【華為】2024版數(shù)字能源行業(yè)2030：構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界241mb

2024

版數(shù)字能源2030構(gòu)建萬物互聯(lián)的智能世界數(shù)字能源

2030賴是實現(xiàn)減碳目標的最優(yōu)途徑之一?！敖饨墶被茉匆蕾囈环矫嬉罅μ岣吣茉葱剩瑴p少化石能源消費總量；另一方面是大力發(fā)展可再生能源。各國紛紛提出針對性的能源改革發(fā)展目標和溫室氣體控制目標。2023

年底在阿聯(lián)酋舉辦的

COP28

會議上，多個國家地區(qū)形成共識，將在

2030

年前加快減少溫室氣體排放的行動，包括加快由化石燃料向風能和太陽能等可再生能源的轉(zhuǎn)型，爭取到

2030

年在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)可再生能源發(fā)電能力增加兩倍、能源效率提高一倍的目標，啟動“結(jié)束化石燃料”的時代。03截至

2024

年上半年，已有超過

150

個國家提出了減碳相關承諾。如中國國家發(fā)展與改革委員會和國家能源局發(fā)布《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016-2030）》，明確到

2030

年，中國新增能源需求將主要依靠清潔能源滿足。2030年，能源消費總量控制在

60

億噸標煤以內(nèi)，非化石能源占一次能源消費比重達到

20%

左右；二氧化碳排放

2030

年左右達到峰值并爭取盡早達峰。歐盟《2030

氣候與能源政策框架》提出了“

到

2030

年將其溫室氣體凈排放量相較于1990

年水準至少減少

55%，可再生能源消費目標提高到

38-40%”的目標。美國政府承諾到2030

年，溫室氣體排放量將較

2005

年水平減少

50%-52%，而實現(xiàn)這一目標，其中最重要的措施之一是要求

2030

年美國電網(wǎng)

80%

的電力來自無排放的能源。數(shù)字能源

2030地球人口的膨脹和國家工業(yè)化發(fā)展，促進人類對能源的需求達到了前所未有的水平。據(jù)估計，自從

19

世紀

50

年代出現(xiàn)商業(yè)石油鉆探以來，全球已經(jīng)開采超過

1350

億噸的原油，這個數(shù)字每天都在增加。目前每年世界一次能源消費約140

億噸油當量，化石能源的消費總量仍達到85%

以上，距離化石能源枯竭的日子不再遙遠。根據(jù)

BP

統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按目前的開發(fā)技術和開采強度，全球探明石油、天然氣、煤炭的儲采比分別約為

54

年、49

年和

139

年。所以發(fā)展可再生能源，走可持續(xù)發(fā)展之路才是立根之本。聯(lián)合國大會第七十屆會議上通過的《2030

年可持續(xù)發(fā)展議程》目標七中設定了發(fā)展的基本目標：2030

年確保人人獲得負擔得起、可靠和可持續(xù)的現(xiàn)代能源。大幅增加可再生能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的比例。全球能效改善率提高一倍。加強國際合作，促進獲取清潔能源的研究和技術，包括可再生能源、能效，以及先進和更清潔的化石燃料技術，并促進對能源基礎設施和清潔能源技術的投資，以便根據(jù)發(fā)展中國家，特別是最不發(fā)達國家、小島嶼發(fā)展中國家和內(nèi)陸發(fā)展中國家各自的支持方案，為所有人提供可持續(xù)的現(xiàn)代能源服務。世界各國正把發(fā)展可再生能源作為未來能源戰(zhàn)略的重要組成部分。為了促進可再生能源發(fā)展，許多國家制定了相應的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，

明確了可再生能源發(fā)展目標，

制定了支持可再生能源發(fā)展的法規(guī)和政策。

2023

年，印度政府發(fā)布最新的國家電力計劃，明確提出

2026—2027

年可再生能源累計裝機量達到336.6GW，2031—2032

年達到

596.3GW。越南政府預計

2030

年可再生能源發(fā)電量比重達到30.9%~39.2%，2050

年可再生能源發(fā)電量比重達到

67.5%~71.5%。馬來西亞政府宣布更新可再生能源發(fā)展目標，到

2050

年可再生能源在全國電力結(jié)構(gòu)中將占

70%

左右。阿聯(lián)酋計劃到2030

年將可再生能源產(chǎn)量提高兩倍，為此將在可再生能源領域投資約

550

億美元。意大利政世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展需要可持續(xù)性的能源供給，可再生能源將成為最重要的能源供給方式04數(shù)字能源

2030風光發(fā)電成本競爭力優(yōu)勢明顯，發(fā)展迅速，2030

年占可再生能源70%，成為最主要的可再生能源05府將

2030

年可再生能源裝機發(fā)展目標從此前的

80GW

提升至

131GW，葡萄牙政府將

2030年可再生能源裝機發(fā)展目標從此前的

27.4GW提升至

42.8GW。2023

年

9

月，歐洲議會投票通過了推動可再生能源部署的提案，2030

年可再生能源在歐盟最終能源消費中的份額目標從

32%

提升為

42.5%，

各成員國應努力實現(xiàn)45%。我們預測，到

2030

年，全球可再生能源發(fā)電占比將達到

65%。全球電力生產(chǎn)以化石燃料為主，是因為它們相對其他能源在成本上具有優(yōu)勢，因此轉(zhuǎn)型到以可再生能源為主的深度脫碳能源系統(tǒng)的關鍵是提高可在生能源相對于化石燃料的成本競爭力。近幾十年，可再生能源已成為全球具有戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)。許多國家都將風電、光伏發(fā)電作為新一代能源技術的戰(zhàn)略，投入大量資金支持技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。得益于技術創(chuàng)新的驅(qū)動，風電、光伏發(fā)電成本過高的情況已經(jīng)完全改變。牛津大學學者

MaxRoser

的跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，2009

年，光伏大型地面電站度電成本為

0.36

美元。到

2019

年，光伏成本下降了

89%，度電成本下降到

0.04

美元。而化石燃料尤其是煤電的上網(wǎng)電價成本幾乎保持不變。背后的原因是，煤電發(fā)電效率最高達到

47%，大幅度提高效率的空間不大，而且，化石燃料的電價不僅取決于技術，很大程度上取決于燃料本身的成本。發(fā)電廠燃燒的煤炭成本約占總成本的

40%。即使建造發(fā)電廠的成本會下降，燃料成本也決定了總成本有一個下限。而光伏組件每增加一倍的累計裝機容量，價格就會下降

20.2%。隨著新的光伏組件技術和工藝的成熟，未來光伏度電成本將持續(xù)下降。風電和光伏生產(chǎn)靈活性更高。長期以來，能源的開發(fā)利用主要是基于資源稟賦，風電和光伏作為新興綠色能源技術，突破了載體的資源稟賦限制，可以在任何符合條件的地方開展生產(chǎn)，比如分布式光伏投資門檻低，投資吸引力迅速提升，各行業(yè)爭相參與投資建設。風電和光伏發(fā)電經(jīng)濟性和靈活性提升促使園區(qū)、大工業(yè)、工商業(yè)等用戶利用分布式發(fā)電的意愿增加，而這也正在改變?nèi)蚰茉撮_發(fā)利用模式。作為風電的重要組成部分，海上風電不占用土地資源，且接近沿海用電負荷中心，就地消納避免了遠距離輸電造成的資源浪費，風電場從陸地向海上發(fā)展已經(jīng)成為一種新趨勢。據(jù)

IRENA

統(tǒng)計，截至

2023

年底，全球風電和光伏累計裝機容量超過

1000GW

和

1400GW。我們預計，到2030

年光伏累計裝機容量將接近

6000GW。數(shù)字能源

203002電力電子在電能的發(fā)輸配用各個環(huán)節(jié)發(fā)揮關鍵價值。風電、光伏等可再生能源的用途主要是發(fā)電，構(gòu)建以電能為中心，以電網(wǎng)為紐帶，建設以電力電子設備為基礎的能源系統(tǒng)是能源產(chǎn)業(yè)變革的方向。電力電子設備的優(yōu)點在于其接口不受限、響應速度快、變換效率高，在電力的生產(chǎn)、傳輸、消費環(huán)節(jié)應用廣泛。在電力生產(chǎn)方面，風電、光伏新能源這些不同于常規(guī)同步發(fā)電機的電源，難以直接并網(wǎng)輸送，只能采用電力電子變換技術換成頻率可調(diào)節(jié)的交流電，且需要滿足上網(wǎng)的質(zhì)量要求，如光伏逆變器、風能變流器等通過電力電子開關調(diào)整電壓波形，支持風電、光伏發(fā)電并網(wǎng)和提高系統(tǒng)發(fā)電效率。在電力傳輸分配方面，長距離輸電形式使用智能化的大功率電力電子裝備，可以顯著提升線路輸送水平、改善潮流分布、增強電網(wǎng)供電可靠性，提升電網(wǎng)安全防御能力，從而提高大型電網(wǎng)互聯(lián)傳輸?shù)陌踩煽啃裕嵘齻鬏斝?。配電場景中，隨著大量分布式電源、微電網(wǎng)和柔性負荷接入配電網(wǎng)，“即插即用”的接入要求越來越高，線路無功功率增大，電網(wǎng)高電壓、諧波干擾等電能質(zhì)量問題日益突出，傳統(tǒng)配電網(wǎng)電能質(zhì)量和供電可靠性提升空間有限，難以滿足用戶高電能質(zhì)量用電需求。多功能電力電子變壓器、直流斷路器、直流開關等電力電子裝備可以保障不同負荷類型的電能質(zhì)量和多種電能形式的定制需求。在電力消費方面，最主要的變化是分布式電技術驅(qū)動清潔能源快速發(fā)展，使能行業(yè)走向綠色能源時代建設以電力電子設備為基礎的新型能源系統(tǒng)是能源產(chǎn)業(yè)變革的方向06數(shù)字能源

2030源和儲能裝置的接入，大量新型負荷需要直流電源以及需要主動支撐源荷互動，如數(shù)據(jù)中心、通信基站、電動汽車充電站、計算機設備、LED

照明等，高效率，高功率密度，高可靠性，低成本的轉(zhuǎn)換電源和開關設備等正滿足用戶日益多樣的個性化需求和高標準的電能質(zhì)量治理需求。07新型功率半導體應用需求大幅提升。未來的能源系統(tǒng)以可再生能源最大限度地開發(fā)利用、能源效率最高為目標，對能源輸送和控制的安全、高效、智能等方面提出更高的要求，包括適應新能源電力的輸送和分配的網(wǎng)絡，與分布式電源、儲能等融合互動的高效終端系統(tǒng)，與信息系統(tǒng)結(jié)合的綜合服務體系等。這些都需要通過電力電子化設備進行運行、補償、控制。目前這些設備中所使用的基本都還是硅基器件，而硅基器件的參數(shù)性能已接近其材料的物理極限，無法擔負起未來大規(guī)模清潔能源生產(chǎn)傳輸和消納吸收的重任，節(jié)能效果也接近極限。以碳化硅為代表的第三代半導體功率芯片和器件，以其高壓、高頻、高溫、高速的優(yōu)良特性，能夠大幅提升各類電力電子設備的能量密度，降低成本造價，增強可靠性和適用性，提高電能轉(zhuǎn)換效率，降低損耗。光伏、風電等新能源發(fā)電、直流特高壓輸電、新能源汽車、軌道交通、工業(yè)電源、民用家電等領域具有極大的電能高效轉(zhuǎn)換需求，而新型功率半導體則適應了這一需求趨勢，滲透率將全面提升。受新能源汽車、工業(yè)電源等應用的推動，碳化硅價格下降，性能和可靠性進一步提高。碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈爆發(fā)的拐點臨近，市場潛力將被充分挖掘。2023

年，碳化硅器件市場規(guī)模達

20

億美元，麥肯錫公司估計

2030

年其市場規(guī)模將達到

100

億到

140億美金，呈現(xiàn)高速增長之勢。我們預計在

2030年光伏逆變器的碳化硅滲透率將增長到

70%

以上，在充電基礎設施、電動汽車領域滲透率超過

80%，在通信電源、服務器電源上將全面推廣應用。數(shù)字能源

2030風電、光伏等新能源裝機快速增長和應用靈活性推進能源系統(tǒng)向“分布式”時代轉(zhuǎn)型，未來的能源系統(tǒng)是去中心化、以大量分布式能源應用為主多中心“星系”型生態(tài)系統(tǒng)，這些能源系統(tǒng)分布在成千上億的大型電站、園區(qū)、建筑、家庭、電動汽車等場景。必須要改變傳統(tǒng)的大工業(yè)思維方式，通過數(shù)字技術將這些分布式的能源系統(tǒng)實現(xiàn)智能化的聯(lián)接和控制，達到萬物互聯(lián)、高度智能的形態(tài)，整個能源系統(tǒng)才能安全穩(wěn)定、智慧高效、經(jīng)濟便捷、清潔低碳、互聯(lián)共享、柔性自洽。隨著

5G、云、AI、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術的快速發(fā)展，全社會的數(shù)字化變革掀開新篇章，進入“萬物感知、萬物互聯(lián)、萬物智能”的數(shù)字時代，“無處不在的聯(lián)接，無所不及的智能”正成為現(xiàn)實。新一代數(shù)字化技術加速向能源領域滲透，推動能源格局重大變革。在組網(wǎng)方面，全球范圍內(nèi)低功率廣域網(wǎng)技術快速興起商用，面向物聯(lián)網(wǎng)廣覆蓋、低時延、海量接入的

5G技術正加速場景融合，為人、機、物的智能化按需組網(wǎng)互聯(lián)提供良好技術支撐。在信息處理方面，信息感知、知識表示、機器學習等技術迅速發(fā)展，極大提升物聯(lián)網(wǎng)的智能化數(shù)據(jù)處理能力。在物聯(lián)網(wǎng)虛擬平臺、數(shù)字孿生與操作系統(tǒng)方面，基于云計算及開源軟件的廣泛應用，有效降低能源系統(tǒng)的生態(tài)門檻，推動能源系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及數(shù)字化生態(tài)的廣泛應用。隨著分布式能源的廣泛應用，用戶不僅是用能單位，還將是生產(chǎn)能源的單位。高度智能化的能源系統(tǒng)可以根據(jù)市場能源價格，提前靈活開啟設備或儲存電能，源網(wǎng)荷儲一體化調(diào)度互補，跨時間、空間尺度的能源系統(tǒng)之間的能量流可以你來我往，互補共濟；電動汽車可以兼職儲能設備，向電網(wǎng)反送電、輔助削峰填谷；數(shù)據(jù)中心不光消費能源，靈活調(diào)節(jié)負載，其大量的余熱也可以用來供暖；智能終端全面滲透千家萬戶，承載消費末端的電力感知、計量、交易；分布式能源、儲能及電力現(xiàn)貨市場高度發(fā)展，泛在的產(chǎn)消者通過虛擬電廠聚合調(diào)控，成就能源系統(tǒng)的需求側(cè)響應和能源增值服務

......

我們預計，2030

年光伏電站應用

AI

技術比例將達到

90%。數(shù)字技術使能能源系統(tǒng)智能化，讓新能源系統(tǒng)更安全穩(wěn)定、智慧高效08數(shù)字能源

20300309未來十年，傳統(tǒng)化石能源發(fā)電的主力地位將逐步動搖，風電、光伏、水電等可再生能源將成為新增能源主力。消費側(cè)電氣化進程加速，電動汽車、氫能、儲能、熱泵、儲熱等技術快速發(fā)展，交通、供暖等用能終端電代油、代氣、代煤的步伐不斷加快。能源系統(tǒng)將接入越來越多的高級“插件”，信息流和能量流充分融合形成一個能源云“操作系統(tǒng)”，聯(lián)接能源生產(chǎn)和能源消費，促進源、網(wǎng)、荷、儲、人等各能源參與方互聯(lián)互通，真正實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)式的雙向交互。在眾多的能源場景變革中，以光伏為代表的新型電力系統(tǒng)能源基礎設施，以電動汽車為代表的新型電動出行能源基礎設施，以及以ICT

能源基礎設施為代表的新型數(shù)字產(chǎn)業(yè)能源基礎設施，蘊藏著巨大的技術創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新機遇。我們預測，在電力生產(chǎn)端，到

2030

年可在生能源占全球發(fā)電總量比例將超過

65%，光伏的度電成本將低至

0.01

美元，全球裝機總量將接近

6000GW。在能源消費側(cè)，電氣化率將達到

30%，電動汽車年充電量將超過

1.1

萬億度，超過

80%

的

ICT

能源基礎設施將采用綠能供電。三新能源基礎設施將成為智能時代的能源底座數(shù)字能源

2030“

光伏平價”

走向“

光儲平價”，光伏產(chǎn)業(yè)進入“光伏

+

儲能”平價時代通常用

LCOE

（

Levelized

Cost

of

Electricity，平準度電成本）來衡量光伏電站整個生命周期的單位發(fā)電量成本，并可用來與其他電源發(fā)電成本對比。在全投資模型下，LCOE

與初始投資、運維費用、發(fā)電小時數(shù)有關。我們預測

2030

年光伏發(fā)電LCOE

度電成本可能低至

0.01

美元。光伏電站一般由光伏組件和光伏系統(tǒng)平衡部件

(Balanceof

System，BOS)

構(gòu)成（平衡部件一般包含電纜、逆變器、接線等）。目前普遍投資模型中，光伏組件投資占比約占

45%，未來十年受光伏組件發(fā)電效率提升，技術工藝提升，制造環(huán)節(jié)成本下降等綜合因素的影響，光伏組件占系統(tǒng)成本比例將降低到

30%

以下。涉及

LCOE

的其他

BOS

部件及整體運維的成本占比提升，其相關技術創(chuàng)新也在不斷提升光伏發(fā)電的整體成本競爭力。隨著電池和系統(tǒng)技術加速演進，

儲能

LCOS（Levelized

Cost

of

Storage，平準儲能成本）也在不斷降低，推動儲能逐步成為電力系統(tǒng)主力調(diào)節(jié)資源?！肮夥絻r”走向“光儲平價”，光伏產(chǎn)業(yè)進入“光伏

+

儲能”平價時代，儲能產(chǎn)業(yè)進入了高速成長期，在新能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰、峰谷套利等商業(yè)場景中體現(xiàn)出巨大價值。長時儲能各種技術路線齊頭并進。在中國，抽水蓄能的裝機量占比從

2016

年的

97%

下降到2023

年的

67%，鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、飛輪儲能、氫儲能等不同形式的儲能占比不斷上升。我們預測到

2030

年，全球儲能年度新增裝機將從目前的

46GW

增長到超過140GW,

隨著化石能源發(fā)電機組逐步退出，各種長時儲能將成為新型電力系統(tǒng)的主力調(diào)節(jié)資源。智能光風儲發(fā)電機助力新能源成為主力電光風儲發(fā)電機技術助力增強電網(wǎng)韌性。光伏發(fā)電的波動性、間歇性常被比喻為“我行我素”的“自轉(zhuǎn)”，接入電網(wǎng)發(fā)電時需常規(guī)電源提供調(diào)峰和備用等輔助服務才可以滿足電網(wǎng)調(diào)度的要求。大量的風力和光伏發(fā)電接入帶來一系列新的系統(tǒng)問題與挑戰(zhàn)，如系統(tǒng)慣量、頻率調(diào)節(jié)能力降低，系統(tǒng)電壓調(diào)控能力減弱，故障與震蕩特性發(fā)生重大變化，會讓電網(wǎng)越來越“脆弱”。如何讓風力和光伏發(fā)電與電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皡f(xié)調(diào)統(tǒng)一”的“公轉(zhuǎn)”，是支撐新能源大量接入，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關鍵。電網(wǎng)中傳統(tǒng)同步發(fā)電機組一般由火電廠或水電廠承擔，采用機械式結(jié)構(gòu)，可以提供穩(wěn)定的電壓和頻率支撐，且易于進行調(diào)節(jié)和控制。隨著傳統(tǒng)同步發(fā)電機組的不斷減少退出，非同步機電源將會在電網(wǎng)中占非常高的比重，導致電力系統(tǒng)的運行特性發(fā)生本質(zhì)變化。這就需要新能源也要能模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機組的技術指標，主動支撐電網(wǎng)頻率、電壓波動，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。光風儲發(fā)電機技術將電力電子技術、儲能技術、數(shù)字化技術充分融合協(xié)同，模擬同步發(fā)電機組的機電暫態(tài)特性，具有同步發(fā)電機組的慣量、阻尼、一次調(diào)頻、無功調(diào)壓等并網(wǎng)運行外特性，推動風力和光伏發(fā)電技術指標向火電靠攏，光風儲發(fā)電機技術有效提升對新能源系統(tǒng)運行的主動支撐和并網(wǎng)友好性能，使新能源成為優(yōu)質(zhì)電源，為大量新能源接入提供了堅實的技術基礎。新型電力系統(tǒng)能源基礎設施將以清潔能源為主體，初步形成“源網(wǎng)荷儲”一體化1011數(shù)字能源

2030數(shù)字化和

AI

技術快速發(fā)展，在電力系統(tǒng)廣泛應用，支撐智慧能源系統(tǒng)實現(xiàn)低碳化、電氣化趨勢下，電力系統(tǒng)越來越復雜，包含萬億級測點、萬

TW

級能源交易量、億級設備量，對算力需求越來越高，要求秒級快速調(diào)度、多能綜合優(yōu)化，AI

成為能源變革的關鍵技術。在發(fā)電側(cè)，數(shù)字技術與光伏技術融合，運維管理、生產(chǎn)管理和資產(chǎn)管理變得極簡、智能、高效。光伏電站從一個啞電站變成一個有機的智能生命體。AI

將代替專家職能，使能光伏電站自主協(xié)同優(yōu)化。通過對天氣變化的預測，采用智能跟蹤算法，讓組件、支架、逆變器協(xié)同運行，找到最佳角度，釋放最大潛力。AI

可以精準定位故障，將單人運維工作量從“月”降低到“分鐘”，全面提升發(fā)電效率和重構(gòu)運維體驗，助力電站生產(chǎn)力和安全性提升。預計2030

年光伏電站應用

AI

技術比例達到

90%。在電網(wǎng)側(cè)，通過

AI

算法實現(xiàn)準確的發(fā)電功率預測和負荷預測，提升能源調(diào)度效率。對輸電線路巡檢使用

AI

模型，可以將作業(yè)效率提升

80倍，大幅減少停電時間。在用電側(cè)，利用

AI

技術進行綜合能效管理，可以將綠能應用效率提升

15%

以上。在虛擬電廠和電力交易市場上，AI

智能體可以通過群體智能、博弈智能，為交易主體提供最佳決策方案。能源云將能量流和信息流智能融合，源、網(wǎng)、荷、儲協(xié)調(diào)互濟能量流與信息流融合，構(gòu)建一朵能源云，將作為數(shù)字能源世界的“操作系統(tǒng)”，統(tǒng)領信息流、調(diào)控能量流，真正實現(xiàn)“比特管理瓦特”，持續(xù)推進能源革命。未來的能源系統(tǒng)將以電力系統(tǒng)為關鍵承載，而電力系統(tǒng)需要將發(fā)、輸、配、用、儲的各個環(huán)節(jié)全面構(gòu)建在數(shù)字技術與電力電子技術之上。一方面提升對新能源的“可觀、可測、可控、可調(diào)”水平，解決新能源接入系統(tǒng)的脆弱性，提高新能源消納水平；另一方面提升對微電網(wǎng)、綜合能源、分布式電源等海量末端系統(tǒng)的群控群調(diào)能力，讓發(fā)電單元和用戶進行實時數(shù)據(jù)雙向互動。通過網(wǎng)絡反饋回來的數(shù)據(jù)可以使發(fā)電單元掌握用戶的消費習慣，從而對發(fā)電量進行合理調(diào)節(jié)，達到提升資源利用率的目的，實時保障電能質(zhì)量和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。能源云實現(xiàn)能量流跨時間、空間尺度的協(xié)同。能源資源與能源需求往往呈逆向分布的格局，以中國為例，西北、西南地區(qū)風光水資源豐富但電力消費需求較低，中東部、華南地區(qū)電力消費需求高但是能源資源稟賦較差。高比例新能源集中接入下局部網(wǎng)架的高隨機性與波動性，導致電力輸送瓶頸；在消費側(cè)隨著電動汽車、分布式電源等海量用戶和電源的廣泛接入，對于配電網(wǎng)資源需求不斷提高，區(qū)域電網(wǎng)越來越脆弱。需要進一步加強網(wǎng)架的分區(qū)與互聯(lián)功能，簡化系統(tǒng)運行方式、提高相互支援能力；加強故障隔離功能，避免連鎖故障引發(fā)骨干電網(wǎng)崩潰。能源云一方面可以提高配電網(wǎng)資源互濟功能，配合主動配電網(wǎng)、柔性直流配電網(wǎng)等技術的應用，支持微電網(wǎng)、虛擬電廠、綜合能源系統(tǒng)等多種場景的應用；另一方面有助提升輸配電網(wǎng)的數(shù)字化與信息化水平，加強運行的靈活性與適應性，提升輸配電網(wǎng)控制能力。能源云讓能源生產(chǎn)消費關系具有更大彈性。在能源云的統(tǒng)一管理下，分布式的源、網(wǎng)、荷、儲融合的綜合能源高度自治，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)節(jié)點實時監(jiān)控和管理，平衡區(qū)域內(nèi)部能量消耗，實現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負荷基本平衡，確保能源生產(chǎn)和使用的智能化匹配及協(xié)同運行，達到提升資源利用率的目的，如優(yōu)化算法確保光伏、儲能、風電的發(fā)電運行時間段與電力市場、天氣預報、生產(chǎn)需求等進行協(xié)同，通過數(shù)據(jù)的整合，確保發(fā)電的組合最優(yōu)。多個綜合能源進行柔性互聯(lián)和數(shù)字化調(diào)控，能夠?qū)崿F(xiàn)能源供需更大范圍內(nèi)的平衡，在系統(tǒng)投資經(jīng)濟性、碳排放指標、綜合能效等不同目標下充分挖掘能源系統(tǒng)的靈活性，實現(xiàn)更廣泛能源形式之間的需求互補，多種能源靈活轉(zhuǎn)化和多能源綜合需求響應，為電力系統(tǒng)消納可再生能源提供了額外彈性。數(shù)字能源

2030以智能充電網(wǎng)絡為代表的新型電動出行能源基礎設施廣泛應用，帶來出行變革交通出行全面電氣化轉(zhuǎn)型，電動汽車發(fā)展加速新能源汽車發(fā)展超預期，車電動化已成不可逆趨勢。新能源汽車發(fā)展超預期，截至

2023

年底，中國新能源乘用車保有量

1800

多萬輛，預測到2034

年新能源乘用車保有量將達到

1.8

億量，10

年增長

10

倍。中國新能源商用車截至

2023年底保有量

244

萬輛，預計到

2034

年，保有量將達到

2200

多萬輛，10

年增長

9

倍，汽車電動化已成為不可逆的趨勢。2023

年全球電動汽車充電量達

3000

億度，預測到

2033

年全球充電量將增長

8

倍，達到

2.4萬億度，相當于全球社會用電量的

10%。充電網(wǎng)絡本質(zhì)上是汽車電動化的底座，是未來新型城市的基礎設施，但充電焦慮仍然是用戶選擇電動汽車的第一痛點，是影響汽車電動化發(fā)展的關鍵要素。建好一張充電網(wǎng)絡，可加速提高電動汽車的滲透率，從而繁榮本地產(chǎn)業(yè)和生態(tài)。充電網(wǎng)絡本質(zhì)是地盤和流量生意，投資要支持未來平滑演進，隨著電動汽車數(shù)量持續(xù)增長，未來一定能夠?qū)崿F(xiàn)長期收益。電動汽車加速普及，私家車主已超過運營車主成為主力，其占比達

87%。充電需求從運營車主的成本優(yōu)先，走向私家車主的體驗優(yōu)先。當前存量充電基礎設施仍然存在充不上、充不好、充不安心等問題。多數(shù)充電設施一次充電成功率仍小于

85%；風冷充電樁的高噪聲非常影響車主的充電體驗；仍有

50%

以上熱失控事故發(fā)生在充電期間或充電后數(shù)小時內(nèi)，加劇了用戶選擇電動汽車的顧慮。加速建設充電基礎設施是提升用戶體驗，發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的重要措施。12數(shù)字能源

2030全面超充化是未來必然的發(fā)展趨勢。首先從技術角度來看，第三代半導體如以碳化硅、氮化鎵為代表的功率半導體已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模量產(chǎn)，并支持商用。第三代半導體技術上的成熟，一是為電動汽車帶來效率上的大幅提升，二是其耐高壓能力，推動電動汽車架構(gòu)向高壓化演進。而高壓化可以實現(xiàn)小電流大功率充電，進一步推動超充的發(fā)展。作為電動汽車的另一類核心部件，動力電池也迎來了升級換代。在動力電池系統(tǒng)中對充電功率影響最大的便是電芯，4C大倍率的電芯從

2023

開始已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模量產(chǎn)，且價格在不斷降低，趨近于普通電芯，使車企更有動力加快超充車型的開發(fā)步伐。兩個因素作用下，超充化將是一個不可阻擋的趨勢。2021

年，支持超充的車型只有

8

款，到

23

年底的廣州車展上，各大車廠公布的超快充車型已達

113

款。從結(jié)構(gòu)性上來看，超充車型正由高端向中低端快速滲透，超充車型數(shù)量將快速提升。超充化對于商用車的價值更加巨大，在時間就是金錢的商用車使用場景里，超充節(jié)省的補能時間意味著更低的運營成本和更高的營業(yè)收入。全面高壓化，全面超充化，已成趨勢，預計

2030

年，超充車型保有量將超過

60%。充電場景在不斷地延伸，工況日益復雜多樣，如熱帶、海邊、礦區(qū)等，帶來高溫、高濕、高鹽、多塵的惡劣工作環(huán)境，對充電設施的運行和維護帶來極大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)充電設備采用風冷或半液冷散熱模式，防護能力不足，充電模塊中的電路板和功率器件與外界環(huán)境直接接觸，濕塵和高溫導致模塊年失效率高達

3~8%，甚至更高。充電設備使用壽命大幅降低，生命周期僅3~5

年。機柜風扇和模塊風扇屬于機械部件易損壞，還需要經(jīng)常清潔維護，一年至少需要

4次人工上站進行清潔維護作業(yè)，極大地增加了場站運維成本。因此，充電設備的散熱技術將由風冷或半液冷向全液冷轉(zhuǎn)變，全液冷架構(gòu)是指終端、模塊、主機等都采用液冷散熱。全液冷設備可達到

IP55

及以上的高防護等級，可徹底隔絕與外界腐蝕性物質(zhì)的接觸與交換，延長設備使用壽命。同時，在大電流充電時，充電槍插接端口產(chǎn)生的高熱會被液冷線纜帶走并迅速降溫，功率器件所產(chǎn)生的熱量也能被液冷水道及時交換，系統(tǒng)還能根據(jù)散熱需求智能調(diào)控流速，達到精準降溫。全液冷架構(gòu)帶來以下三大價值：高質(zhì)量，模塊年失效率低于千分之五；長壽命，10

年及以上生命周期；廣覆蓋，不挑部署場景，簡化運維，極大地節(jié)約了運維成本。當前存量充電網(wǎng)絡，仍然廣泛存在數(shù)字化孤島效應，網(wǎng)絡層、場站層、設備層、車輛層都存在數(shù)字化程度不充分，協(xié)同程度不夠的問題。面向未來，實現(xiàn)全面智能化，需要實現(xiàn)“云站樁車”四層深度協(xié)同，帶來三重價值。第一，更好地使能車樁協(xié)同。通過車機系統(tǒng)實現(xiàn)車輛與充電樁的實時通信，根據(jù)車輛的電量、位置、目的地等信息，為車主提供最優(yōu)的充電方案和導航路線。通過采用無線充電、自動插槍、自動駕駛等技術，簡化充電操作步驟，實現(xiàn)充電“超充、液冷、智能”充電網(wǎng)絡全面普及，推動車與充電設施高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展13數(shù)字能源

2030過程自動化。采用區(qū)塊鏈、人臉識別等技術，實現(xiàn)充電無感支付，提高充電支付安全性和便捷性。第二，更好地支撐電網(wǎng)協(xié)同，通過毫秒級需求響應，高精度智能調(diào)度，打造電網(wǎng)友好型充電網(wǎng)。能根據(jù)電力網(wǎng)的負荷、電價等信息，動態(tài)調(diào)整充電場站的運行策略，實現(xiàn)充電需求與電力供給的平衡和優(yōu)化。第三，充電網(wǎng)的全數(shù)字化運維，通過云端管理、故障遠程診斷、故障自恢復等技術，及時發(fā)現(xiàn)、定位和處理充電網(wǎng)的故障和異常，減少人工巡檢和維修，提高充電網(wǎng)在線率和服務質(zhì)量，助力運營商更低成本運營、更廣范圍覆蓋。電動汽車與各類能源系統(tǒng)深度融合互動，成為重要的可調(diào)節(jié)資源電動汽車全面參與能源系統(tǒng)互動，成為能量流控制的重要調(diào)節(jié)器。大規(guī)模電動汽車和可再生能源推廣為“車網(wǎng)協(xié)同”提供了機遇。在發(fā)電側(cè)對大量靈活電源以及在需求側(cè)對可調(diào)節(jié)負荷資源的需求都在不斷增加。與家用電器等負荷不同，電動汽車作為負荷具有高度的靈活和可調(diào)節(jié)性。在未來無線充電、智能充電、無人駕駛等技術成熟推廣后，電動汽車可靈活地選擇充放換電，自主參與電力現(xiàn)貨市場和輔助服務市場。這不僅可以降低電動汽車充電對電網(wǎng)的影響，也可為電力系統(tǒng)調(diào)控提供新的調(diào)度資源，更能避免大量電網(wǎng)和電源相關的投資浪費。2030

年，全球的電動汽車存量可能突破

1.5

億輛。在理想情況下能夠提供的儲能容量將相當于

2020

年儲能裝機規(guī)模的

40

倍，具備作為可調(diào)節(jié)負荷以及靈活電源的潛力。電動汽車以有序充電方式參與局部削峰填谷，利用峰谷電價差“套利”具有更可觀的經(jīng)濟性。未來電動汽車參與調(diào)頻輔助服務將具有更高的市場價值，電動汽車可充分發(fā)揮其靈活負荷的優(yōu)勢，以有序充電方式參與用戶側(cè)的削峰填谷、分布式光伏充電、需求響應、調(diào)峰輔助服務、現(xiàn)貨市場平衡等應用。充電基礎設施一邊連接的是車輛、交通、出行，一邊連接的是豐富多樣的能源使用場景，是能源與交通互聯(lián)的能源入口、交易入口、交互入口、行為入口和信息入口，成為能源云的重要使能部件之一。充電網(wǎng)絡的大規(guī)模新建以及數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的發(fā)展，帶來多層次的智能化提升：充電基礎設施的智能化可以實現(xiàn)充電網(wǎng)絡的可視、可管、可控、可優(yōu)，極大降低運維、運行成本和提升運營效率、收益。充電樁作為數(shù)據(jù)接口，利用規(guī)模化、集成化、數(shù)據(jù)化、網(wǎng)聯(lián)化優(yōu)勢，打造“車

-樁-

電網(wǎng)-

互聯(lián)網(wǎng)-

增值業(yè)務”的智能充電網(wǎng)絡，擴展多種商業(yè)模式，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的良性循環(huán)。對充電設施運營商而言，可以為商圈建設、房地產(chǎn)開發(fā)、4S

店布局、二手車交易、數(shù)字支付、

電商運營等行業(yè)提供數(shù)據(jù)咨詢服務，依法合規(guī)變現(xiàn)，擴大收入來源，提升市場運營能力。對于地方政府而言，可以為城市規(guī)劃、電力調(diào)度、民生服務、基礎建設提供數(shù)據(jù)支撐，讓充電基礎設施成為智慧城市的重要組成部分。我們預計到

2030

年，電動汽車年充電量將超過1.1

萬億度。14數(shù)字能源

2030二氧化碳。中國北京市政府更是要求數(shù)據(jù)中心自建分布式可再生能源設施，同時到

2030

年實現(xiàn)

100%

清潔能源利用。歐洲云基礎架構(gòu)和數(shù)據(jù)中心的關鍵參與者制定了一項自我監(jiān)管計劃《氣候中和數(shù)據(jù)中心公約》。除了數(shù)據(jù)中心本身的綠色低碳化迫在眉睫，作為承載千行百業(yè)的新型基礎設施，數(shù)據(jù)中心可以有效促進其所承載的高能耗行業(yè)進行快速的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和低碳化轉(zhuǎn)型。數(shù)字經(jīng)濟的耗能產(chǎn)出結(jié)構(gòu)具有

"

二重疊加

"

的特殊屬性，即每

"

耗費

"

在數(shù)據(jù)中心上的一度電，其不僅僅是為數(shù)據(jù)中心企業(yè)貢獻了一定運營產(chǎn)值，同時也為運行在其上的各種云計算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)服務等應用類產(chǎn)業(yè)貢獻了大量運營產(chǎn)值。據(jù)測算，每消耗

1

噸標準煤，能夠為數(shù)據(jù)中心直接貢獻產(chǎn)值

1.1

萬元，并可貢獻

88.8

萬元的數(shù)字產(chǎn)業(yè)化增加值，同時還可帶動各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，間接產(chǎn)生

360.5

萬元的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化市場（已剔除這些廠商業(yè)務中與數(shù)據(jù)中心不直接相關的部2024

年，來自蜂窩網(wǎng)絡與固定寬帶的消費者數(shù)據(jù)流量將以

29％的年復合增長率增長，數(shù)據(jù)流量總量從

2018

年的

130

萬

PB

增長到

2024

年的

580

萬

PB，這樣的增長速度對現(xiàn)有的包括數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)接入網(wǎng)絡等

ICT

基礎設施產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)。為了應對全新需求，運營商、云廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)等紛紛對其數(shù)據(jù)中心進行升級、擴容與擴建。而數(shù)據(jù)中心在處理業(yè)務負載的過程中消耗大量電能，產(chǎn)生大量的間接碳排放。構(gòu)建高效低碳的通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心已不僅僅是企業(yè)自身經(jīng)營的需要，更是重大的社會責任。全球的領先運營商，在提供高質(zhì)量信息與通信技術服務的同時，已經(jīng)紛紛開啟減碳宣言和行動：Vodafone、Orange

提出在

2040

年實現(xiàn)“

凈零”

排放，而

Telefonica

則將目標提前到

2030。此外，谷歌提出在

2030

年之前，實現(xiàn)在全球所有數(shù)據(jù)中心和園區(qū)全天候使用無碳能源。微軟承諾到2030

年成為負碳公司，并在

2050

年消除微軟自

1975

年成立以來直接或通過用電排放的所有新型數(shù)字產(chǎn)業(yè)能源基礎設施實現(xiàn)綠色、極簡、智能、安全，助力數(shù)字世界堅定運行15數(shù)字能源

2030分）。據(jù)全球電子可持續(xù)性倡議組織（GeSI）預測，到

2030

年，全球

ICT

行業(yè)碳排放占全球碳排放的

1.97%；而

ICT

技術通過使能其他行業(yè)，將幫助減少全球總碳排放的

20%，是自身排放量的

10

倍，這一現(xiàn)象被稱為

"

碳手印

"。由此可見，數(shù)據(jù)中心的綠色低碳進程不僅促進自身的高質(zhì)量發(fā)展，還能賦能高能耗的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，通過

"

上云用數(shù)賦智

"

行動不僅僅實現(xiàn)

"

一業(yè)帶百業(yè)

"，同時帶來

"

階乘降耗效應

"，對提升全社會生產(chǎn)效率和全要素生產(chǎn)率作用巨大。我們預測未來十年，ICT

能源基礎設施將朝如下幾個方向發(fā)展，超過

80%

的

ICT

能源基礎設施將采用綠能供電。“綠色電力”將帶來更多的“綠色算力”全球數(shù)字化浪潮的推進下，ICT

行業(yè)逐步成為“高能耗”行業(yè)，在減碳目標的驅(qū)動下，ICT

基礎設施的綠色供能應用成為必然方向，光伏、風電、氫能等清潔能源將更普遍地應用于

ICT能源基礎設施。受惠于這些分布式能源的成本和靈活性優(yōu)勢，未來十年超過

80%

的

ICT

基礎設施供電系統(tǒng)中將包含分布式的綠色能源，通信站點單站功耗較小，分布式光伏將可能成為主力供電形式，使能通信網(wǎng)絡走向“零碳”。與傳統(tǒng)采用新能源

PPA（Power

PurchaseAgreement，購電合同）和購買綠證不同，數(shù)據(jù)中心將更多的采用清潔能源直供模式，如在數(shù)據(jù)中心園區(qū)和屋頂建設分布式光伏電站，或在周邊區(qū)域建設大型光伏地面電站、風電電站和其它清潔能源電站，直供數(shù)據(jù)中心。在智慧化的調(diào)控下，這些傳統(tǒng)單向的分布式能源系統(tǒng)也將聚集參與電網(wǎng)調(diào)峰等輔助服務市場，輔助解決風電、光伏隨機性和間歇性問題，不僅提升了

ICT

基礎設施的供電收益，實現(xiàn)基礎資源商業(yè)價值最大化，也提高了整個能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。安全可靠始終是

ICT

基礎設施最本質(zhì)需求ICT

基礎設施是海量數(shù)據(jù)承載的物理基礎，是信息集中處理、計算、存儲、傳輸、交換、管理的核心資源基地，也是當今社會經(jīng)濟正常運轉(zhuǎn)的關鍵保障，因此安全性是數(shù)據(jù)中心的生命。而基礎設施的可靠性、安全性一直是較薄弱的環(huán)節(jié)，完善的端到端保障機制，是其生命周期內(nèi)安全穩(wěn)定運行最牢靠的基座。高可靠產(chǎn)品和專業(yè)化服務是保障基礎設施安全可靠運行的關鍵。每一個基礎設施的組成背后都有著數(shù)以千萬計不同部件，在如此眾多的零部件組成下，為了確保基礎設施具備高可靠性高安全性，需要從產(chǎn)品本源安全可靠出發(fā)到專業(yè)化團隊設計運維，構(gòu)建端到端全鏈保障機制，1617數(shù)字能源

2030才能確保其安全可靠。以鋰電為例，規(guī)劃上就要考慮拉遠部署或者按照獨立隔間、水消防等設計鋰離子電池室，建設上要選擇高可靠產(chǎn)品，同時在運輸、倉儲、安裝規(guī)范上進行強管控，運維上要有巡檢機制，構(gòu)建應急響應能力，端到端的保障數(shù)據(jù)中心運行安全。隨著

ICT

基礎設施功率密度的提升，故障應急處理的時間也大幅縮短，對于

ICT

基礎設施維護提出了更高的挑戰(zhàn)。得益于人工智能技術的發(fā)展，使用

AI

技術進行風險預測和管理數(shù)據(jù)中心基礎設施成為可能。AI

算法可以從歷史和實時數(shù)據(jù)中學習，預測和識別異常模式，從而使ICT

基礎設施的安全管理從被動的救火模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥姆阑鹉Ｊ?，從運維手段上提升

ICT

基礎設施的可靠性。ICT

能源基礎設施全面架構(gòu)重構(gòu)，融合極簡，智能高效網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心愈加龐大和復雜。對“簡單”的持續(xù)追求驅(qū)動

ICT

能源基礎設施的架構(gòu)在未來進一步融合化極簡化發(fā)展。如當前通信站點多采用室內(nèi)站建設模式，采用傳統(tǒng)空調(diào)制冷，站點整體能效只有

60%。傳統(tǒng)供電方案設計中，一般會采用多套電源支持不同電壓制式，部署復雜。我們認為未來十年通信站點的形態(tài)將發(fā)生巨大變化，以柜替房，以桿替柜成為主流建設模式，站點更簡單、更省地、更省租金、更可靠。數(shù)據(jù)中心的樓宇建設模式也將快速轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)混凝土式建筑周期往往超過

20

個月，建設周期長，材料不環(huán)保，可回收性差。預制裝配式的數(shù)據(jù)中心建設模式在未來十年將成為主流，一方面降低混凝土、橡膠、巖棉夾芯板等高碳排放材料應用，同時又大量減少現(xiàn)場施工和后期維護，一千個機柜的數(shù)據(jù)中心只需要數(shù)月即可建成，滿足業(yè)務快速上線的需求。在網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心供電方案上，供電鏈路融合也將成為一種新的趨勢，匹配更多新能源接入、兼容多路能源供給、平滑演進成為供電架構(gòu)演進的方向。如多模式的調(diào)度控制和管理，模塊化的疊加演進，多場景應用下實現(xiàn)不同業(yè)務、不同設備的融合。我們看到這種融合架構(gòu)下的通信站點電源、電池正融合成刀片式架構(gòu)，實現(xiàn)電源、儲能、溫控及配電模塊化，按需演進，滿足網(wǎng)絡跨代演進。數(shù)據(jù)中心的變壓器、UPS（不間斷電源系統(tǒng)）、配電等全供電鏈路融合，節(jié)省占地。在備電方面更是全面鋰電化，實現(xiàn)發(fā)、儲、用電的智能協(xié)同，減少數(shù)據(jù)中心

UPS

的配置容量，降低數(shù)據(jù)中心占地及建設成本。DCforAI,AIfor

DC隨著人工智能技術的不斷進步，數(shù)據(jù)中心的運營正在經(jīng)歷一場革命性的變革。AI

不僅能夠提升數(shù)據(jù)中心的能源效率，降低運營成本，還能在保障數(shù)據(jù)中心安全方面發(fā)揮關鍵作用。在安全領域，AI

能夠通過先進的預測分析技術，對關鍵設備如

UPS

系統(tǒng)中的電容和風扇等進行壽命預測，同時利用離群算法等手段，提前識別鋰電池的潛在故障，實現(xiàn)故障的早期發(fā)現(xiàn)和預防，這類似于古代名醫(yī)扁鵲的

"

治未病"

理念。在綠色節(jié)能方面，AI

節(jié)能算法通過實時分析和調(diào)整，優(yōu)化了數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的人工調(diào)優(yōu)相比，AI

算法能夠根據(jù)實時天氣變化自動調(diào)整參數(shù)，從而實現(xiàn)制冷效率的顯著提升，據(jù)估計，整體制冷效率可以提高

8%

至

15%。在簡化運維方面，AI

的應用極大地減少了日常運維的工作量和難度。例如，對于供配電系統(tǒng)的巡檢，傳統(tǒng)方法需要每天進行

6

至

12

次現(xiàn)場抄表，而通過

AI

技術，2000

個機柜的巡檢可以在短短

5

分鐘內(nèi)完成。此外，AI

運維助手能夠?qū)崿F(xiàn)

24

小時不間斷的設備監(jiān)控，實時接收設備告警信息，并提供相應的解決方案。每月自動生成的健康報告，為業(yè)務決策提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。AI

技術在數(shù)據(jù)中心的應用，不僅提升了運營效率，降低了能耗，還增強了數(shù)據(jù)中心的安全性和可靠性。隨著技術的進一步發(fā)展，我們有理由相信，AI

將成為數(shù)據(jù)中心運營不可或缺的一部分，引領數(shù)據(jù)中心走向更加綠色、極簡和安全的未來。數(shù)字能源

203004大量的特性各異的電源、負荷、儲能等裝備以電力電子為接口接入現(xiàn)有電力系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)向著高比例可再生能源和高比例電力電子設備

(

簡稱“雙高”)

趨勢快速發(fā)展。雙高特征引發(fā)了電力系統(tǒng)電壓失穩(wěn)、頻率失穩(wěn)、功角失穩(wěn)、寬頻振蕩等并網(wǎng)安全的問題，嚴重降低了電網(wǎng)強度。新能源設備電壓耐受能力差，故障情況下僅能提供

1.1

倍額定電流的動態(tài)電壓支撐，而傳統(tǒng)火電可達到

5~10

倍，加上新能源需要逐級升壓接入主網(wǎng)，與并網(wǎng)點電氣距離是常規(guī)機組的

2~3

倍，提供的短路容量比較小，降低了電壓支撐水平。新能源并網(wǎng)逆變器、變流器等設備不具備慣量響應能力，導致電網(wǎng)整體慣量低，降低了系統(tǒng)調(diào)頻能力。新能源低慣量還會引起功角曲線幅值下降，導致功角失穩(wěn)。新能源發(fā)電設備的快速響應特性，還引發(fā)了中頻帶、高頻帶寬頻振蕩的新問題。對于大型清潔能源基地而言，電站占地面積大、容量規(guī)模大，電站內(nèi)的設備多、運維艱難，100MW

的電站就需要

5

個人至少一天才能完成一次簡單的巡檢工作。同時基地項目大多地處偏遠地區(qū)，環(huán)境惡劣——不是處在高溫、風沙極大的荒漠地區(qū)，就是在高濕高鹽霧的海上，或者是在高海拔高寒的平原上，對設備的質(zhì)量和可靠性帶來巨大考驗，同時也對基地電站的運營安全造成嚴重危脅。“質(zhì)量”

和“安全”將成為新能源發(fā)展的關鍵挑戰(zhàn)大量電力電子設備的使用對新能源電站的并網(wǎng)安全和運營安全帶來嚴峻挑戰(zhàn)18數(shù)字能源

2030對于分布式光伏系統(tǒng)而言，由于設備越來越多地進入建筑、園區(qū)、家庭，與日常生產(chǎn)生活更加緊密結(jié)合在一起，屋頂光伏一旦發(fā)生事故，將嚴重威脅生命和財產(chǎn)安全。據(jù)相關機構(gòu)調(diào)研，直流拉弧是屋頂電站引發(fā)火災的主要隱患，光伏組件焊點接觸不良、線纜老化、端子虛接等原因都可能產(chǎn)生電弧。另外，屋頂光伏項目中，設備即使停機，只要有光照，直流側(cè)光伏板電壓通常可達到

600V

至

1000V，為施工運維人員及業(yè)主帶來潛在風險。尤其是在出現(xiàn)火災等緊急狀況的情況下，由于光伏陣列攜帶高壓，救援人員無法到屋頂進行救災；由于屋頂帶電，也無法通過普通方式用水進行滅火，大大增加19了救援難度。在國外，對帶有光伏系統(tǒng)的屋頂在救災時采取‘let

it

burn’策略，只能眼睜睜的看著光伏板燒毀后再進行滅火，極大的影響了救援過程，造成更多的人身財產(chǎn)損失。應對雙高帶來的安全挑戰(zhàn)，首先需要關注設備的質(zhì)量。產(chǎn)業(yè)應該形成高質(zhì)量的共識，通過硬件質(zhì)量、軟件質(zhì)量來保證產(chǎn)品的安全性和可靠性。其次要將組件、儲能、構(gòu)網(wǎng)、數(shù)字化、智能化等單點技術創(chuàng)新融合應用，讓新能源發(fā)電從跟隨電網(wǎng)走向支撐電網(wǎng)，在系統(tǒng)運維上做好直流智能安全診斷、預警和防護，保障各種場景下的人身和資產(chǎn)安全。數(shù)字能源

2030伴隨著儲能的快速規(guī)模應用，儲能電站發(fā)生了多起嚴重事故，造成大量經(jīng)濟損失和人員傷亡。2024

年

5

月，美國加州圣地亞哥市當時全球最大的

250MWh

的儲能電站發(fā)生火災，并多次復燃，前后持續(xù)

11

天才完全撲滅，造成了嚴重的損失和環(huán)境影響。據(jù)不完全統(tǒng)計，

2019~2023年，全球發(fā)生

65

起重大儲能火災事故，其中由于工藝質(zhì)量不達標、銅箔材料涂抹不均等電池質(zhì)量問題引起的電站儲能和工商業(yè)儲能事故

27起，由于鐵屑脫落至模組內(nèi)部等電池質(zhì)量問題引起的戶用儲能事故

12

起