18世紀60年代以來，世界經(jīng)歷了分別以蒸汽機、電力和計算機為引領(lǐng)的3次產(chǎn)業(yè)革命，每一次產(chǎn)業(yè)革命都使得世界的產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平提高一大步。第4次產(chǎn)業(yè)革命將是以適應(yīng)文明演進的新趨勢和新要求為目標由智慧能源引領(lǐng)的能源革命。能源革命可以從根本上解決文明前行的動力困擾，實現(xiàn)能源的安全、穩(wěn)定、清潔和永續(xù)利用。美國、歐盟、日本等發(fā)達國家和地區(qū)較早提出了智慧能源網(wǎng)的概念，并開發(fā)了智能電網(wǎng)、智慧城市、智能交通、智能燃氣和智能社區(qū)等新一代概念和技術(shù)，以實現(xiàn)能源的高效低碳利用。進入21世紀后，中國也提出了智慧能源網(wǎng)概念，智能電網(wǎng)建設(shè)工作已經(jīng)全面展開，但相較發(fā)達國家，中國的新能源利用水平還較低，這限制了中國智能電網(wǎng)的發(fā)展。進入社會主義新時代以來，中國能源消費模式不斷創(chuàng)新，智慧能源、多能互補等新業(yè)態(tài)新模式不斷涌現(xiàn)。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，提供了對多源、異構(gòu)、高維、分布、非確定性的數(shù)據(jù)及流數(shù)據(jù)進行采集、存儲、處理及知識提取的手段，可以使信息創(chuàng)新與能源革命在更高層次上深度融合，實現(xiàn)能源生產(chǎn)模式與消費模式的革命。

 

智慧電站

 

智慧能源系統(tǒng)通過智能生產(chǎn)制造、先進超低排放和燃料混燒實現(xiàn)能源高效、清潔、低碳利用。“智慧電站”是以自動化、數(shù)字化、信息化為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等資源，充分發(fā)揮計算機超強的信息處理能力，集成統(tǒng)一的一體化數(shù)據(jù)平臺、一體化管控系統(tǒng)、智能傳感與執(zhí)行、智能控制和優(yōu)化算法、數(shù)據(jù)挖掘以及精細化管理決策等技術(shù)，形成一種具備自趨優(yōu)、自學習、自恢復(fù)、自適應(yīng)、自組織等特征的智能發(fā)電運行控制與管理模式，以實現(xiàn)安全、高效、環(huán)保的運行目標，并具有優(yōu)秀的外界環(huán)境適應(yīng)能力，是加快構(gòu)建高效、清潔、低碳、循環(huán)的綠色能源生產(chǎn)體系，實現(xiàn)能源與信息深度融合的智慧能源發(fā)展策略的重要一環(huán)。

 

目前，中國各發(fā)電集團均在積極建設(shè)智慧電廠，樹立樣板工程。其中大唐姜堰智慧電廠是全國首家智慧電廠，其智慧電廠模式共包含五大功能：基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、基于大數(shù)據(jù)分析的運行優(yōu)化系統(tǒng)、基于專家系統(tǒng)的三維可視化故障診斷系統(tǒng)、三維數(shù)字化檔案系統(tǒng)和三維可視化智能培訓(xùn)系統(tǒng)。現(xiàn)階段中國在“智慧電站”的發(fā)展道路上已具備一定的基礎(chǔ)。第一，現(xiàn)有電廠在數(shù)字化、信息化、自動化等方面達到了較高的水平。第二，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機處理能力得到了極大的提升。第三，中國的發(fā)電裝備制造水平得到快速發(fā)展。目前，國內(nèi)各類發(fā)電企業(yè)均配備了自動控制系統(tǒng)、監(jiān)控信息系統(tǒng)以及管理信息系統(tǒng)等，但其與智能化生產(chǎn)仍存在較大距離。“智能發(fā)電”是一種多學科交叉的高新技術(shù)領(lǐng)域，其并非簡單的數(shù)字化和信息化，而是在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)更高級別的應(yīng)用及人工智能化。

 

多能互補

 

在傳統(tǒng)能源基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)中，不同類型的能源之間具有明顯的供需界限，傳統(tǒng)產(chǎn)能過剩、系統(tǒng)協(xié)調(diào)性不足、整體效率較低，能源的調(diào)控和利用效率低下，而且無法大規(guī)模接納風能、太陽能等分布式發(fā)電以及電動汽車等柔性負荷。多能互補分布式能源系統(tǒng)能夠?qū)⒎质侥茉聪到y(tǒng)與太陽能光伏、天然氣機組發(fā)電，余熱鍋爐回收等多品種的能源進行聯(lián)合，減少傳統(tǒng)分布式能源系統(tǒng)的能源消耗，解決風能、太陽能等可再生不連續(xù)的問題，平抑可再生能源出力的波動性。多能互補集成優(yōu)化是能源變革的發(fā)展趨勢，倡導(dǎo)的融合、統(tǒng)一、高效、清潔理念是當今能源革命的方向。多能互補集成系統(tǒng)主要有兩種模式：一是面向終端用戶電、熱、冷、氣等多種用能需求，因地制宜、統(tǒng)籌開發(fā)、互補利用傳統(tǒng)能源和新能源，實現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級利用；二是利用大型綜合能源基地風能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢，推進風、光、水、火、儲多能互補系統(tǒng)建設(shè)運行。

 

推進互補集成應(yīng)用一方面要整合多種新能源發(fā)電技術(shù)，并且針對中國能源資源分布不均的情況進行差別化的重點發(fā)展。另一方面要創(chuàng)新用能的供需方式，提高經(jīng)濟性實現(xiàn)可再生能源的供能更加貼近用戶、就地取能、就近消納。建設(shè)多能互補集成優(yōu)化示范工程是構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)的重要任務(wù)之一，有利于提高能源供需協(xié)調(diào)能力，推動能源清潔生產(chǎn)和就近消納，減少棄風、棄光、棄水限電，促進可再生能源消納，是提高能源系統(tǒng)綜合效率的重要抓手，對于建設(shè)清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的戰(zhàn)略意義。