2025年数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统研究报告

目录 一、大势所趋——国家数字化战略下的新型能源体系与新型电力系统 1.1新型能源体系形态高度复杂41.2数字化战略深刻影响能源体系建设41.3加快构建“数智化”新型电力系统6 二、正当其时——数智技术赋能新型电力系统 8 2.1电碳层：多级联动，电碳一体102.1.1未来场景102.1.2需求与挑战122.2数智层：自主演进，数算未来152.2.1关键数智技术152.2.2数智保障16 三、秉轴持钧——智能物联夯实电力系统数智化底层基础 3.1远景“五新战略”构建新型能源体系263.2远景智能物联平台，赋能新型电力系统273.3基于智能物联的新型电力系统关键应用30 3.3.1智慧新能源30 3.3.2智慧储能3.3.3智慧电网3.3.4智慧园区3.3.5碳管理 结语与展望作者远景智能德勤办事处地址 38 39 40 引言 在数字化变革与能源变革的交汇点上，我们正见证当下世界的深刻变迁。在国家“加快规划建设新型能源体系”的目标下，新一代数字化智能化技术以其全面感知、高效协同和精准预测能力，正在助力清洁能源实现“安全、清洁、经济”的平衡，并逐步成为能源体系中的主导力量。纷繁复杂的能源体系也为数字化智能化技术提供了广阔的应用场景，促进其在不断的探索与验证中完成技术创新与迭代。特别是新型电力系统，作为联接清洁能源生产与消费端的桥梁和优化资源配置的关键枢纽，毫无疑问地成为这一变革中的焦点。数字化智能化技术与电力系统的融合，不仅带来了清洁能源开发与消纳的更优方案，驱动电力系统低碳转型，还将孕育出如虚拟电厂和共享储能等创新业态，深刻影响工业进程和我们的生活方式。 在此背景下，德勤中国和远景智能携手撰写了本报告。凭借我们在电力领域多年的研究与实践，本报告深入探讨了未来新型电力系统“源、网、荷、储、碳、数”六大核心要素，并详细解析相关的业务需求、关键数字技术与场景案例。此外我们还针对新能源运营、储能、电网、园区和碳管理这五类重点场景，深入阐述智能物联系统在其中的支撑作用。 本报告结尾我们再次强调未来新型电力系统中3T（OT、IT、ET）的核心驱动力，以及标准、安全、人才和生态对于未来电力系统数智化转型的重要作用。 一、大势所趋——国家数字化战略下的 新型能源体系与新型电力系统 1.1新型能源体系形态高度复杂 1.2数字化战略深刻影响能源体系建设 建设新型能源体系是应对气候变化的必经之路，也是保障能源安全的必然选择。在全球迈向绿色低碳发展的趋势中，构建以高比例新能源接入为核心的新型能源体系至关重要。要实现碳达峰、碳中和目标，传统能源生产和消费模式的转型势在必行。与此同时，随着人工智能、物联网等新兴技术的快速应用，以及数据中心、智算中心等新型算力基础设施的兴起，能源体系面临前所未有的高效化、多样化与低碳化需求，能源的供给与管理方式亟待创新。在此背景下，党的二十大报告提出“加快规划建设新型能源体系”的战略部署，通过提高可再生能源消纳比例，推进能源系统形态、产业体系、供应链与治理体系的全面革新，统筹推进能源安全保障与绿色转型。 高度复杂的新型能源体系需要更强大的数字化智能化手段保障其有效运营。长久以来，数字化工具主要作为能源管理的辅助工具，但随着能源系统的规模扩大和复杂性提升，以人工智能为代表的数字化智能化技术成为能源体系运转的核心引擎。例如，人工智能技术用于能源预测、能耗优化、智能电网管理或储能系统管理，以其快速响应、精准预测、情景优化的能力，显著降低运营成本，并增强系统安全性和稳定性，助力打破能源清洁、经济、安全的“不可能三角”。据全球移动通信系统协会（GSMA）估算，到2050年，仅通过构建智慧化能源体系就可减少全球23%的碳排放——这一数字甚至比当前全球汽车碳排放的90%还要高1。 新型能源体系将呈现多能耦合、多网协同、多元互动的高度复杂形态。在新型能源体系下，能源供给由煤炭为主的能源系统转向煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系，电、氢、热、气等多种能源网络的高效灵活转换、互济互通将实现多种能源的灵活配置，极大优化能源综合利用效率。另一方面，伴随能源系统的演进而涌现的新兴技术和新兴市场机制将重新定义用能模式，能源网络与交通网络、算力网络等跨行业的融合，将催生车网互动、虚拟电厂、零碳算力中心等新兴场景，引入跨领域主体深度参与能源互动，共同组成朝气蓬勃的能源生态。 全球范围内电力系统数字化转型加速，物联网、人工智能、数字孪生等技术的深度应用成为关键。多国已制定相应战略，推动智能化电力基础设施的建设。欧盟于2022年10月发布的《能源系统数字化行动计划》提出，2020年至2030年预估将向电网领域投资5840亿欧元，重点支持配电网的数字化改造。美国能源部则于2022年4月启动“建设更好的电网”倡议（Building a Better Grid），其中包括用于智能电网建设的30亿美元投资计划。此外，英国、泰国、韩国、马来西亚等国家也针对电力系统的数字化转型进行了规划。在技术层面，智能终端、数字孪生、人工智能等新一代数字化技术被视为支撑未来能源系统高效稳定运行的关键手段。欧盟提出数字孪生技术为创建虚拟电网模型的重要工具。马来西亚的《国家能源政策2022-2040》将增加智能电表、智能电网设备等的部署作为起步阶段（2021-2025）支持电网升级的重点举措之一。在数据层面，完善数据治理框架成为多国一致努力的方向。根据《欧洲数据战略》，欧盟委员会将建立敏捷数据治理方法以适应数据开放共享的需求，同时构建包括能源数据在内的9个欧洲数据空间，以促进各领域的数据应用。韩国也提出构建能源运营大数据平台，以加速能源领域重点技术的研发。此外，在电力系统数字化场景中，电力消费者越来越受到重视。欧盟计划通过数字工具和服务帮助消费者优化用能管理，英国也提出部署智能化技术，支持消费者参与灵活性服务，降低用能成本。 化的深层次发展迈进，旨在通过新一代信息技术，如人工智能、云计算、区块链、物联网和大数据，实现能源系统的高效预测、预警、联合调度和远程控制。2024年7月，随着《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》的发布，新型电力系统的建设目标被进一步细化。该方案围绕“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”的总体原则，提出了建设智慧化调度体系、实施算力与电力协同项目、发展源网荷储协同的智能微电网等具体任务，旨在通过数字化手段提升电力系统的灵活性和智能化水平。展望未来，数字技术在能源领域的应用将不断深化，不仅优化能源管理流程，更将通过其强大的数据处理和分析能力，为能源系统注入智慧，推动跨行业融合，引领能源系统形态的革新。 中国的能源数字化之路，从“数字化”到“数智化”。随着数字化浪潮的兴起，中国能源行业正经历从数字化向数智化的战略演进。在国家数字化战略的引领下，能源领域已成为技术创新和应用的先锋。2022年1月发布的《“十四五”现代能源体系规划》中明确了数字化和智能化在能源产业升级中的核心地位，倡导利用人工智能、云计算、区块链、物联网和大数据等前沿技术实现能源系统的全环节智能协同。2023年相继发布的《数字中国建设整体布局规划》和《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》强调了能源等关键领域加速数字技术革新的重要性，指出数字化智能化技术在推动能源产业清洁低碳转型、支持新型电力系统建设、促进油气行业绿色低碳发展以及构建数字能源生态系统中的关键作用。这一规划的发布标志着中国能源战略正向智能化和自动 为了达成碳中和的宏伟目标，关键路径之一在于打造包含六个核心要素——源、网、荷、储、碳、数的全新电力系统。这个系统将利用数字化技术的力量，协调和整合电力生产、输送、使用和储存的各个环节。通过增强源网荷储之间的动态互动和实现多种能源形式的互补，新型电力系统将确保电力供应的稳定性、推动能源消费的绿色转型，并提升能源利用的经济性。在这一过程中，数字化技术发挥着至关重要的作用，它是构建一个全面互联互通、智能化的未来电力世界的基础。通过高效的管理与挖掘，碳流、数据流将与能量流高度耦合，共同驱动能源与资源的高效转化、合理配置与绿色消费。 1.3加快构建“数智化”新型电力系统 电能，作为高效且清洁的二次能源，正逐步成为工业、交通和建筑等重点领域的主要用能形式。新型电力系统以清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能为基本原则，通过新型电力基础设施的部署与新型输配电技术的应用，持续提升灵活性，并以数据驱动对海量设备资源的整合协同以及精准决策，在保障系统安全高效运转的基础上，打造电力资源优化配置的枢纽平台，并与油、气、热、氢等能源网络深度耦合，驱动能源体系的清洁低碳转型。 储：多样化的储能设施不仅将广泛存在于电源侧与负荷侧，还将以独立储能的角色为电力系统提供宝贵的调节资源，深度参与电力系统调节与市场化运行，发挥并网支撑、调峰调频、后备保障等多重作用，在数字化智能化技术的支持下成为萌生能源新业态与新模式的土壤。 源：在集中式与分布式并举的格局下，多样化清洁能源发电设施实现因地制宜部署，伴随能量转化技术和智能化技术的突破，持续提升效率，降低开发成本，进而实现在大时空尺度下优化配置，与当地资源条件及生产生活方式有机融合。 网：电网将呈现“主干网+局域网/微电网”的形态，并在柔性输电、构网型技术等新型输配电技术以及“云大物移智链边”等新一代信息技术的加持下，具有高覆盖、高韧性、高灵活性的特征，进而与油、气、氢等能源网络深度耦合，持续提升对清洁能源的消纳、配置与调控能力。 碳：在人工智能算法、区块链等技术的支持下，难以捕捉的碳排放属性将通过电碳耦合模型与易于计量的电能关联起来，从而实现以电力数据透视电力系统绿色属性，实现对碳资产的全面盘查、认证与溯源，在赋能减排决策的同时支持清洁电力通过碳资产交易兑现绿色价值。 数：来自泛在电力智能终端的海量数据经过深入的整合与挖掘，提取出其中蕴含的设备出力特性、负荷峰谷曲线、区域用能结构等关键信息，再反哺设备，支持其优化运行策略与协同模式，驱动电力系统高效稳定运行。在此过程中，脱敏、加密技术等将护航用户隐私，在保障数据安全的前提下通过电力数据的开放共享将数据价值带到各行各业，释放巨大能量。 荷：电能向更多终端用能场景渗透，用能设备由传统的刚性、单一用能属性向柔性可控、产消并存转变，局部负荷电-气-热-冷多能协同，并在区域内通过智能化技术聚合、调控，实现互补平衡，进而在用能管理的基础上衍生全新的能源业态，成为能源与其他行业深度融合的联接点。 二、正当其时——数智技术赋能新型电力系统 在数字化浪潮的推动下，中国正引领全球电力系统的转型，建立了世界上规模最大的清洁电力开发与供应体系。构建“安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合”的新型电力系统目标，预示着电力生产与消费关系的革命性转变。 在未来电力系统的运行中，电力AI大模型、电力智能物联（AIoT）技术等数字化智能技术不仅能提升清洁能源的发电效率和收益水平，还将促进多元化储能设施的发展，为系统提供灵活调节资源，并提供更优的协同调度方案，以提升电力配送的效率与可靠性，为电力用户带来更灵活经济的用能方案。更关键的是，数字化智能化技术深度耦合碳流、数据流和电力流，透过电碳关联关系提供覆盖从碳盘查、碳减排跟踪，到实现碳抵消、核查认证报告在内的全链条碳管理方案，打造绿色新型电力系统运行的智能化新范式。 在这一转型过程中，数字化是核心驱动力。数字化在新型电力系统中不仅是信息技术的组成部分，更是连接并强化整个电力系统各要素的关键枢纽。从“源、网、荷、储、碳”五大物理要素到系统的整体优化，数智技术贯穿了每个环节，发挥着不可或缺的作用。面对新型电力系统中多元化能源结构与复杂运行环境的协调挑战，智能物联技术、人工智能、边缘计算等新一代数智化技术，通过全面感知、高效协同、自主学习和数据追溯的能力，成为应对这些挑战的核心工具。 2.1电碳层：多级联动，电碳一体 2.1.1未来场景 源、网、荷、储、碳五大物理