数字经济浪潮正在蓬勃兴起。能源行业的数字化转型,就是发展数字能源,即利用数字技术,引导能量有序流动,构筑更高效、更清洁、更经济、更安全的现代能源体系。中国作为世界上最大的能源消费国,在“双碳”目标的指引下,数字产业正在成为经济转型升级的新引擎,以数字化转型为载体驱动能源行业结构性变革、推动能源行业低碳绿色发展,既是现实急迫需求,也是行业发展方向。
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何为能源行业数字化转型?
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能源数字化转型的定义
能源数字化转型即为运用新兴信息技术提升能源生产、传输、交易和消费环节的资源配置能力、安全保障能力和智能互动能力,从而实现能源企业智能化、数据化、信息化运营管理与能源行业的智慧化发展形态。
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能源数字化转型的核心
能源数字化转型的核心即使用新兴信息技术充分挖掘和利用能源全生命周期的数据价值,例如物联网技术可实现海量设备实时在线接入,云计算技术提高能源设备数据的收集、存储与分析效率等。能源企业通过充分挖掘和利用经营过程的数据流价值优化自身的决策输出,从而提升能源生产、传输、交易与消费的运营效率,最终提升能源企业的经营效益和提升能源行业的资源利用率与安全性。
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能源数字化转型的目的
能源数字化转型的目的在于实现能源智慧化发展新形态。能源数字化转型体现在产、供、销三大环节的能源实现各能源间的灵活转换和互通互济,产、供、销三大环节的信息利用(包括采集、传输、处理、存储、控制)效率提升,以及产、供、销三大环节的业务模式与形态创新(包括内外协同与跨界融合的新业务发展模式、科学精益与灵活高效的新运营管理模式、快速反应与智能互动的多元服务模式、共建共享与共治共赢的新生态发展格局)。
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能源行业数字化转型体系的三个维度
能源行业数字化转型体系大体分三个维度,第一维度为基于能源产业链条下的能源数据感知收集维度;第二维度为能源行业数据处理维度;第三维度为能源行业数据的终端应用维度。
第一维度具体包含两个层面,一是能源产业各环节下的运作数据;二是基于能源产业各环节下的数据收集及存储层。
第二维度具体包含三个层面,一是对第一维度下的数据进行处理层面;二是基于人工智能、物联网、地图开放平台下的云端数据算法;三是基于地理信息和三维信息系统下的数据输出呈现。
第三维度是基于调度运行、生产管理、客户服务、运营管控下的决策支持与结果输出。
能源行业数字化转型架构的运行有赖于新兴信息技术(如物联网、云计算等)与能源行业的深度融合,同时,也是技术进步与管理实践的协同共促。
02
为何进行能源数字化转型?
日益严重的全球环境问题(例如全球变暖、能源资源有限等) 使各国愈来愈重视和发展高效节能、清洁低碳的绿色经济。我国为可持续发展,提出了围绕创新、协调、绿色、开放和共享的能源行业新发展理念。
新发展理念要求能源企业充分运用新兴信息技术结合能源行业的特点,围绕能源安全新战略节能、绿色、创新、市场化和全方位五大关键词发展,通过实现能源企业的智慧化(即数字化、网络化、智能化) 运营,提升能源资源利用率、能源企业生产效益、能源安全性和稳定性。
能源数字化转型可以帮助能源企业实现智能化、数据化、信息化管理。例如,利用物联网技术,对能源生产、传输、用电等环节进行全面监控和数据分析,实时掌握能源使用情况,提高能源生产和供应效率,减少能源浪费,降低能源成本。
同时,能源数字化转型也可以加速清洁能源的发展。例如,利用大数据和人工智能技术,对测量、监控、控制、预测、优化清洁能源的产生和使用等各环节进行数据分析和智能决策,提高清洁能源的利用效率,推动清洁能源转型。
能源数字化转型还可以促进能源与其他领域的深度融合。例如,利用数字技术将能源与城市规划、智慧交通、智能制造等领域进行深度融合,实现能源的可持续、高效使用和节能减排。
03
能源企业的数字化转型路径
能源企业可通过优化资产设备全寿命周期的运行状态、优化能源生产至消费全流程环节的效益和优化客户服务的产品类型、服务方式和服务模式,实现能源企业的数字化转型。
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碳中和趋势下
能源行业的本质发生了五大变化
1.能源企业身份转变:由生产者向产销者转变;
2.能源企业生产的产品形式转变:从单一能源形态到多种能源形态(多能互补),再到以能源为载体的综合能源服务;
3.能源生产工具转变:过去以能源转换为特征,未来以数据驱动能源生产;
4.能源生产模式转变:过去式瀑布式单向流动生产(发-输-配-调-用),未来是双向、多源、互动、自治、协作的能源互联网生态;
5.能源生产位置转变:过去从生产侧(远离负荷中心)经特高压/油气干线等逐层降压传递至负荷侧,未来是分散化、去中心化的分布式源-网-荷-储协调生产,逐层实现动态平衡。
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能源企业通过
八类产品实现数字化转型
能源企业可通过八类产品实现数字化转型,其中2020年能源企业数字化转型的典型案例包括:
1.产品和服务创新类,例如国家电网的人工智能配网带点作业机器人关键技术及成套装备研究与应用、中国石化的国家危险化学品安全生产风险监测预警系统等;
2.生产运营智能化类,例如中国石油基于数字孪生的设备智能化管理、南方电网的电网防灾减灾监测预警系统等;
3.数字化营销服务类,例如中国航油的中国航油智慧航油系统、中化集团的”小化加油“油站综合服务系统等;
4.数字生态类,例如中国华能的华能工业互联网平台、国家电网以能源数字化推动新能源管理及服务模式创新的新能源云等;
5.新一代信息技术类,中国大唐的发电集团数字化作战室、中国电建的基于QM的基建工程全生命周期管控平台等;
6.工控安全类,例如中广核的基于核电工控行业的网络安全产品及解决方案的研制和应用、中国华电的基于睿思工业互联网的安全可控新能源集控系统研究与应用等;
7.两化融合管理体系类,例如中国电建的“责勘数字“工程全生命周期数字化应用平台、中国华电的以量化融合贯标为牵引构建共享高效协同的生产组织等;
8.综合类,例如中国石油的长庆油田智能化建设与应用、中国石化的构建油田智云平台以实现信息应用建设新模式数字化转型等。
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数字化技术赋能能源行业的场景
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大数据技术盘活电力
领域海量原始数据
对于电力领域来说,能源数字化发展使其积累的海量能源数据能够进一步运用,并且随着电力需求增加,电力设备数据、电网运行数据、用户行为数据都将呈指数级增长;而借助大数据技术对能源电力数据进行深层挖掘分析,将充分发挥电力数据价值,实现电力设备的数字化运行,提高能源利用效率,保障电力系统供应稳定,同时向用户提供精准的个性化服务。
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5G助力电力通信网络发展
支撑电力智能化变革应用
分布式清洁能源接入需求快速提升、智能电网精准控制对时延要求更低,以及新型商业模式对网络要求标准更高,使得电力通信网络建设面临诸多新的需求。5G具有大带宽、低延时、高可靠、广连接的特性,面对电网多样化业务需求,5G网络切片技术可以满足电网信息采集类及工控类业务连接诉求,同时通过高传输速率,拓展无人化设备应用,依托“端到端网络保障SLA、业务隔离、网络功能按需定制、自动化”的典型特征,助力能源电力数字化转型,保障电力网络连接需求从而创造全新的商业模式。
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云计算由中央向边缘不断延伸
以此解决实时性安全服务问题
智慧能源云平台在泛在电力物联网体系建设中扮演重要角色,是开展综合能源服务的重要基础平台与对外“窗口”,具有规模大、可靠性高、通用性强等特点。而随着边缘计算的发展,利用云边协同、边边协同、边缘智能等技术解决电力系统面临的实时性高、数据周期短、任务复杂等难题成为新的应用方向,为电力系统提供边缘端的安全可靠应用服务。
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区块链为能源交易改革创新
奠定了可信基础
区块链技术将极大改变能源系统生产和交易模式,能源交易主体可以点对点实现能源产品生产和交易、能源基础设施共享;能源区块链还可实现数字化精准管理,未来将延伸到分布式交易微电网、能源金融、碳证交易和绿证核发、电动汽车等能源互联场景,区块链的去中心化、智能合约等特征正在被应用至能源价值链的多个环节,成为能源行业数字化转型的重要驱动力之一。
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能源行业数字化转型发展趋势
大型能源企业的数字化转型布局映射能源行业数字化转型趋势,即通过提升数据的采集丰富度和流通效率等提升企业的数据感知能力,进而提升能源企业生产、运营和服务效益。
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以传感网络建设提升数据感知能力
数字化转型使数据逐渐从生产经营的副产品转变为参与生产经营的关键要素,数据也成为企业的战略性资源,数据感知能力也成为推动数字化转型的基础能力。数据感知为能源企业掌握设备运行情况、洞察客户需求提供了有效的手段,资产及客户是能源企业在数据感知能力建设方面主要的关注对象。
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以数据挖掘推动运营决策精益化
通过数据感知网络采集上来的数据,需要通过分析挖掘来实现价值的释放。能源企业积累的海量行业领域专业数据将首先被应用于业务运营效率的提升。通过对海量业务运营数据的分析挖掘,能源企业改变了原有的经验驱动的决策管理模式,依托多维度数据分析,极大地提升管理效率、压缩管理链条,实现不同场景个性化决策,提升了决策管理的客观性、精益性和敏捷性。
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由优化产品质量向提升消费体验转变
随着能源监管强度不断提升,仅依托能源供应将难以实现利润增加。同时,当今客户不止关注产品本身,而且越来越重视消费体验。在这样的趋势下,越来越多的能源企业开始依托数据驱动客户体验的改善,通过新的数字渠道实现对客户的全方位服务,开发在线服务和在线自助服务应用,使客户可以通过移动终端设备实现在线的查询、交费、管理等操作,实现线上线下服务渠道融合,优化对客户的理解,拓展其它服务模式。
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以能源数字化推动商业模式创新
数据成为数字时代新模式、新业态创新的主要动能,能源企业立足于传统业务,利用行业技术和数据的优势,拓展和培育新的业务领域。特别是随着各类能源技术的成本下降,越来越多的新型能源商业模式不断涌现成为可能,同时依靠数据和数字技术驱动,未来能源商业模式将不断向清洁、高效、分布式方面发展。
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以需求为导向共建协同创新网络
数字化转型是一个新领域、新形势,没有可供复制的发展模式,同时还受到旧的企业文化带来的不利影响,基于此,能源企业以市场需求的导向,加强与外部先进科技企业开展合作,引入外部新技术新理念,加快技术部署应用,注重内部培育和孵化,建立创新激励机制和容错机制,有力保障数字化转型。
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