数字治理下电力安全供应体系构建

　　（一）强化供给侧改革，增加透明有效供给

　　根据全球能源互联网发展合作组织发布的《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》，预计2030年，中国全社会用电量将达到10.7万亿千瓦时（见图4），较2021年全社会用电量8.3万亿千瓦时增长29%左右。2021年，全国发电装机容量约为23.7692亿千瓦，其中，水电装机容量为3.9092亿千瓦，火电装机容量为12.9678亿千瓦，核电装机容量为0.5326亿千瓦，风电装机容量为3.2848亿千瓦，太阳能发电为3.0656亿千瓦，现有装机能力远不能满足“十四五”时期、“十五五”时期的全社会用电需求，仍需增加电源侧的有效供给，解决无电可用的问题。围绕“碳达峰”“碳中和”目标，构建清洁能源供给体系，关键在于创新打造数字分析平台，用仿真分析和数据支撑决定煤电机组和非化石能源发展的逻辑。

　　加快新能源建设，是提高电力供应能力、实现能源电力行业“碳达峰”“碳中和”目标的重要举措。据不完全统计，我国的新能源技术经济开发容量约为8.5×1013千瓦。受资源、技术和政策影响，新能源资源禀赋动态变化，随着陆上风电、远海风电、光伏建筑一体化BIPV等技术进步和造价降低，戈壁光伏、风电新能源开发政策的放开，新能源技术的经济开发容量有望进一步扩大。为提升新能源的利用率，打造新能源资源禀赋动态普查、新能源与电网协同发展仿真分析两大数字化平台，依靠数据精准推进新能源高质量发展。某企业实验室研发的碳电协同规划设计智慧云平台。

　　目前，国内利用数字化手段科学探查新能源资源禀赋的能力不足，实际上难以真正摸清新能源的家底。立足于国土规划、产业规划、城市规划、能源规划等“多规合一”，打造新能源资源禀赋动态普查平台，应用北斗卫星影像数字化技术、人工智能算法等，实现对分布式光伏、集中式光伏、分散式风电新能源资源禀赋的年度动态精准普查，可为制定发展规划提供科学的决策依据。加强新型电力系统演变机理突破，打造新能源与电网协同发展仿真分析平台，结合新能源资源禀赋分布，深入研究源网协同、多能协同下的新能源发展规模，既要提升绿色供电能力，也要确保安全可靠。

　　（二）数据化支撑能源绿色低碳转型

　　1. 基于调控云平台的电煤管控应用

　　目前，煤电机组装机容量为1.08亿千瓦，其中约83%机组为大容量、低排放的机组，其是保障电力供应的基础。2021年，电网公司上线了基于调控云平台的电煤管控应用，细化了对燃煤供、耗、存数据的统计分析，及时提供准确电煤数据，为电力保供提供了坚实的数据基础。“碳达峰”“碳中和”目标下，中长期控煤、减煤是发展趋势，煤电由电量主体逐步向容量主体转变应建立在电力安全可靠供应的基础上。新形势下的能源电力系统供需平衡要素更为复杂，电源发展路径要建立在多边界条件下以进行科学完整的数据分析，而打造基于多要素协同的先进电力供需数字化分析平台是实现各类电源发展可视化、透明化的关键。通过进行数据分析，煤电的发展总体经历三个阶段:第一阶段主要为“十四五”期间，并可能延续至“十五五”初期，新能源产生的电量难以满足全社会用电需求，煤电机组装机容量在现有基础上仍有10%左右的增长需求;第二阶段主要为“十五五”期间，煤电机组容量需求减少，利用时间将逐步降至4000小时内（见图6），调节性作用显现;第三阶段主要为“十六五”期间及之后的时间，随着清洁能源供给体系的完善和成熟，在碳捕集、储存和利用（CCUS）等先进技术取得商业化突破的情况下，煤电机组装机容量占总装机容量的比例预计降至6%以内，发电量也将大幅下降，煤电机组要体现调节性和发挥应急备用的作用。

　　2. 设备状态实时监测预警应用

　　发电数字化重点聚焦设备状态监测建设、电站智能巡视、新型状态监测装置应用等方面，依托强大的“电力+算力”，通过进行海量数据分析和借助高性能计算技术，立足于打造“全面可观、精确可测、高度可控”的发电系统，为能源绿色低碳转型赋能。

　　一是打造国内千万级抽水蓄能电站设备状态统一监测系统，以统一模型、统一编码、统一协议、统一平台完成电站设备状态监测系统测点数据接入，实现设备状态实时监测告警、分析评估及故障诊断并提出诊断结论，指导设备运行及检修。

　　二是建成行业内应用国产AI技术的数字化电厂，具备电厂内设备自动巡检、设备状态透明感知、环境异常主动预警等机器视觉透明感知系统，让光学/红外摄像头获得机器视觉，通过设备状态监测数据分析系统、工业电视系统全范围利用智能化省级改造技术，开展智能技术替代人工巡检应用，从而提升发电厂运行效率，运用数字化手段提质增效，支撑煤炭清洁高效利

　　用，发挥火电的兜底安全保障作用。

　　（三）推进需求侧改革，处理好增量和存量需求

　　从电力系统运行情况来看，局部地区、局部时段电力供需矛盾加剧，峰谷差逐步拉大，电力系统运行呈现新特征。解决新时期的电力供需矛盾，要深入贯彻新发展理念，落实中央经济工作会议提出的“形成需求牵引供给、供给创造需求的更高水平动态平衡”，切实把握需求侧改革是“碳达峰”“碳中和”目标下的电力保供体系构建的重要抓手，推动需求侧改革的关键在于合理控制电力消费总量和优化现有的电力消费结构两个路径。

　　1. 加强源网荷储弹性平衡数字化技术应用

　　一是采用大数据处理、云计算、微服务技术，聚合各类可调节负荷，为源网荷储分析决策、协同控制、分析评价等应用提供基础数据支撑，实现对源网荷储资源的实时聚合、数据质量稽查以及多层级、多维度的综合展示，全景感知源网荷储各环节实时运行状态，精准掌握可控负荷资源实时信息。二是基于源网荷储全景数据，感知电网运行态势，评估电网供电充裕度，开展源网荷储协同分析，有针对性地开展负荷侧调频、调峰、备用等需求侧响应，实现电网运行效能提升。三是通过与需求侧实时管理系统、资源聚合商等进行负荷调节策略和控制方案的友好互动，实现与综合能源、负荷聚合商以及电动汽车等负荷资源调节互动，深度挖掘电网的灵活调节能力，有效提升电网新能源消纳水平，促进电网经济高效运行，实现全国范围内批量负荷快速切除和频率紧急快速支援，确保电网运行安全。

　　2. 推动需求侧响应数字化共享共建共治

　　一是构建需求侧响应资源池。结合全年峰荷一般在100个小时以内的特点，细化分析行业、企业的用电特性、响应速度和时长，依靠电力大数据迭代分类更新不同级别和不同规模的需求侧资源，使需求侧资源池提升10%以上的规模。二是建成电力需求侧实时管理系统。支持负荷集成商、虚拟电厂等多种主体参与;进行协议签订、邀约发布、计划邀约、响应执行、效果评估全流程管理;实现信息咨询、客户申报、成效验证、补贴发放全过程线上办理;支持在线负荷监测、响应监控、业务监管和数据统计。三是丰富需求响应业务类型。完善“网上国网”等已具有2亿以上注册用户的App，根据全省（区市）高低压用户容量、响应特性、用电行为等，灵活采用“定向式+广播式”邀约方式、“长期固定补贴+实时补贴报价”激励机制，全方位激发用户的调节潜力，实现用户负荷响应与电网调节需求精准对接。深度挖掘参与用户的报价报量、资源档案、响应行为等特征信息，探索公平型、经济型、可靠型等的负荷出清响应模式，以满足多目标电网调控需求。总体来看，随着“碳达峰”“碳中和”工作的深入推进，电力供需形势将发生新的变化，新型电力系统的建设将深刻影响电力安全机理，数字赋能是助力打破“安全、经济、绿色”能源“不可能三角”的重要手段。加快探索数字治理下的能源电力供应体系建设方式，护航社会经济发展，是新形势下能源电力事业发展的新命题。

　　全文参见《世界能源发展报告（2022）》，社会科学文献出版社2022年8月出版。