统是整个能源大系统中最活跃、最具生命力、最健康的“细胞”，而能源信息管理区域中心则负责将这些“细胞”和区内“传统散户”集中起来统一管理，因此，优先理顺区域中心这一层级的能源数据采集、信息处理、指令调控等，有利于下一步推动能源信息管理城市中心和长三角能源信息管理中心的建设。

（三）市场培育

现代化能源大系统离不开灵活、多样、高效的能源交易。结合能源市场化改革进程，长三角地区具有率先推进电力市场培育的优势，可以通过电力市场化来推进长三角现代化能源大系统的引领建设。长三角地区电力市场培育的措施有：推进电力交易机构建设，扩大跨省、跨区电力交易规模；培育售电主体；以混改促电改，推进增量配电网建设；结合微网系统，促进分布式电源余电交易；以配额制激励可再生能源的需求与供给，促进多种能源的协调；建立完善的信息共享机制，探索能源区块链技术。

（四）总体集成

现代化能源大系统的总体架构如图5所示。现代化能源大系统并非重构已有的能源系统，而是对其进行现代化改革。因此，关于现代化能源大系统的总体集成可表述为：

（1）就本质而言，现代化能源大系统仍是一个能源系统，包括能源的采集、转化、运输、储存、消费、交易等环节。

（2）社会发展需要的煤炭、石油、天然气、电、热等能源在这些环节中流转，形成能源大系统中的能源流。

（3）能源流的各种数据信息，在现代化能源大系统中既能有效地采集，又能通过互联网上传至各级能源信息管理中心。能源信息管理中心有能力分析处理能源流的数据信息，结合能源市场的交易情况和生态环境的实际，判定能源系统的运行状态，生成能源流的调控指令，上传下达，完成整个能源大系统的智能调控，实现信息流和能源流的深度融合。

（4）现代化能源大系统不是互联网，而是利用互联网，是由能源科技、环保科技、信息科技支撑的能源系统。

（5）在第三次工业革命和第四次工业革命交错的今天，“互联网+”智慧能源是现代化能源大系统一个比较确切的表达。

（6）现代化能源大系统建设的最终目标是建成一个清洁低碳、安全高效的能源体系。
      责任编辑:tzh