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(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，包括能源的采集、生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸、交易、分配、儲(chǔ)存、使用以及環(huán)境保護(hù)等多個(gè)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(bào)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(duì)其最明確的表述。而要實(shí)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(shí)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(yùn)效率、利用效率、儲(chǔ)能效率。

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

（3）一流的環(huán)?？萍紤?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(chǎng)，促進(jìn)能源生產(chǎn)、消費(fèi)新方式，推動(dòng)能源資源的優(yōu)化配置。

二、長(zhǎng)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(yùn)、能源存儲(chǔ)和能源消費(fèi)等能源大系統(tǒng)的多個(gè)環(huán)節(jié)全面推動(dòng)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(zhǎng)三角地區(qū)關(guān)鍵在于突出重點(diǎn)、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(yùn)環(huán)節(jié)，長(zhǎng)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(jí)工作，建設(shè)適應(yīng)大規(guī)?？稍偕茉唇尤氲?a target="_blank">智能電網(wǎng)，加大對(duì)大型油氣管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的研究力度、建設(shè)智能化油氣管網(wǎng)等；③在能源存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)儲(chǔ)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(fèi)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(shí)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(shí)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)三角地區(qū)燃煤電廠超低排放改造升級(jí)技術(shù)具有一定先發(fā)優(yōu)勢(shì)，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(shí)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(shí)現(xiàn)信息流和能源流的深度融合，對(duì)能源大系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，即實(shí)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?yàn)椋孩俅髷?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(shí)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(dòng)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(tái)、圖像處理、機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)、AI優(yōu)化硬件和決策管理。③各級(jí)能源信息管理中心，這是一個(gè)全新的機(jī)構(gòu)，需要結(jié)合相應(yīng)的能源管理體制來運(yùn)行。

（二）體制保障

1.成立長(zhǎng)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(jì)

建設(shè)現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)，必須實(shí)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(yùn)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(jí)能源信息管理中心的運(yùn)行中，真正形成能源流與信息流深度融合。長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)長(zhǎng)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(zhǎng)三角地區(qū)能源領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，做好頂層設(shè)計(jì)，高瞻遠(yuǎn)矚，統(tǒng)攬大局。

2.建設(shè)各級(jí)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(shí)現(xiàn)能源大系統(tǒng)的智能調(diào)控

長(zhǎng)三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)各級(jí)能源信息管理中心的基本構(gòu)思為：在長(zhǎng)三角能源系統(tǒng)中，按照管轄范圍由上到下建立三級(jí)管理中心，即長(zhǎng)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(zhǎng)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(yùn)行產(chǎn)生的信息。各級(jí)能源信息管理中心在完成信息采集的同時(shí)，對(duì)管轄范圍內(nèi)各個(gè)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(yùn)行信息。

在各級(jí)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(diǎn)：有獨(dú)立自治能力；可以孤島運(yùn)行，也可與能源大系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行；既消耗能源也生產(chǎn)能源；大多按總能理論來設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用。微型能源系統(tǒng)是整個(gè)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(jí)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(dòng)能源信息管理城市中心和長(zhǎng)三角能源信息管理中心的建設(shè)。

（三）市場(chǎng)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(chǎng)化改革進(jìn)程，長(zhǎng)三角地區(qū)具有率先推進(jìn)電力市場(chǎng)培育的優(yōu)勢(shì)，可以通過電力市場(chǎng)化來推進(jìn)長(zhǎng)三角現(xiàn)代化能源大系統(tǒng)的引領(lǐng)建設(shè)。長(zhǎng)三角地區(qū)電力市場(chǎng)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(lì)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?，F(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(duì)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(gè)能源系統(tǒng)，包括能源的采集、轉(zhuǎn)化、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、消費(fèi)、交易等環(huán)節(jié)。

（2）社會(huì)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(jí)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(chǎng)的交易情況和生態(tài)環(huán)境的實(shí)際，判定能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，生成能源流的調(diào)控指令，上傳下達(dá)，完成整個(gè)能源大系統(tǒng)的智能調(diào)控，實(shí)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)?？萍?、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(cuò)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(gè)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(gè)清潔低碳、安全高效的能源體系。
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