发电行业数字化智能化转型走上快车道
——《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》
发电行业数字化智能化转型走上快车道
解读四
中国华能集团有限公司
伴随着全球新一轮科技革命和产业变革的浪潮，数字技术正深刻影响着世界政治、经济和社会发展。以人工智能技术为代表的新型信息技术，不断推动全球数字化智能化浪潮席卷各行各业。发电行业作为国民经济发展的重要支柱性产业，具备了较好的数字化基础条件，在智能化领域也开展了大量的应用探索。在保障基础设施网络与信息安全的条件下，通过数字化智能化技术实现绿色低碳转型已成为行业共识，这不仅有利于“双碳”目标的实现，而且对新型电力系统条件下发电企业自身的高质量发展也具有重要的意义。
国外发展现状
随着新一轮科技革命和产业革命的加速兴起，数字化智能化技术与能源行业进一步结合，成为引领发电行业数字化转型、实现创新驱动发展的原动力。国际能源署（IEA）预测，仅增加数字化需求响应就可以在2040年将欧盟光伏和风力发电的弃电率从7%降至1.6%，从而减少3000万吨碳排放。另有国际咨询机构预计，到2025年全球电厂数字化比例将接近19%，帮助发电企业降低运营成本27%左右，从而降低全球发电行业碳排放量4.7%。
在此背景下，世界各国纷纷出台相关政策举措，促进相关产业技术创新和应用示范推广，抢占能源革命制高点。美国凭借数字技术优势，以工业互联网为基石，加快工业数字化转型前瞻布局和生态打造，推动其在能源等多领域的横向覆盖，打造国家经济发展新引擎。德国从工业4.0的提出到能源转型2.0进一步实施，突出生产过程的数字化、网络化、智能化，推进在智能制造领域的纵向延伸，助力绿色低碳发展。瑞士、法国等欧洲发达国家立足自身领先的制造业基础优势，持续加大工业互联网平台的科研投入。日本、加拿大等科技强国积极部署工业互联网产业，在数字技术研发与应用方面取得了显著成效。
国内发展现状
随着新一轮能源革命和数字经济的加速兴起，我国持续发力新型电力系统构建，加快能源产业结构调整，并针对发电行业数字化转型进行了探索与尝试。
火电方面，各大电力集团公司近年来均开展了火电数字化转型相关工作，但由于欠缺统一的标准和规范，多以自由、自主建设为主。人员定位安全管理、行为与故障视频识别、三维可视化、机器人巡检等大量新技术应用取得了一定的效果，有力促进了电厂安全运行和智能管理。
风电与光伏方面，随着“双碳”目标的深度推进，迎来空前发展机遇。各大能源企业正在利用互联网思维整合行业大数据，并向数字化智能化转型迈进，逐步提高在设计制造、建设开发、运维管理等环节的数字化和智能化程度。
水电方面，已广泛应用监控、保护和监测等自动化系统。同时，在智慧巡检、智慧安防、智慧运行、运维与检修方面开展了数字化智能化转型建设并取得了一些积极成果。
核电方面，分别在核电厂设计、工程建设、生产运营等阶段开展了数字化智能化探索，部分电厂实现了运行业务数字化、运行工具智能化、运行操作自动化。
虽然发电企业在数字化智能化领域进行了相关探索和尝试，已在某些方向或某些层面具有一定的数字化智能化特征，但与真正全面的发电行业数字化智能化转型目标相比还有较大差距，整体面临与发电行业应用融合程度不够高、关键自主核心技术薄弱、产业链协同不足、缺乏产业化生态等一系列问题。
国家能源局牵头加快推进发电行业数字化智能化发展
党的二十大提出推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能等一批新的增长引擎，加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。在此背景下，3月28日，国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》（以下简称《意见》），推动数字技术与能源产业发展深度融合，加强传统能源与数字化智能化技术相融合的新型基础设施建设，释放能源数据要素价值潜力。
《意见》提出以业务数字化为需求牵引，以数字业务化进行数字赋能，推动数据资源作为新型生产要素促进协同高效发展，充分利用新型信息技术进行融合创新的基本原则，从加快行业转型升级、推进应用试点示范、推动共性技术突破、健全发展支撑体系、加大组织保障力度等5个方面给出了全面的指导意见。同时，《意见》还强调了两个方面。一是要强化网络与信息安全保障，有效提升能源数字化智能化发展水平。党的二十大指出要完善重点领域安全保障体系和重要专项协调指挥体系，强化重大基础设施等安全保障体系建设。其中能源基础设施网络与信息安全保障体系建设首当其冲。数字化智能化发展水平的提高要以网络与信息安全保障为基础才能真正得到有效提升。二是要促进能源数字经济和绿色低碳循环经济发展，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，为积极稳妥推进碳达峰碳中和提供有力支撑。能源行业作为碳排放的重要来源，实现绿色低碳转型是大势所趋。绿色数字智能化融合发展是发电行业的重要发展方向，绿色低碳也是数字化智能化转型发展的核心目标之一。
针对国内现有产业数字化智能化问题，《意见》在创新驱动发展战略实施经验基础上，强调需求牵引、数字赋能、协同高效、融合创新。务实提出分行业、分环节、分阶段、急用先行、先易后难的方式，聚焦电力行业发展实际需求，提升产业链上下游及行业间的协调运行，聚焦原创性、引领性创新，加快人工智能、数字孪生、物联网、区块链等数字技术的创新应用，并指出要促进成果工程化、产业化。
《意见》明确了到2030年的具体目标，实现能源系统各环节数字化智能化创新应用体系初步构筑、数据要素潜能充分激活，一批共性关键技术取得突破，智能感知与智能调控体系加快形成，新模式新业态持续涌现，系统运行与管理模式向全面标准化、深度数字化和高度智能化加速转变，网络与信息安全保障能力明显增强，系统效率、可靠性、包容性稳步提高，生产和供应多元化加速拓展、质量效益加速提升，数字技术与能源产业融合发展对能源行业提质增效与碳排放强度和总量“双控”的支撑作用全面显现。
具体行动路线
《意见》提出以数字化智能化技术加速发电清洁低碳转型。推动研究发展气象要素与新能源和水能功率与负载的关联分析；同步提升规模化基地与分布式新能源智能化水平，促进新能源发电的可靠并网及有序消纳；加快传统电源数字化设计建造和智能化升级，促进抽水蓄能和新型储能充分发挥灵活调节作用；推动数字技术深度应用于核电设计、制造、建设、运维等各领域各环节，全面提升核安全、网络安全和数据安全等保障水平。其中《意见》还特别指出要推进智能分散控制系统发展和应用，助力燃煤机组节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”。
《意见》将智能电厂作为重点推进的试点示范场景，鼓励在技术创新、运营模式、发展业态等方面深入探索、先行先试。
关键技术方面，《意见》重点强调推动能源装备智能感知与智能终端技术、能源系统智能调控技术、能源系统网络安全技术等3类共性关键技术的突破。
蓝图已经擘画，绘就还需实功。转型道路任重而道远，发电行业还需抢抓机遇、锐意进取，充分发挥新型举国体制优势和企业创新主体作用，加大自主可控关键核心技术和重大装备的研制投入与良性产业生态的构建，加强数据治理、强化数据管控，完善能源数字化智能化标准体系建设，进一步推动数字技术与产业的深度融合，提升核心竞争力，支撑发电行业高质量发展。
数字化智能化赋能发电企业绿色转型发展
解读五
国家电力投资集团有限公司
近日，国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》（以下简称《意见》），为我国能源及发电行业数字化智能化转型提出明确发展目标与具体实施路径。国家电力投资集团有限公司高度重视数字化工作，在数字化智能化推动绿色转型发展方面开展了诸多良好实践。《意见》的出台，将进一步推动国家电投在绿色转型和高质量发展方面取得突破。
加速能源企业清洁低碳转型
《意见》明确，以数字化智能化技术加速发电清洁低碳转型，为发电企业加快数字化智能化升级明确了方向。国家电投新能源发电装机规模、可再生能源装机规模、光伏发电装机规模位居世界第一，风电装机规模位居世界第二。新能源发电功率预测对经营质量提升具有重要意义。国家电投自主研发的“御风”风功率预测系统，是电力和气象两个专业领域深度融合的一项重要集成创新成果，已实现规模化应用，各项技术指标达到国际先进水平。自主研发的“逐光”光功率预测系统是行业内首个将户用和工商业分布式光伏统一纳入功率预测服务范围的功率预测系统，为集中式光伏电站和分布式光伏电站提供高精度的短期、超短期及中长期功率预测服务，对促进新能源消纳、维护电力系统稳定运行、保证电力企业安全生产具有重要意义。
在水电领域，国家电投率先实现对流域电站的远程集控，首创跨流域大坝群及库区地质灾害的全天候安全监测、全流域水情信息自动预警。在核电领域，国家电投开发建设的核电信息化、数字化系统，有力地支撑了核电产业管理和业务水平的提升。在火电领域，除常规智能模块外，国家电投还将人工智能应用在大比例掺烧、协调控制、早期预警、状态检修等方面，大大提高了能源利用效率，通过全链条数字电厂建设，有序推动火电绿色转型。
《意见》的出台，将推动国家电投进一步提升新能源和水能功率预测技术的完善升级，加快火电、水电数字化设计建造和智能化升级，积极发挥新型储能灵活调节等作用，在供给侧清洁低碳转型中实现更大作为。
加快需求侧能源综合服务能力提升
《意见》明确，以数字化智能化用能加快能源消费环节节能提效，以新模式新业态促进数字能源生态构建。国家电投在转型发展中，坚持推动从传统发电向用户侧延伸，把用户侧综合智慧能源作为重要发力点、创新点和增长极，积极向智慧城镇、集群楼宇、产业园区及用能终端用户拓展，打造了一批综合智慧能源示范项目。“天枢一号”作为国家电投具有完全自主知识产权的综合智慧能源管控与服务平台，集成了能源预测、调控、运维等9类功能于一体，采用“横向跨界融合、纵向业务贯通”的系统集成，实现能源网、政务网、社群网“三网融合”，打造“天枢云”生态，支撑智慧城市、美丽乡村建设。
数字化智能化技术是促进能源供需有效匹配的关键驱动。国家电投在国内首先提出“雪炭行动”，立足能源消费侧，创新提出发展建设综合智慧零碳电厂，与分布式能源、储能及建筑、交通等能源需求元素相结合，与智能系统相配合，集成调控源、网、荷、储元素，使能源的利用更加清洁、安全与稳定。通过发挥建立在用户侧的优势，综合智慧零碳电厂有效解决传统发电企业“重发、轻供、不管用”的问题。截至目前，国家电投已经有多个综合智慧零碳电厂建成投运，在建项目近40个，有效推动需求侧能源管理水平提升，为保障能源安全注入新动能。
随着数字化智能化新技术、新模式、新业态加速涌现，供给侧与需求侧之间的“能源”与“数据”两大要素正在深度融合。国家电投将把握《意见》出台带来的机遇，发挥专业化优势，进一步提升需求侧能源综合管理水平，以数字化智能化用能推动消费领域节能提效。
强化数据管理推动数据价值发掘
《意见》明确，推动能源数据分类分级管理与共享应用，推动加强数据安全治理，有序推动数据在产业链上下游的共享。数据是能源数字化智能化转型的核心驱动要素，国家电投牵头建设运营的能源工业互联网平台，是工业互联网重大专项工程之一。该平台通过国家引导、行业共享，整合电力行业源、网、荷、储，以及设备制造与工程建设等各个环节信息，以及各类能源产业链信息，汇聚能源生产、经济、消费、安全等数据，构建可感、可知、可视、可控的数字化平台，培育开放共享的能源工业互联网产业生态，打造“国家智慧能源大脑”。
数据的关联方交叉复杂，不同主体间数据壁垒问题是数据挖掘的关键。国家电投通过建立健全数字化转型体制机制，完善顶层设计，全面推进6类主数据治理，制定主数据管理标准18个，实现主数据统一标准、统一系统、统一源头、统一运维审核。通过持续建设产业数据中台，初步建成全球最大的新能源集团化数字化平台，支撑国家电投开展生产经营管理。
《意见》为打破数据壁垒，推动数据共享，实现数据价值赋能新型能源体系构建提出了实施举措。国家电投将以此为契机，继续发挥产业优势，有序实现数据互通，规范数据使用，为数据便捷应用创造良好条件，严格加强数据安全管理，做数据价值赋能新型能源体系的实践者、引领者。
加快技术突破拓展多元场景试点示范
《意见》明确，推动共性技术突破，推进多元化应用场景试点示范，加强试点示范项目评估管理。能源数字化智能化是个系统工程，需要持续加强自主关键技术的开发，并在试点示范中不断完善。国家电投倾力打造核电软件自主创新之路，牵头承担了国家科技重大专项“核电关键设计软件自主化技术研究”课题，成功研发了我国首套具有自主知识产权的核电关键设计软件“COSINE”，为我国三代核电自主化发展作出了重要贡献，在安全分析、工程设计、模拟仿真、培训教学等领域提供了核电软件支撑，助力我国向核电强国目标迈进。
国家电投发挥创新主体作用，强化与数字化智能化领域头部企业的战略合作，高质量完成天枢体系设计，不断提升天枢云、天枢一号功能建设，以开放构架打破边界，落地场景丰富，可以实现交通、医疗、学校、园区多种应用场景全覆盖，为综合智慧能源多区域、多场景的管理提供统一的解决方案。
国家电投将根据《意见》要求，加大先行先试力度，在推进数字化智能化转型试点和场景示范方面不断探索，开拓智能电厂、新能源及储能并网、智能微网、氢电耦合、电碳数据联动监测、综合能源服务等数字化智能化应用新场景，强化示范试点项目经验总结，推动其在能源转型中发挥实效，为技术创新、模式创新成果全面推广提供支撑。
加快发电行业数字化智能化技术创新应用
推进能源产业链供应链一体化高质量发展
解读六
国家能源投资集团有限责任公司
能源产业数字化智能化转型升级，是新时代推动我国能源产业基础高级化、产业链现代化的重要引擎，是落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略和建设新型能源体系的有效措施。3月28日，国家能源局印发《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》（以下简称《若干意见》），对于指导“十四五”时期国家能源投资集团有限责任公司发电行业数字化智能化高质量发展具有重要意义。现针对《若干意见》具体内容，结合国家能源集团数字化智能化转型实践及下一步重点工作进行解读。
政策背景意义
党的二十大报告指出“加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合”。近年来，新一代信息技术加速创新，推动工业经济向数字经济加速转型过渡。与此同时，社会已逐渐形成了以碳中和为代表的绿色与可持续发展共识。
鉴于我国的能源禀赋和电源结构，发电领域的低碳转型已成为影响中国实现“双碳”目标的关键因素。国家能源集团围绕“智慧国家能源，连接全球能源智慧”的转型目标，在产业链协同、生态化协作、平台化发展、数字化运营、智能化生产、标准化建设6个方向进行了探索与实践。《若干意见》的出台，将在指导发电领域的数字化智能化转型，推动能源企业向能源流、信息流、碳流、价值流“四流合一”的能源互联网转型跨越发展的过程中发挥提纲挈领的重要作用。
以下结合国家能源集团转型实践及下一步重点工作对《若干意见》的主要政策点进行案例解读。
政策点1：以数字化智能化技术加速发电清洁低碳转型
《若干意见》提出，加快火电、水电等传统电源数字化设计建造和智能化升级，推进智能分散控制系统发展和应用。
分散控制系统的智能化研发与应用是发电行业转型发展的重要抓手之一。国家能源集团基于国产芯片研发的自主可控智能分散控制系统iDCS，在DCS系统基础上，融合了AI、工业大数据分析、工业互联网、先进控制等技术，实现了设备及工艺系统故障自动诊断及预警、复杂工况下自动适应和趋优等功能，可逐步代替操作人员自主进行机组的监控和运行，使发电生产过程更加安全高效灵活环保。iDCS已成功应用于布连、上海庙、蚌埠、府谷、清远和惠州等电厂，下一步将在国家能源集团发电机组推广应用。同时，iDCS已经成功应用在国家重点核能发电厂——漳州核电厂“华龙一号”批量建设项目。
政策点2：以新模式新业态促进数字能源生态构建
《若干意见》提出，推进能源行业大数据监测预警和综合服务平台体系建设，打造开放互联的行业科技信息资源服务共享体系，支撑行业发展动态监测和需求布局分析研判，服务数字治理。
放眼产业上下游，打通信息流、能源流、价值流，建设发电行业生态圈意义重大。国家能源集团建设的生产运营协同调度（基石）系统，开辟了“一条线”带动“一大片”的工作格局，开创了能源供应链数字化智慧化运营的先河，打造了“一体化集中管控、智慧化高效协同、可视化高度融合”独具特色的工业互联网平台，得到了国家能源集团内外的高度认可，为能源行业和国资央企的数字化、智能化发展积累了宝贵经验，树立了良好标杆。在2021年，先后获得国家能源集团科技进步特等奖、国务院国资委国有重点企业管理标杆项目、中央企业数字化发展研究院“首批企业数字化转型典型场景典型案例”，在2022年获得“工业互联网融合创新应用电力行业优秀案例”。自系统投用以来，截至2023年2月底，累计迎接到访200余次，国家领导人先后两次视察国家能源集团，听取能源保供和系统应用情况，充分认可该公司近年来所取得的成绩。国家能源集团品牌影响力得到了显著提升。
政策点3：推动能源装备智能感知与智能终端技术突破
《若干意见》提出，加快能源装备智能传感与量测技术研发，提升面向海量终端的多传感协同感知、数据实时采集和精准计量监测水平。
提高发电行业智能化水平，加强现场设备的状态感知、数据采集、传输及智能分析能力的需求迫切。国家能源集团内蒙古东胜热电作为国内首个全覆盖、全应用示范的5G+智慧火电厂，通过5G物联网对现场工业设备进行远端控制，有效提升了火电厂工业感知和分析能力。同时，利用5G大带宽网络实现了生产视频监控的灵活部署，大幅提升了检修作业及中高风险作业监管水平。江苏泰州电厂利用5G+UWB技术建成高精度人员定位管理系统，实现了智能巡检、少人值守、电子围栏、移动监控，为企业安全生产增添了可靠的“智能”防线。
2022年国家能源集团“泰州发电有限公司5G智慧电厂”和“东胜热电基于5G技术的工业无线网在智能化火电应用”成功入选“工业互联网平台+5G全连接工厂试点”名单。国家能源集团还开展了花园、北仑、宿迁、汉川等电厂的智能电厂+5G试点建设，促进以5G为代表的先进信息技术与电力工业深度融合发展。
政策点4：推动能源系统智能调控技术突破
《若干意见》提出，加快面向信息物理融合能源系统应用的低成本、高性能信息通信技术研究，实现新型通信技术、感知技术与能源装备终端的融合，提升现场感知、计算和数据传输交互能力。
深度融合大数据、AI、数字孪生等前沿技术，在发电控制侧和管理侧开展关键技术研发与应用势在必行。国家能源集团“智能发电解决方案”着眼于全新的智能发电体系结构，将传统电厂“DCS、SIS、MIS”三层系统进一步革新为安全可靠与应用功能相统一的“ICS”智能运行控制系统和“IMS”智慧管控系统，将AI算法融入检测、控制、运行监控、安全、管理和服务等功能中。两个系统彼此独立同时能够安全可靠地进行信息交换，并与大数据、云平台相融合，实现了高效、环保、灵活的“大闭环”运行。
“ICS+IMS”不仅为国家能源集团火电机组智能化建设提供了借鉴指南，对于智能算法的研究创新成果和关键技术，也为集团公司煤炭、新能源、交通运输、化工等业务板块的智慧应用提供技术基础和案例参考，具有重大经济和社会效益。
政策点5：完善发电行业数字化智能化标准体系
《若干意见》提出，立足典型场景应用需求，加强能源各行业现行相关标准与数字技术应用的统筹衔接，推动各行业加快编制一批数字化智能化关键技术标准和应用标准，推进与国际标准体系兼容，引导各行业分类制定数字化智能化评价体系。
总结转型经验，将规划、示范与推广应用等工作标准化、规范化，是高质量推动发电行业的数字化智能化升级发展的有效措施。国家能源集团从战略规划到顶层设计、从智慧企业建设到实施路径、从智能电站建设规范到工程实施都发布了集团级标准，牵头制定了行业标准。2020年以来，先后发布了国家能源集团《智能火电技术规范》《智能风电技术规范》《智能水电厂技术规范》《智能光伏发电技术规范》《数字化转型规划》《网络安全和信息化“十四五”总体规划》《火电智能电站建设规范》《水电智能电站建设规范》《新能源智能电站建设规范》；2022年1月，由大渡河公司牵头主编的行业标准《智慧水电厂技术导则》（DL/T 1547-2021）正式发布；2022年2月，国电电力发布了《国电电力数字化转型行动方案》。
