在新一輪產業(yè)革命與技術革命的推動下，我國已邁入互聯網數字經濟時代。2019年10月，十九屆四中全會首次明確提出“數據可作為生產要素按貢獻參與分配”，標志著數據將在未來國家社會的生產生活、公共服務及公共管理等方面發(fā)揮舉足輕重的作用。數字革命與能源革命的深度交互將為能源電力行業(yè)運營管理提質增效、清潔能源消納水平提升、能源行業(yè)產業(yè)鏈發(fā)展等提供全新動力與可能性。
數字革命定義與內涵
數字革命的定義
現階段國內外對數字革命（Digital Revolution）雖無統(tǒng)一定義，但在統(tǒng)籌考慮各類研究成果的基礎上，可定義數字革命是依托先進通信技術、互聯網技術等信息化技術的推廣與應用，通過挖掘與外化數字信息內含的價值，推動數字信息向要素化、商品化、產業(yè)化等方向發(fā)展，進而推動經濟社會各個領域的發(fā)展與變革的過程，是全新一輪工業(yè)革命的重要組成部分。
數字革命的內涵
習近平總書記強調“在全球信息領域，創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈、價值鏈整合能力越來越成為決定成敗的關鍵”，數據信息是重要的生產要素，數據革命應通過發(fā)掘數據信息潛在價值，從而引領技術流、資金流、人才流等方面的變革，為國家社會經濟的發(fā)展注入源源不斷的新動能。
數字革命助力能源革命
自2014年6月習近平總書記在中央財經領導小組工作會議提出開展能源革命的戰(zhàn)略要求以來，我國在能源的生產、消費、體制改革與技術創(chuàng)新領域取得了一定成績，但是在當前我國經濟轉型升級和能源結構轉型、消費模式轉變的新形勢下，我國能源革命仍面臨諸多挑戰(zhàn)。數字革命將以現代網絡為載體，通過“云大物移智鏈”等先進信息技術在傳統(tǒng)能源電力行業(yè)的應用，加速信息技術與能源電力產業(yè)的深度融合，引導能源電力行業(yè)向數字化、智能化及網絡化轉型發(fā)展，為傳統(tǒng)能源電力行業(yè)的全方位、全鏈條的產業(yè)升級、業(yè)態(tài)創(chuàng)新、服務拓展及生態(tài)構建提供了全新的可能性。
數字革命助力能源生產革命
一方面，數字革命將進一步推動能源互聯網的發(fā)展。數字革命將助力電力系統(tǒng)提供更安全、更智能的輸電服務，有效支撐集中式清潔能源大規(guī)模、遠距離傳輸以及分布式清潔能源的規(guī)模化、經濟化利用，平抑供應側大規(guī)模清潔能源出力波動性和需求側電力消費不確定性等雙側隨機性對系統(tǒng)運行帶來的沖擊，從而改善能源生產和供應模式、提高能源系統(tǒng)中清潔能源的生產和供應比例。
另一方面，能源的生產和供應模式將發(fā)生顯著變化。能源生產和供應將從單一化供應模式轉變?yōu)槎嘣Ｊ剑ü黧w的多元化、能源產品的多元化和業(yè)務結構的多元化等。同時，工業(yè)互聯網、數字服務等新技術、新業(yè)態(tài)的發(fā)展又將不斷催生新的市場主體，這些主體的業(yè)務領域、產品類別、供應方式的增加將使得能源生產和供應環(huán)節(jié)的模式發(fā)生根本性改變，從而推動能源生產革命。
數字革命助力能源消費革命
一方面，數字革命賦予了用戶更廣泛的消費選擇權，新業(yè)態(tài)、新模式將不斷涌現。隨著“云大物移智鏈”等信息技術及智能化終端設備在能源電力行業(yè)的應用，終端消費用戶可實現對信息的即時化接收和處理，并根據市場信息做出用能時間、用能品種等多樣化決策，進而豐富了能源消費選項。傳統(tǒng)的“物理能源”消費理念逐步過渡到“能源、信息、服務”綜合消費理念，從而催生出更加豐富多元的能源消費類型。
另一方面，數字革命能夠支撐用戶對自身能效水平的即時、全面感知，輔助用戶進行用能決策。數字化與智能化用能輔助工具的廣泛使用，將實現系統(tǒng)內能源供給、消耗的全面監(jiān)測，從而支撐綜合能效分析和多環(huán)節(jié)協(xié)調管控優(yōu)化，通過智能化的綜合能源服務管理系統(tǒng)動態(tài)調整系統(tǒng)的供、用能策略，進而從供應側反向推動實現能源電力系統(tǒng)運行優(yōu)化與效率提升。
數字革命助力能源技術革命
數字革命將進一步推動工業(yè)互聯網與能源電力系統(tǒng)的融合，原有能源電力系統(tǒng)運行與管理模式將向高度的智能化、精確化和標準化轉變：一是邊緣層的系統(tǒng)末梢信息數據采集，設備級乃至元件級的信息將能夠被及時感知；二是基礎設施層（IaaS）的能源電力信息即時、安全傳輸，“源網荷儲”各環(huán)節(jié)、各主體的信息將能夠被實時送達；三是平臺層（PaaS）的能源電力信息大規(guī)模、標準化存儲和智能化處理，各主體、各業(yè)務領域的信息數據將能夠被統(tǒng)一、智能、規(guī)范管理；四是應用層（SaaS）的能源電力信息有效應用，數據服務與數據應用將支撐管制性輸配電業(yè)務、競爭性綜合能源服務及互惠共贏能源互聯網生態(tài)圈建設等多種業(yè)務的開展。此外，數字革命引領的信息-物理融合技術也將推動能源領域的技術框架和信息通訊領域的技術體系緊密融合，帶動能源區(qū)塊鏈等一批新技術的發(fā)展和應用，從而推動和支撐能源技術革命。
數字革命助力能源體制革命
依托數字革命，依照“平臺+生態(tài)”思路，建設互惠共贏能源互聯網生態(tài)圈，創(chuàng)新能源電力系統(tǒng)的運營管理機制，發(fā)展共享經濟和平臺經濟，實現能源電力產業(yè)上下游及周邊產業(yè)各類主體協(xié)調發(fā)展。能源互聯網生態(tài)圈涵蓋能源“發(fā)—輸—配—用”各環(huán)節(jié)的企業(yè)、用戶以及上下游的設備制造商、互聯網公司、政府部門、科研院所、金融公司等主體。建設互惠共贏的能源互聯網生態(tài)圈就是發(fā)揮電網公司、發(fā)電企業(yè)、裝備制造企業(yè)、科研院所、互聯網公司、金融企業(yè)等各類主體優(yōu)勢，打通服務流、信息流、資金流，提升資源要素配置效率，為能源電力系統(tǒng)的轉型升級和能源互聯網的快速發(fā)展創(chuàng)造良好平臺，以共享經濟、平臺經濟的發(fā)展模式創(chuàng)新能源電力系統(tǒng)運營的體制機制，進而支撐能源體制革命。
數字革命在能源革命中的典型應用場景
數字革命驅動能源革命不是簡單的信息技術的堆砌，也不是照搬電力系統(tǒng)信息化建設的套路，而應重點突出核心功能，以實用實效、解決問題為導向。新形勢下，能源電力系統(tǒng)數字化轉型過程中應注重解決能源電力行業(yè)“卡脖子”問題，以更好地服務于社會、政府、廣大人民群眾，帶動能源相關產業(yè)鏈發(fā)展。
尖峰時段供需結構優(yōu)化、清潔能源消納、能源數據生態(tài)和綜合能源服務是新時期、新形勢下能源電力網絡發(fā)展的幾個關鍵問題，數字革命與能源革命的融合將為以上四個問題的解決提供新思路與新方案。
數字革命在“尖峰負荷”場景應用
保障供需平衡是能源電力網絡的重要任務之一。一方面，隨著經濟的發(fā)展，需求側大功率設備的增加導致的“尖峰負荷”現象日益顯著；另一方面，“穩(wěn)健投資、精準投資”的任務進一步提升了對于投資科學性的要求。在數字革命驅動能源革命的過程中，可依托海量數據的分析，利用需求側多元主體的用能轉移、削減和轉換彈性，在規(guī)劃、運營和消費等環(huán)節(jié)針對“尖峰負荷”問題形成相應的解決思路。
在規(guī)劃階段，數字革命“賦能”精準規(guī)劃。電網作為連接供需兩側的核心樞紐，可依托能源互聯網開放、包容接入的特點，一方面，通過對能源電力系統(tǒng)中各類能源生產設備、轉換設備、管網系統(tǒng)等全工況感知，構建多設備全工況運行模型；另一方面，依托集成的海量多元異構數據，對多元用戶開展精準畫像，掌握用戶用能特征。以供需特征為依據、供需平衡為前提，挖掘多能互補協(xié)同與綜合需求響應的削峰潛力，從而實現穩(wěn)健投資、精準規(guī)劃。
在運營階段，數字革命“賦能”科學運營。在廣泛采集與集成用戶用能數據、氣象數據、宏觀經濟數據、多能源市場交易數據基礎上，利用關聯規(guī)則挖掘、機器學習等技術，通過對海量數據的分析與發(fā)掘，準確掌握包括用能種類、用能傾向、用能彈性等多元用戶用能特性，從而揭示多元用能負荷轉移、負荷削減以及異質能負荷轉換的潛力，從而為能源電力系統(tǒng)的需求側管理與需求響應規(guī)則制定提供支撐，從而引導需求側參與尖峰負荷的削減與平抑。
在消費終端，數字革命“賦能”高質消費。能源電力網絡的數字化轉型賦予多元用戶充分掌握自身用能情況、能源市場動向及各類能源設備信息的機會與權利，能量流與信息流的深度交互有利于充分調動用戶參與需求響應的積極性。此外，用戶參與需求響應的需求將進一步倒逼智能自動響應終端、用戶聚合的虛擬電廠等新技術與新業(yè)態(tài)的發(fā)展與進步，從而推動需求側主動實現尖峰負荷的削減與平抑。
數字革命在“可再生能源消納”場景應用
隨著能源革命的推進，“兩個50%”（即一次能源清潔化率50%與終端電氣化率50%）將成為我國能源發(fā)展的重要目標，高比例可再生能源接入將成為未來能源電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。數字革命下，工業(yè)互聯網與能源電力系統(tǒng)的融合將為供給側與消費側提供一個能量流與信息流深度交互的平臺，進而從能源生產模式、技術體系和體制機制等方面推動變革，保障清潔能源的高效消納。
從平臺功能看，能源電力系統(tǒng)數字化轉型能夠為我國新能源的發(fā)展提供有力支撐，為可再生能源的順利消納提供智能化平臺。國家電網公司2020年重點任務之一就是“推動‘平臺+生態(tài)’建設”，其中的新能源云部署了包括電力供需預測、消納能力計算、新能源大數據分析服務平臺等十幾項子功能模塊，涵蓋新能源的規(guī)劃輔助決策、出力與運行管理、設備與廠商管理、消納與電價分析等各業(yè)務環(huán)節(jié)，能夠為新能源產業(yè)各類主體辦理各類業(yè)務提供智能化的基礎平臺。
從技術體系看，一方面，數字革命呈現的信息—物理融合特性將推動能源領域的技術框架和信息通訊領域的技術體系緊密融合，帶動諸如新能源大數據、能源區(qū)塊鏈、智慧能源管理系統(tǒng)等一批新技術的發(fā)展和應用，開辟新能源領域的技術創(chuàng)新研究方向。另一方面，“云大物移智鏈”等現代信息技術和先進通信技術在新能源運行控制、終端用戶綜合能源服務等方面的應用，將促進能源信息雙向流動和開放共享，為各類資源靈活匯聚、系統(tǒng)運行智能決策、用戶用能提質增效提供支撐，全方位提升風電、光伏的生產消費占比。
從體制機制看，一方面，以區(qū)塊鏈等信息技術為支撐，推動能源靈活自主微平衡交易，實現分布式能源、分布式儲能主體與工業(yè)大用戶及個人、家庭級微用能主體間的點對點實時自主交易，進而為創(chuàng)新綠色能源認證、綠色貨幣、綠色證書等清潔能源新型商業(yè)模式的推廣提供可能。另一方面，利用電網公司“樞紐”和“平臺”優(yōu)勢，創(chuàng)新能源電力系統(tǒng)的運營管理機制，實現能源電力系統(tǒng)及周邊產業(yè)各類主體協(xié)調發(fā)展，發(fā)揮電網公司、裝備制造企業(yè)、互聯網公司、金融企業(yè)等各類主體優(yōu)勢，提升資源要素配置效率，以共享經濟的發(fā)展模式創(chuàng)新能源電力系統(tǒng)運營的體制機制。
數字革命在“能源數據生態(tài)”場景應用
隨著能源生產、消費與大數據理念的深度融合，能量流與信息流交互不斷深化，能源大數據所蘊含的巨大價值不斷凸顯。盡管大數據存儲、挖掘等相關技術逐步成熟，但能源大數據發(fā)展模式仍處于相對分散、無序的狀態(tài)。在數字革命的統(tǒng)籌引導與驅動下有利于打造一個健康持續(xù)發(fā)展的能源大數據生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)揮更大的聚集效應，進而助力智慧城市建設、促進產業(yè)優(yōu)化升級、支撐能源生產和消費革命。
在平臺構建上，數字革命為能源數據生態(tài)構建提供平臺支撐。能源互聯網開放、包容的技術特性，為設備制造商、能源服務商等能源行業(yè)上下游主體以及政府、金融服務商等多元第三方主體的廣泛接入與互動提供了平臺載體，通過分析與研究多元主體之間數據流、價值流與業(yè)務流的流向及交互機理，掌握與揭示能源數據生態(tài)圈中多元主體功能定位及其行為特征，進而為明確能源數據生態(tài)系統(tǒng)演化的關鍵因素及未來發(fā)展趨勢與建設路徑提供決策參考。
在價值發(fā)掘上，數字革命為能源數據價值發(fā)掘提供技術支撐。依托感知計量、信息通信、數據集成與數據挖掘等覆蓋能源數據產生、傳輸、保存和利用等全環(huán)節(jié)、全周期的關鍵技術，能有效針對設備及用戶開展特征畫像，從而進一步明確設備運行優(yōu)化潛力及用戶潛在業(yè)務需求，進而為實現能源數據潛在價值發(fā)掘與變現、能源電力行業(yè)數字化轉型、能源數據生態(tài)圈可持續(xù)發(fā)展提供重要技術支撐。
在商業(yè)模式上，數字革命為能源數據生態(tài)商業(yè)模式構建提供全新思路。能源數據生態(tài)能有效打破多元主體間的壁壘，實現橫向能源生產商設備制造商多主體互聯，縱向能源生產、交易、消費多環(huán)節(jié)互通。從頂層設計看，可協(xié)同石油、天然氣、熱力、互聯網運營商及制造商合作，組成綜合解決方案供應商或成立商業(yè)聯盟，實現對能源的綜合供應、調控；從能源利用終端看，可廣泛聚集客戶資源與數據資源，以用戶需求為驅動，促進全要素供需對接，倒逼催生新服務與新業(yè)態(tài)，從而實現產業(yè)上下游共同發(fā)展。
數字革命在“綜合能源服務”場景應用
在當前能源轉型和電力體制改革的新形勢下，能源電力行業(yè)發(fā)展由“資源驅動”轉型“服務驅動”已初成定局，綜合能源服務業(yè)務已成為能源電力行業(yè)重要發(fā)展方向之一。隨著“云大物移智鏈”、邊緣計算等信息通信技術的涌現，在數字革命的驅動下，綜合能源服務的價值與內涵將不斷發(fā)展與延伸，進而為公司模式創(chuàng)新與效率提升提供重要支撐。
在模式創(chuàng)新方面，數字革命催生綜合能源服務的新業(yè)態(tài)、新模式將不斷涌現。通過“云大物移智鏈”等信息技術與多種智能化終端應用，依托用戶畫像了解與洞悉市場與用戶的潛在需求，通過提供個性化、創(chuàng)新性綜合能源服務實現供需精準對接，推動傳統(tǒng)的“物理能源”消費理念逐步過渡到“能源、信息、服務”綜合消費理念，進而不斷豐富與拓展綜合能源服務的業(yè)務模式與體系。
在效率提升方面，數字革命助力綜合能源服務優(yōu)化提升能源電力系統(tǒng)整體效率。在數字革命驅動下，能源電力系統(tǒng)中智能化用能輔助工具的廣泛使用將為系統(tǒng)內能源供給、消耗的全面監(jiān)測提供堅實數據信息支撐，通過開展綜合能效分析、多環(huán)節(jié)協(xié)調管控優(yōu)化等綜合能源服務以實現能源電力系統(tǒng)供、用能策略動態(tài)調整，進而實現從供應側和需求側雙向優(yōu)化系統(tǒng)運行，改善系統(tǒng)運行狀態(tài)，提升系統(tǒng)運行效率。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2020年04期，作者曾鳴、許彥斌、方程供職于華北電力大學
