电力知识图谱：新技术解读（上）

一. 最新高大上

1.1 新型电力系统

• 概念

新型电力系统是以新能源为供给主体、以确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。

这是当前最火最热的词，来源于国家的号召。

2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议中指出，“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，要构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。

• 笔者解读

简单来说，建设新型电力系统是采用新技术优化现有发电、电网、用电的电力系统，达成环保+高可靠性的2个目标的过程，主要内容包括如下：

发电侧：

鼓励环保新能源，如风电、光伏发电等发展，同时会出现诸如氢能等更加绿色低碳的新能源、更加多品种多业态的非化石能源；

煤电占比不断下降，长期将从严控煤电，到去煤电、零煤电。

推行碳计算、碳交易、碳管理、碳回收。

电网侧：

在保障现有大电网的稳定可靠前提下，发展微电网。

强化需求侧响应，进一步精细化电网调度颗粒。

推进电网与管网、通信网、电视网、交通网的多网融合。

用电侧：

发展电能替代，减少煤油化石能源使用，如电动车、电锅炉。

提升用电效率，较少线损，对工厂、电器进行能效考核。

电力系统整体：

采用“大电网+微电网”双重结构，主干网全局调度，注重提升整体可靠性和传输效率，分布式微网提升地区能效和自愈自洽能力。

微电网参见“虚拟电厂”概念，采用类似“IT容灾”或者“神经网络算法”方式，在小区域建立微电源+小储能+微调度，逐级实现电力供应的平衡、提效、自愈、自洽。

1.2 数字(孪生)电网

• 概念

感觉南网谈“数字电网”多，国网谈“能源互联网”为主。

南网的解读：

数字电网是以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术为核心驱动力，以数据为关键生产要素，以现代电力能源网络与新一代信息网络为基础，通过数字技术与能源企业业务、管理深度融合，不断提高数字化、网络化、智能化水平，而形成的新型能源生态系统，具有灵活性、开放性、交互性、经济性、共享性等特性，使电网更加智能、安全、可靠、绿色、高效。

百度百科不知为何，解释引导为“孪生电网”：

数字电网的建设过程是传统电网的数字化、智能化、互联网化过程。

对传统电网进行数字化转型，遵循网络安全标准和统一电网数据模型构建相对应的数字孪生电网，用先进的数字技术平台，以“计算能力+数据+模型+算法”形成强大的“算力”，依托物联网、互联网打通电网相关各方的感知、分析、决策、业务等各环节，使电网公司具备超强感知能力、明智决策能力和快速执行能力，让数字电网的边界从传统电网扩展至社会的方方面面，变革传统电网的管理、运营和服务模式，驱动相关产业的能量流、资金流、物流、业务流、人才流的广泛配置，用“电力+算力”推动能源革命和新能源体系建设，助力国家经济体系现代化，构建本体安全的数字电网新体系。

两者合在一起：数字孪生电网：

数字孪生电网是基于数字孪生基础设施的电网数字化转型方法，通过在数字空间建设电网、环境、人员和业务四要素，实现数据驱动的全局、全生命周期的数字孪生体，从而达到不断改善的应用目的。

• 笔者解读

在说数字化之前，说下“信息化、数字化、智能化”的三种概念：

网上有个解读，说三者是三阶段提升的概念：

笔者并不认同这种概念解读（我以为我很能写了，他们比我还能吹)。

笔者认为这三个词是一件事的三个维度。信息化是手段、数字化是表现、智能化是发展程度。本来数字化就是说把物理世界抽像为数据01存储，信息化就是实现数字化的手段，而智能化是信息化、数字化的目标或者说结果，我们做信息数字化当然是为了提升业务智能，但每个阶段的智能水平不同，可以叫智能化1.0、2.0、3.0，或者叫数字化1.0、2.0、3.0，但要说信息化、数字化、智能化三个阶段，就有些扯了。

这其中，用智能化应该做划分阶段更合理，因为产业智能化不只是信息系统，还夹杂着管理升级、硬件升级、政策升级。而数字化通常认为代表着软件信息系统。

没办法，不造新概念没钱啊。

回过头来说数字电网，个人觉得这个比智能电网更小一些，读起来更像电网信息化，可以代表用信息技术手段提升电网生产管理水平，数字孪生电网中的“孪生”，是电网信息化中的一大类，接近于“电网建模”，即对电网做精细化建模，达到接近真实描述的现实世界中的电网的结构、特性、运行状态，未来发展等。具体说明就是对电网“全生命周期”的“VR”，加上基于这个高真实度模型的各种研究应用。

更简单的说，数字孪生电网，就是现实电网，在计算机上模拟网络结构和生产过程，识别和分析出如何更高效、更安全地完成工作。

怎么“更高效”难说，搞信息技术的其实懂电力业务的少，但“模拟”在游戏领域早就是成熟技术了，估计这个方向最后会变成做一堆可视化系统（本来就是，现在更多了），如果有想做深化业务的，请联系我：）

1.3 能源互联网

• 概念

能源互联网可理解是综合运用先进的电力电子技术，信息技术和智能管理技术，将大量由分布式能量采集装置、分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来，以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。

• 笔者解读

这个国网谈的最多，是国网的Slogan——建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业，现在被新型电力系统的风头盖过。相较于南网常谈的“数字电网”，个人觉得能源互联网的概念更胜一筹，毕竟电网主业是能源不是IT，能源互联网的覆盖范围超出了数字电网，且能源互联网这概念很新颖（虽然2011年国际上就有了），比用多了的“数字XX”高大上很多。

其实笔者看到“能源互联网”概念时也想了很久，毕竟是两个看起来没关联的词的组合。思考后想到的是，互联网，让世界互联互通，能从中国一秒到达美国，光纤、IP/TCP、DNS等基础设施抹平世界差异，互相沟通无障碍（请忽视GFW和语言差异 ）。

能源互联网，要像互联网那样，让能源可以全世界互联互通，走到哪里都有能源（电），哪里缺能源（电）就补哪里，使用能源像使用网络那样方便。

这样纯字面的理解，已经可以解释“能源互联网”中的分布式、开放共享等概念了。

分布式：像互联网全世界都有基础设施，保障能源使用的可靠性和普适性。

开放：全世界的能源供应能互相兼容接入，以后的交通工具到哪都能充上能源(电)。

共享：供应均衡化和使用均衡化，不像现在石油都在几个国家手里，或某地占有太多的能源。

可靠：强化互联，自然能提高可靠性。

智能：因为互联网是“智能”的代表，所以这个词也有智能化的意思吧，虽然笔者认为这个太普适不算特点。

笔者认为这些应该是这个词字面上所能代表的意义，即让能源“像信息网络”一样可使用，而不是用“互联网改造能源”。至于其它解读中的“可再生能源、环保、数字信息化”这些，都是追加内容或二次解读，“能量流、信息流、资金流”这个解读，更像是建设信息系统的设计思想。

越解读越觉得这个词真的是高大上，世界级的概念，类似于“全世界人民团结起来”。

1.4 虚拟电厂

• 概念

虚拟电厂是一种通过先进信息通信技术和软件系统，实现DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等DER的聚合和协调优化，以作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。虚拟电厂概念的核心可以总结为“通信”和“聚合”。虚拟电厂的关键技术主要包括协调控制技术、智能计量技术以及信息通信技术。

• 笔者解读

这个技术没前面的大，但可以算新型电力系统、能源互联网的缩小版或最底层支撑，所以放到这一级解释。

通俗来说，虚拟电厂就是一个虚拟化的电厂，里面的内容不是电厂，但是起到一个电厂的作用。实际上也是如此，就是将相对分散的源、网、荷、储等元素进行集成调控，形成一个黑匣子，对外等效成一个可控的电源。这个黑匣子，对外既可以作为“正电厂”向系统供电，也可以作为“负电厂”消纳系统的电力，起到灵活的削峰填谷等作用，本质是面向需求侧响应的小区域的“调度（必要项）+可控负荷（可选项）+储能（可选项）+分布式电源（可选项）”。

如果用一个短句来概括，虚拟电厂是“能源调度的智能管家”，通过虚拟电厂，来实现“储能协调”以及“哪里不够补哪里”。

这个其实在其他行业很好类比，就是美团的最底层的骑手调度、滴滴的车辆调度，在电网是分布式微电网调度，叫虚拟电厂就高大上，美团以后的众包改叫“虚拟骑兵”。

新型电力系统、能源互联网想不通具体内容的时候，就看看这个词，再无未法理解，就去看“储能”和调度。