文章来源《元宇宙与碳中和》

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元宇宙与碳中和融合后最大的应用场景一定会出现在电力生产体系中。

2021年3月，中央财经委员会第九次会议召开，碳中和再度成为热点。

会议指出，要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。

这是实现碳达峰、碳中和目标的重要手段，具有重大的历史意义和现实意义。

中国发展新能源已经将近20年了，但是光伏、风电等新能源在发电装机的比重还不到20%。

主要原因是光伏、风力发电具有随机性和波动性特征，大规模高比例接入电网后，会带来电力平衡、电量消纳、电网安全稳定控制等诸多挑战。

此外，东部有些地区还存在风电、光伏发电发展与土地矛盾问题。

如前文提到的数字技术与产业结合带来减排效应，而电力系统在双碳背景下，提出发展新型电力系统，需要充分借助数字技术的力量大幅改善电力系统的生产、消纳等环节，人工智能、数字孪生、区块链等技术的逐渐成熟应用也为构建清洁安全高效的能源体系和源网荷储一体化的新型电力系统创造了条件，实现智能互动、灵活柔性、安全可控和广泛互联。

另外就是储能技术大踏步进步，使得电力系统中“源、网、荷、储”这四个角色中“储”的作用显著提升。

电网即发即用、不可储存的特征发生革命性变化。

一、人工智能提升电网的全域互联、高效感知能力

新一代人工智能的特点是以高性能计算、大数据以及机器学习和深度学习三大技术为支撑的综合性技术。

人工智能在新型电力系统中的应用主要体现在态势感知方面，基于深度学习的负荷预测大数据智能分析方面，评估和控制来自不同消费者、生产者和在电网帮助下连接的存储设施的数据；

基于深度学习的故障诊断，通过深度学习从运行数据中自适应的提取诊断判据，实现故障检测、辨识和定位。

同时，机器学习技术也能够被用于智慧用能领域，为综合能源系统合理定价和能源结构优化提供理论性的支持。

分布式的人工智能也能起到能量路由器的作用，在设备稳定运行时，可以根据主动配电网内负荷及各分布式设备的优先级，实现多能流的灵活调配，进行大数据分析和管理。

二、物联网提升数字输电能力

基于物联网平台，应用WAPI、北斗定位、智能纠偏和任务航线等新技术，升级机巡系统，打造云巢巡检新模式，实现航线智能规划、通信终端和输电智能网关，实现架空、电缆线路的全面监测与数据采集，实现输电全景信息融合、全域智能决策，提高输电网安全运行和防灾抗灾能力。

随着新型电力系统持续大规模的推广及应用，提升终端感知、网络连接、平台管控、数据交互和安全防护能力，未来电力互联网扮演着日益重要的角色。

三、数字孪生“模型驱动＋数据驱动”打造智慧能源系统

数字孪生的交互技术，在新型电力系统中提升人机交互能力。

该技术可以结合虚拟体的仿真结果，为设备的物理实体增加或扩展新的能力，实现对电力系统设计端和电力系统运维端的反馈与控制，最终完成对设备物理实体和虚拟仿真体的精确描述与行为预测，进而驱动整个新型电力系统高效智慧化运转。

四、区块链为新型电力系统提供全生命周期服务

为促进消纳具有波动和随机特点的新能源，需要借助区块链去中心化、分布式对等、透明可信、高可靠性的技术特点提高分布式能源的自治与协同运行，并在逐渐分布式化的新型电力系统中通过共识机制、智能合约解决系统参与者众多，数据信息多样化的问题。

区块链也能够实现能源生产信息、能耗数据、储能信息等数据的上链可信，采用私链＋联盟链的模式，打破数据壁垒，构建多链＋综合能源调度机制，通过链上信息结合大数据智能分析，对企业负荷的需求、能源供给和储备进行匹配，提升供给与响应速度，实现电力电量的动稳态平衡。

五、数智化赋予新型电力系统更多想象空间

过去人类的所有生产都是行为产生数据，数据经过计算形成决策，再来指挥生产，也就是生产在先，数据在后。

而在今天的场景下，是数字在先，生产在后，数字驱动生产的全新电力生产与消纳模式。我们设想数字赋能下的场景——网格化的电力生产系统。

比如10平方公里的一个网格中，有多少台风机、光伏板等装置，由于计算技术的进步，能够把实时的卫星云图和天气预报的数据传输给这些生产设备。

一阵风马上就要来了，在A1网格位置的风机马上启动，发出电来。

此时该风机会面临两个可能性，一个是当时可以联网，一个是不可以联网。

继而还有一个价格决策，此时联网电价高还是低，如果比较高就联网，电价低就不联。不上网的电，数据指挥储能装置立即启动把电储存起来。

储能装置也是一直在线进行着运算，监测上网电价波动，电价高就开始向网上送电，上网电价低，甚至它可以从网上购电储存。

在电源侧的储能设备一般会安装在发电设备物理位置比较居中，同时离电网接入点比较近的地方来建设。

另外电网一侧也会建立自身的储能中心。

当然它的储能装置可能就是反向的价格原理了，也就是电网价格低的时候它来储能，电网价格高的时候，往网上送电。

在负荷端，体量较大的用户也可以自建储能系统，在电价低的时候，就从电网购电储存，电价高的时候就往外送电，甚至家庭的电动车、农机，这个时候都可以作为储能装置。

大家设想一下，如果这样一个智能驱动系统完全运行起来，人类实时互动在线交互、数字高仿真模拟驱动的生产方式，就在电力系统中第一次由梦想变成了现实，这不正是一个完完全全的产业元宇宙吗？