研究单位：中国科学院科技战略咨询研究院华北电力大学中国能源网支持单位：施耐德电气（中国）有限公司电力“新基建”发展模式和路径研究2021年7月课题指导专家：按姓氏笔画肖立业中国科学院电工研究所张勇国网能源研究院有限公司周伏秋国家发改委能源研究所游敏中国电力发展促进会曾鸣华北电力大学VincentPetit施耐德电气薛毅施耐德电气课题研究人员：王晓明中国科学院科技战略咨询研究院许金华中国科学院科技战略咨询研究院王雨晴华北电力大学董厚琦华北电力大学冉泽中国能源网张葵叶中国能源网申欢欢中国能源网王照施耐德电气鸣谢：中国能源研究会王洁、买亚宗、刘昌新、吕秋培、高军、韩文秀、VincentMinier（按姓氏笔画）目录摘要............................................................................................................5第一章新基建支撑电力数字化转型的趋势和国际经验................................71.1“双碳”目标下的能源与数字融合发展趋势......................................................71.1.1“双碳”目标...........................................................................................71.1.2能源革命...................................................................................................81.1.3数字革命...................................................................................................81.1.4电力“新基建”助力能源与数字融合.......................................................91.2新基建支撑电力数字化转型的发展趋势............................................................101.2.1再电气化趋势.........................................................................................101.2.2数字化趋势.............................................................................................111.2.3网络化趋势.............................................................................................111.2.4智能化趋势.............................................................................................121.3新基建支撑电力数字化转型的国际经验............................................................121.3.1美国........................................................................................................121.3.2欧盟........................................................................................................141.3.3德国........................................................................................................151.3.4英国........................................................................................................161.3.5日本........................................................................................................171.3.6澳大利亚.................................................................................................181.3.7经验总结.................................................................................................19第二章电力“新基建”体系框架与现状问题...............................................202.1电力“新基建”内涵和主要特征......................................................................202.1.1电力“新基建”内涵...............................................................................202.1.2电力“新基建”外延...............................................................................242.1.3电力“新基建”主要特征.......................................................................252.2电力“新基建”的体系框架..............................................................................262.2.1关键技术.................................................................................................282.2.2层级结构.................................................................................................302.2.3价值体系.................................................................................................312.2.4驱动力....................................................................................................332.3电力“新基建”的发展现状与问题...................................................................342.3.1电力“新基建”发展现状.......................................................................342.3.2电力“新基建”现存问题.......................................................................37第三章我国电力“新基建”的发展思路、模式和路径............................393.1.发展思路和战略...............................................................................................393.2.发展目标.........................................................................................................413.3.发展路径.........................................................................................................443.4.发展模式.........................................................................................................463.4.1电力“新基建”模式特征分析................................................................463.4.2模式探索.................................................................................................47第四章电力“新基建”重点任务及案例...................................................484.1加快数字技术在电力系统的研发与应用............................................................484.2提升传统电力装备及设备智能化水平...............................................................504.3建设全国电力数据中心.....................................................................................524.4搭建传输电力数据的公用与专用网络...............................................................544.5加快推进用户侧数字化转型，鼓励灵活的用能模式..........................................55第五章电力“新基建”保障措施和政策建议...............................................575.1加强电力“新基建”统筹规划和顶层设计........................................................575.2建立健全电力“新基建”标准体系...................................................................575.3提升电力“新基建”技术保障能力...................................................................585.4加强电力“新基建”人才保障能力...................................................................595.5完善电力“新基建”安全管理流程...................................................................595.6引导电力“新基建”投融资模式创新...............................................................605.7明确电力“新基建”建设运营主体...................................................................615.8推动电力“新基建”示范试点建设...................................................................625.9完善电力“新基建”监管决策机制...................................................................635摘要新型基础设施建设（简称“新基建”）已成为国家重要战略之一。2018年12月，中央经济工作会议首次将5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”，并将其列为2019年经济建设的重点任务之一。2020年3月4日，中央政治局常务委员会议明确提出“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”，并在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》提出“系统布局新型基础设施”、“推进新型基础设施重大工程建设”，进一步将“新基建”列入“十四五”规划。2021年3月，《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确提出“布局建设信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施”。其中，电力“新基建”作为重要的融合类新型基础设施，将为能源数字化转型提供重要支撑，助力提升电力行业数字化、网络化和智能化发展水平，已受到政府、企业和社会的广泛关注。6根据国家发改委对“新基建”内涵的界定，“新基建”是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。“新基建”主要包括信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三方面，其中智慧能源基础设施是融合类基础设施建设的重点领域。在此背景下，我国电力企业开始广泛布局电力“新基建”项目，依靠“新基建”快速提升电力行业信息化、数字化、网络化和智能化发展水平。电力“新基建”对于促进能源电力产业数字化及行业数字化管理具有重要意义，将为能源电力行业带来新技术、新业态和新动能。电力“新基建”推动新技术和新科技的应用，推进以信息技术、新材料技术为核心的新技术在能源电力行业的布局；电力“新基建”加速发展能源电力行业新模式，基于新技术，催生新业态、创新应用场景，为行业带来新的发展空间；电力“新基建”带来发展新动能，融合多领域多行业跨界发展，突破行业壁垒，培育经济增长新引擎。电力“新基建”以新一代信息通信技术为基础，以数字化技术和互联网理念为驱动，是面向智慧能源发展需要的新型基础设施，具有国家长期战略性、开放基础公用性、行业专有性、安全可靠性、多元多样性、交叉融合性等特征。与传统电力基础设施相比，电力“新基建”覆盖面更加广阔，不同领域的基础设施交叉融合度更高，参与投资建设和运营的主体更多，支撑的业态更丰富，对投资和运营模式创新的要求也更高。因此，有必要对电力“新基建”的内涵、体系架构、发展现状与问题、发展目标与路径、发展模式与重点任务开展研究，调研国内外电力数字化转型的主要战略规划和典型案例，为电力“新基建”的发展布局提供理论支撑，为具体实现途径和重点任务提供实践参考。本报告将以企业调研、深度案例分析、专家访谈和研讨为主要研究方法，通过收集相关案例，组织专家研讨，分析电力数字化转型的趋势和国际经验，界定电力“新基建”的内涵和主要特征，提出电力“新基建”的体系框架与现状问题，凝练国际电力“新基建”的成果实践做法和经验。在此基础上，提炼我国推进电力“新基建”发展的思路、模式和路径，进一步提出当前我国推动电力“新基建”的重点任务，最后，提出确保电力“新基建”顺利实施的保障措施和政策建议。从规划、投资、建设、运营模式及政策保障等方面推动电力“新基建”平稳快速发展，为电力“新基建”“十四五”规划和2035远景目标规划提供理论支持和实践指导。7第一章新基建支撑电力数字化转型的趋势和国际经验在能源革命和数字革命相融并进的背景下，电力“新基建”已成为推动电力行业战略转型与高质量发展、支撑能源革命的重要途径。电力“新基建”依托数字信息技术和互联网理念的推广与应用，解决能源转型过程中能源生产、传输、消费面临的技术问题，支撑建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，助力“双碳”目标的实现。在此背景下，本章分析了“双碳”目标下能源与数字融合发展的趋势、新基建背景下电力数字化转型发展趋势以及国际电力数字化转型进展，以期为我国电力数字化转型提供思路方向与经验借鉴。1.1“双碳”目标下的能源与数字融合发展趋势针对“双碳”目标下的能源与数字融合发展趋势，在阐述“双碳”目标、能源革命与数字革命的基础上，提出了电力“新基建”作为新基建中的融合类基础设施建设，将通过发展覆盖发-输-配-用各环节的电力工业物联网、建设智慧能源系统，推动工业互联网与能源电力系统的融合、构建互惠共赢能源生态圈，推动能源与数字的融合发展。1.1.1“双碳”目标2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上讲话中主动向国际社会作出承诺，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。2020年12月12日，习近平总书记在气候雄心峰会上进一步宣布了中国国家自主贡献新举措：到2030年中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。这一重大国际承诺和自主贡献新举措，体现了中国推动绿色可持续发展的信心和决心，彰显了中国在应对气候变化和环境保护问题上的负责任大国担当。据统计，能源行业碳排放占我国碳排放总量的80%左右1，“双碳”目标的提出将进一步加快我国能源低碳转型，促进我国能源体系实现“双主导”“双脱钩”目标，即能源生产清洁主导、能源消费电能主导，能源发展与碳脱钩、经济发展与碳排放脱钩。1曾鸣,王永利.综合能源系统助力实现“30•60”目标[J].电力决策与舆情参考,2021,1:49-52.81.1.2能源革命经过长期发展，我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国，形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源、可再生能源全面发展的能源供给体系，技术装备水平明显提高，能源发展取得了巨大成绩，但也面临着能源需求压力大、能源供给制约较多、能源生产和消费对生态环境损害严重、能源技术水平总体落后等挑战。为此，2014年6月习近平总书记在中央财经领导小组工作会议提出推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命和全方位加强国际合作等重大战略思想，为我国能源发展改革进一步指明了方向。与此同时，习近平总书记紧扣国际国内能源形势的发展变化，对于上述“四个革命、一个合作”能源安全战略提出了五点要求：第一，推动能源消费革命，抑制不合理能源消费。坚决控制能源消费总量，有效落实节能优先方针，把节能贯穿于经济社会发展全过程和各领域，坚定调整产业结构，高度重视城镇化节能，树立勤俭节约的消费观，加快形成能源节约型社会。第二，推动能源供给革命，建立多元供应体系。立足于国内能源多元供应的基本条件，大力推进煤炭清洁高效利用，着力发展非煤能源，形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系，同步加强能源输配网络和储备设施建设。第三，推动能源技术革命，带动产业升级。立足我国国情，紧跟国际能源技术革命新趋势，以绿色低碳为方向，分类推动技术创新、产业创新、商业模式创新，并同其他领域高新技术紧密结合，把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点。第四，推动能源体制革命，打通能源发展快车道。坚定不移推进改革，还原能源商品属性，构建有效竞争的市场结构和市场体系，形成主要由市场决定能源价格的机制，转变政府对能源的监管方式，建立健全能源法治体系。第五，全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全。在主要立足国内的前提条件下，在能源生产和消费革命所涉及的各个方面加强国际合作，有效利用国际资源。1.1.3数字革命在新一轮产业革命与技术革命的推动下，我国已迈入互联网数字经济时代。2019年10月，十九届四中全会首次明确提出“数据可作为生产要素按贡献参与分配”，标志着数据信息作为重要的生产要素，将在未来国家社会的生产生活、公共服务及公共管理等方面发挥举足轻重的作用，建设“数字中国”、发展“数字经济”成为国家战略。数字革命将通过发掘数据信息潜在价值，从而引领技术流、资金流、人才流等方面的变革，为国家社会经济的发展注入源源不断的新动能。现阶段，国内外对数字革命虽无统一定义，但在统筹考虑各类研究成果的基础上，可将数字革命理解为依托先进通信技术、互联网技术等信息化技术的推广与应用，通过挖掘与外化数字信息内含的价值，推动数字信息向要素化、商品化、产业化等方向发展，进而推动经济社会各个领域的发展与变革的过程，是新一轮工业革命的重要组成部分。在2020年5月的政府工作报告中，首次出现了“新基建”一词，其中以信息网络融合创新演进形成的5G、工业互联网、物联网、数据中心、云计算等新型数字基础设施，即数字新基建，是9物理世界通向数字世界的桥梁，也是发展数字化、网络化、智能化的重要载体。因此，可以认为数字新基建是推动数字革命的基础设施，将促进关联产业的发展以及传统产业的数字化转型，推动智慧城市、数字政府、智慧民生等智能应用的落地，从而支撑数字经济高质量发展，深化互联网经济与实体经济融合。1.1.4电力“新基建”助力能源与数字融合从“十四五”开始，中国将致力于构建国内国际双循环相互促进的新发展格局、推动实现“双碳”目标，使得能源绿色转型变得尤为迫切。国内外环境变化，使中国能源革命面临历史性挑战：一是新型能源消费方式、新业态的涌现，推动能源消费革命继续向前，而能源需求增长总体趋缓，继续深入推进节能减排存在难度加大、不确定性增加等困难；二是能源供给安全压力日趋增大，能源跨区输送与供需协同面临更多挑战；三是新能源技术与信息通信技术的深度融合，为能源技术革命带来突破机会，而我国能源技术水平仍与绿色发展要求存在差距，关键核心技术面临瓶颈制约；四是能源体制机制改革进入深水区，市场化改革阻力仍然较大；五是新冠肺炎疫情后不稳定性风险加剧，能源国际合作困难犹在。数字信息技术的应用有助于解决能源革命面临的上述挑战，推动电力数字化转型有助于实现能源与数字的融合，从而推动能源革命。电力数字化转型是能源革命与数字革命的交汇点，是实现“双碳”目标的重要途经，电力“新基建”是支撑电力数字化转型的重要载体。电力“新基建”以新一代信息通信技术为基础，深度应用互联网、大数据、人工智能等技术，支撑传统能源电力基础设施转型升级，进而形成融合基础设施。依托电力“新基建”开展电力数字化转型，能够加速数字信息技术与能源电力产业的深度融合，引导能源电力行业向数字化、网络化、智能化转型发展，具体包括以下几方面内容：一是通过电力“新基建”，融合发展覆盖发-输-配-用各环节的电力工业物联网，促进新能源消纳，助推“双碳”目标的实现。一方面将提供更安全、智能的输配电服务，支撑集中式清洁能源大规模、远距离传输，满足分布式清洁能源的规模化、经济化发展需求；另一方面，电力系统内广泛布置的感知装置与边缘控制装置将实现电力系统的状态全面感知与智能化运行，通过源-网-荷-储协调优化，有效平抑供应侧大规模清洁能源出力波动性和需求侧电力消费不确定性等双侧随机性对系统运行带来的冲击，增强系统灵活性，改善能源生产和供应模式，提高清洁能源比重，打造清洁低碳能源体系，助力“双碳”目标的实现。二是通过电力“新基建”，建设智慧能源系统，将新兴数字技术应用于海量数据的融合、分析与管理，推动能源供需革命。一方面，全面、实时监测系统内能源的供给和消耗情况，开展综合能效分析和多环节协调管控优化，使用户能够对自身能效水平进行即时、全面感知，辅助用户用能决策，推动能源供给侧和需求侧改革，提高能源利用效率，优化系统运行状态；另一方面，能源大数据资源与数字经济将驱动传统的“物理能源”消费理念逐步过渡到“能源、信息、服务”综合消费理念，催生出更加丰富多元的能源消费类型，为用户提供多样化、订制化的综合服务，促进新业态、新模式的涌现，加速数字经济的发展。10三是通过电力“新基建”，推动工业互联网与能源电力系统的融合，加速5G、物联网、大数据等创新技术的应用融合，推动数字技术在能源系统中的应用，助力能源技术革命。电力数字化转型一方面支撑边缘层的系统末梢信息数据采集，实现设备级乃至元器件级信息的及时感知，推动数字技术在能源领域的发展应用；另一方面，运用5G等移动通信技术实现基础设施层能源电力信息的即时、安全传输，以及“源网储荷”各环节、各主体信息的实时送达，运用大数据、区块链、云计算等数据管理技术实现支撑平台层的能源电力信息大规模、标准化存储和智能化处理，运用数据挖掘、人工智能等技术实现应用层的能源电力信息有效应用，服务于系统运行控制、综合能源服务、电力市场交易、企业运营管理等多种业务的开展，将助力能源技术革命的实践落地，推动能源技术的发展，带动产业升级。四是通过电力“新基建”，打造跨行业国际平台，依照“平台+生态”思路，构建互惠共赢能源生态圈，推动能源体制改革和国内国际双循环。电力数字化转型，发挥各类主体优势，打通服务流、信息流、资金流，提升资源要素配置效率，为能源电力系统的转型升级和能源互联网的快速发展创造良好平台；一方面，以共享经济、平台经济的发展模式创新能源电力系统运营的体制机制和能源市场机制，进而支撑能源体制革命；另一方面，通过跨行业国际平台，构建互惠共赢能源生态圈，有效促进新形势下国内国际双循环发展格局的形成。1.2新基建支撑电力数字化转型的发展趋势电力数字化转型是指将新一代数字化技术融入电力系统全环节和全过程，引导能量、数据、服务有序流动，通过数字世界和物理世界的双向互动，构筑更高效、更绿色、更经济的现代电力系统，增强电力系统的灵活性、开放性、交互性和经济性，从而赋予电力系统更多的新特征和应用场景。随着能源电力行业朝着清洁化、智慧化、去中心化和综合化的方向发展，电力数字化转型也呈现出再电气化、数字化、网络化和智能化的趋势特征。1.2.1再电气化趋势随着电能替代技术经济性的不断提高以及数字经济产业的加速发展，电力源、网、荷侧将同时实现电力数字化转型。在电源侧，通过先进传感测量、可视化、智能控制、大容量储能等技术，加强电源侧调节能力建设，实现大规模新能源智能发电与友好并网；在传输侧，利用智能电网、特高压输电、柔性输电等技术，实现新能源大规模远距离配置和消纳；在负荷侧，通过电力数字化转型实现工业部门自动化、智能化水平的提升以及电供能设备技术经济性提高，建筑部门电采暖、电制冷、电炊具、电热水设备的推广应用，交通部门电动汽车大规模普及和电气化轨道交通的持续发展以及5G基站、数据中心等数字经济产业的发展。此外，应用物联网、智能电表、智慧用电系统等技术，实现用户与电网智能互动及主动负荷需求响应。据国网能源研究院预测，我国终端需求总量在2025年前保持缓慢增长，2025-2030年达峰，2060年下降至24-31亿吨标准煤。终端电气化水平持续提升，深度减排情景下2035年、2060年有望达到45%和70%，煤炭、石油、天然气消费（含原料）占比均降至个位数。11可见，电力数字化转型更加便利了终端用能的电气化，电力的利用规模和范围不断扩大，呈现出深度替代的趋势。因此，电力数字化转型呈现出再电气化趋势，提升电力系统发输配用等各环节的智能化水平，进而推动全社会电气化以及再电气化水平的提升。电力数字化转型的再电气化趋势主要有以下几个特点。一是清洁低碳，即清洁能源对化石能源的替代和发电能源占一次能源消费比重将进一步得到提升，在电力“新基建”规划情景下，“十四五”时期非化石能源装机容量年均增长7.4%，到2025年中国煤电的装机总量将控制在11.5亿千瓦以内，非化石能源发电量占比也将较2019年提升10个百分点2；二是深度广泛，即促进全社会电气化水平的提升，目前我国能源生产侧电气化程度已达到发达国家平均水平，消费侧电气化程度已超过发达国家平均水平，预计2035年我国电能占终端能源消费的比重有望达到34%左右3；三是智能互动，即电力系统全环节将具备智能感知能力、实时监测能力、智能决策水平，源网储荷之间实现高度智能化的协同互动。1.2.2数字化趋势电力数字化转型以数据信息为关键生产要素，以现代电力能源网络与新一代信息网络为基础，通过建设覆盖电网全过程与生产全环节的电力物联网及平台，应用通信、自动控制、计算机、网络、传感等信息技术，驱动能源电力行业向知识、技术高度密集型行业转变，助力形成覆盖各能源电力企业的数据网络和信息网络。由此可知，在电力数字化转型发展背景下，能源电力行业的信息数据资源数量众多、来源广泛，呈现出数字化趋势。能源电力行业的数字化通常指数字信息技术在能源电力行业各个环节的应用，通过建设云平台、企业中台、物联平台、分布式数据中心等为核心的基础平台，提升电力系统全息、全链数字化连接感知和计算能力。电力数字化转型聚焦大数据、工业互联网、5G、人工智能等领域，深入推进数字技术与能源电力融合发展，从而实现电力系统全环节数字化转型。相较于原有的信息化，数字化是在信息化基础上的进一步跨越和升级，其不仅仅是简单信息技术的融入，而是包含了分布式数据感知、归集、处理等技术结合的数字信息化。1.2.3网络化趋势电力数字化转型覆盖发-输-配-用各环节，实现能源电力系统各类设备的深度感知和互联，建设能源技术与信息技术融合的电力物联网，进一步通过能源流、信息流与价值流的深度融合，实现电力物联网到包含能源网、信息网、社会网的能源互联网。为电力“新基建”的实施提供数据基础、算力支撑与平台支持，并以“电力+算力”带动能源产业能级跃升，促进经济社会高质量发展。电力数字化转型过程中，分布式电源、数据中心、电动汽车及储能等新兴负荷部门蓬勃发展，改变了原有以单向潮流为主的电网形态，使得传统能源电力系统向着源、网、储、荷多种要素之间互连互通、平等共享、供需平衡、优化互动的能源互联网演进。集成变电站、充换电站、储能站、5G基站、北斗基站、分布式电源等的多网融合新业态，打造了以电力系统为核心的智慧能源系统，以实现能源网、交通网、信息网和社会网的交互融合。2华北电力大学.新冠疫情后的中国电力战略路径抉择：煤电还是电力新基建[R].北京,2020.3邱波.我国再电气化发展现状及前景研究[J].中国电力企业管理,2020(16):48-52.12由此可知，电力数字化转型中的数字化技术推动能源系统利益相关方开放共享，驱动能源行业全要素、全产业链、全价值链协同优化、深度互联，实现设施共享、数据共享、成果共享，实现电力系统各个环节万物互联和全面感知，电力数字化转型呈现出网络化的趋势。能源的网络化是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新业态，即通过能量与信息的双向流动，实现电、热、冷、气、油、交通等多种能源形式的综合利用和耦合互补，同时为能源行业与其他行业的相互融合提供交流媒介。因此，能源流、信息流与价值流深度融合是网络化趋势的关键特征之一，也是未来的主要发展趋势。1.2.4智能化趋势电力数字化转型将着力推进5G、人工智能、“云大物移智链”等先进信息技术在能源电力系统中的规模化应用，通过建设智能风电场、智能光伏电站、智能工厂、智能家居、智能电网、热力管网、天然气管网、智能城市等，加速信息技术与能源电力产业的深度融合，改善能源生产、传输和应用模式。进一步地，电力系统内广泛布置的感知装置与边缘控制装置将实现电力系统的状态全面感知与智能化运行，有效提高能源系统驾驭复杂系统、应对复杂场景的能力，通过具有行业属性的智能设备、智能技术，智能采集、智能分析和智能操控来满足能源系统运行的安全、可靠、绿色、高效。由此可知，电力数字化转型将加速推进能源生产和消费领域智能化发展，呈现出智能化趋势。能源电力行业的智能化趋势是指系统全环节具备智能感知能力、实时监测能力、智能决策水平，从而实现源网荷之间高度智能化的协同互动，全面提高电力系统安全、可靠、绿色、高效运行水平。因此，电力数字化转型的智能化趋势具有自动化、数字化和互动化的特点，通过智能调度提高电网接纳和优化配置多种能源的能力，通过智能管理实现能源生产和消费的综合调配，通过提供智能服务满足多元用户的供需互动，从而全面提升能源电力系统的智能化水平。1.3新基建支撑电力数字化转型的国际经验本节选取美国、德国、英国、日本及澳大利亚作为典型国家，描述分析当前各典型国家电力数字化转型的进展情况，并进一步总结电力“新基建”相关建设经验。1.3.1美国2018年2月，美国政府出台《美国重建基础设施立法纲要》（以下简称《纲要》），从出台时间来看，《纲要》与我国“新基建”战略部署时间较为接近，面临着相似的国际背景和外部环境，建设领域上存在一定相似性。《纲要》更加偏重于融资，传统基础设施占比较大，科技领域的基础设施建设更多以其他的专项计划来部署。在技术领域上，《纲要》重点投资现代交通、新能源、5G通讯基站、智能电网、宽带网络、大数据等领域，注13重对成熟技术的应用和推广。在能源领域，《纲要》的规划重点在于能源数字化转型，能源数字化是数字经济的重要组成部分，通过国际能源企业和互联网科技企业的合作进行战略布局，促进数字化技术在能源生产、输送、交易、消费及监管等环节的应用。（1）智能电网智能电网包括先进的通信、控制技术应用和电力输送基础设施，其技术正在全部电网系统中应用，包括输电、配电和基于消费者的终端系统。其中，先进测量基础设施（AMI），包括智能电表、通信网络和信息管理系统，正在提高公共事业的运作效率，为电力客户提供信息，从而能够更有效地控制能源消费。据估计，截止到2015年，美国已经安装6500万个智能仪表，超过电力客户的1/3。住宅用户的可编程通信控制器以及商业和工业用户的建筑能源管理系统，与智能电表共同使用，为消费者提供了能源的使用数据。在美国俄克拉荷马州天然气与电力公司，AMI与家用终端显示技术相结合，大大降低了电站的峰值需求。智能电网应用可以实现自动定位、隔离错误，从而减少故障，动态地优化电压和无功功率，提高用电效率、监测并指导维修。此外，公用事业正在升级和整合计算机系统，从而提高电网合并运行的效率。先进的传感器和高速通信网络在传输系统中的应用提高了高压变电站和整个输电网的检测能力和控制运行能力。同步相量技术通过相量测量单元在整个输电网的应用，使数据传输速度提高了100倍，并且使电网运营商能确定和校正系统的不稳定性，增大电力传输量。西部电力协调委员会已确定，使用同步相量数据进行实时控制，可将加利福尼亚州—俄勒冈州电力网的电流大幅提高，在没有任何新高电压投资的情况下，预计40年可降低3500万~7500万美元的能源成本。（2）智慧综合能源服务以智慧综合能源服务为代表的融合基础设施在美国得到了飞速发展，产生了丰富多样的创新模式。2018年，美国政府出台的《美国重建基础设施立法纲要》提出设立200亿美元的创新转型项目计划，发展自动驾驶技术和车辆、新轨道运输技术、无人机、模块化基础设施技术等。在2019-2021年美国政府工业发展领域研发优先事项中，人工智能、量子信息、通信网络、自动驾驶、智能制造、工业机器人等技术领域成为优先布局事项。美国智慧能源服务与IT、金融、智能家居等行业的紧密结合发展方式，增加了智慧能源跨行业创新发展的潜力。（3）区块链美国能源部着重促进区块链对电力等领域基础设施安全的保护，美国能源部(DepartmentofEnergy，DOE)支持的区块链研发项目非常多。2019年，DOE主要支持的项目有：1）资助佛罗里达国际大学集成区块链和机器学习技术研发新型平台，用于化石燃料发电网络中的安全数据记录和处理(40万美元)；2）资助欧道明大学开发基于区块链的平台，用于保护化石燃料发电网络传感器身份管理和数据流安全(40万美元)；3）资助北达科他大学建立基于区块链的化石燃料发电网络安全保护系统(39.98万美元)；4）资助小企业14开展“用于基础设施保护的区块链安全结构”项目。DOE的基础能源科学办公室、地热技术办公室、化石能源办公室和电力办公室均已经开展了区块链的研发部署，研发支持领域主要集中于利用区块链保护基础设施安全等。布鲁克林微电网是由TransactiveGrid公司运营的基于区块链的P2P能源交易平台，基于智能合约和拜占庭共识算法，产消者可以将剩余能源直接卖给邻居。多余的能量由专门设计的智能电能表测量，转换成等价的能量令牌用于社区市场的交易，通过区块链技术从产消者的钱包转移到终端消费者。未来该平台的用户不仅可以根据自己的价格偏好，还可以根据其他环境或社会价值的标准，决定向谁购买/出售能源令牌。例如，消费者可以指明其可以在本地生产的可再生能源上支付最高价格，也可以声明其他偏好，例如愿意从本地可再生能源或主网购买的能源占比，或者是优先从朋友、家人或某个邻居那里购买能源。1.3.2欧盟2020年2月份，欧盟委员会连续发布了三份重要的数字战略文件，分别是《塑造欧洲的数字未来》、《人工智能白皮书》和《欧洲数据战略》，旨在帮助欧洲工业向气候中立和数字化转型，并提高其竞争力和战略自主性。战略文件指出，欧盟经济的数字化转型取决于安全、节能、负担得起的高质量数据处理能力，包括在数据中心和边缘设备上的能力。在能源领域，借助人工智能技术实现电网智能化，通过对大规模数据集进行分析，促使这个多源收集的过程更加稳定，从而构建高效的综合能源系统，提高能源的利用效率。（1）综合能源系统欧洲能源转型智能网络技术与创新平台(ETIPSNET)日前发布了2020-2030年研发路线图，提出了未来十年拟投入40亿欧元开展综合能源系统研究和创新优先活动，以推进实现欧洲2050年构建深度电气化、广泛数字化、完全碳中性的循环经济愿景。通过路线图的实施，到2030年欧洲综合能源系统将实现系统运营商、终端用能部门的融合与合作。能源系统以本地优化方式运行，通过智能、分布式优化控制平衡本地能源需求，面向消费者提供集成数字化服务。同时对电网进行硬件设施升级，集成组件和系统。针对集成数字化服务领域，法国施耐德电气推出了面向楼宇、数据中心、工业和电网四大终端市场的EcoStruxure能效管理架构和平台。基于该平台，通过开放式端到端IP架构，可实现物联网设备的快速连接，且更易于收集数据，并加快调试和变更速度;利用楼宇管理系统可无缝连接建筑内部与第三方系统和设备，集中控制并强化协作。（2）虚拟电厂在欧盟第6框架计划下，由来自欧盟8个国家的20个研究机构和组织合作实施和开展了FENIX项目，旨在将大量的分布式电源聚合成虚拟电厂并使未来欧盟的供电系统具有更高的稳定性、安全性和可持续性，通过将分布式能源资源聚合成大型虚拟电厂，最15大限度地提高分布式能源对电力系统的贡献，摆脱传统对电力系统小单元的管理。欧盟WEB2ENERGY项目是欧盟第七个研究和技术发展框架计划支持的欧洲项目，通过对所有市场参与者开放端到端通信系统解决方案以支持基于IEC标准的开放式通信理念，将W2E实际获得的经验引入IEC标准化工作，并实现商业推广，同时实施和批准“智能配电”的三个支柱：客户集成、主动分销网络和通过自动化实现自我修复，提高智能配电自动化的供应可靠性。1.3.3德国在德国，“能源转型”被看作有史以来最大的国家层面的信息技术应用升级项目，能源产业的数字化转型是“能源转型”的一个组成部分。其能源转型政策指向再电气化过程中智能电网、可再生能源以及电动车三个关键途径和核心领域，致力于实现清洁能源的大规模开发和利用，并通过智能电网、行业耦合等电力数字化手段实现清洁能源的高效配给与消纳。德国能源转型意图实现能源结构的变化，从传统的煤、核电等集中式发电为主的传统能源结构向分布-集中式发电并重、新能源占比高、能源生产-运输-消费高度绿色化智能化的新形态发展。（1）E-Energy计划为了实现能源转型，德国联邦经济和技术部在智能电网的基础上启动“E-Energy-以ICT为基础的未来能源系统”促进计划，提出打造新型能源网络的目标。E-Energy计划旨在推动地区和相关企业积极参与创建基于ICT技术的能源系统，其目标不仅是通过供电系统的数字联网保证稳定高效供电，还要通过现代信息和通信技术优化整个能源供应和消费系统。其中，E-Energy计划包括eTelligence、ModelcityofMannheim、MeRegio和“智能瓦特”系统等示范工程融合能源电力与信息数字化技术，具体来说：eTelligence项目的实施，使得灵活的能源市场与当地综合能源供应系统整合对接，通过电力市场和ICT技术的应用联合组成一个虚拟发电站，使得该虚拟发电站能够像传统电站一样被控制，提高整个系统的可再生能源消纳水平；ModelcityofMannheim项目通过为用户安装能源与信息一体化的数字化新型基础设施——能源管家，一方面给用户反馈市场中实时的能源价格、用户实时的能源使用情况、碳排放情况，另一方面，能够根据实时电价控制家中用电设备的开关，帮助用户实施最优的用电策略，从而构建了一整套能够将用户侧和发电侧联系起来的新型能源体系架构；MeRegio项目通过在用户家中安装相应的控制设备，能够根据电网参数，电力价格、能源使用效率等信号，调整用户的用电行为，相应地控制智能家电，从而实现需求侧资源参与系统整体调控，保证系统稳定运行的目的；“智能瓦特”系统可通过能源系统中的信息和控制模型，为市场参与者提供实时的能源生产和消费数据，通过实施差异化电价，实现电力系统中端到端的用能优化和整体的资源优化配置。16（2）区块链2019年9月，德国联邦经济与能源部发布《联邦政府区块链战略》，确立了德国发展区块链这一新兴技术的目标和原则，并在五个方面提出了具体的行动措施，包括保障稳定与推动创新、促进创新走向成熟、使投资成为可能、促进技术应用、扩大信息传播，充分开发其为数字化转型提供的潜力。在能源领域，探索区块链在光伏发电网络中点对点交易中的应用，以及利用智能电表网关来记录和控制能源设施。在工业互联网领域，积极推动区块链技术在智能设备身份识别、智能机器之间的合同谈判和结算、数字网络智能协作等场景应用。积极支持技术创新项目与区块链概念验证实验。例如，资助以实践为导向的能源区块链技术的研究、开发和示范；探索基于区块链的能源设施注册和管理—智能电表网关；在工业制造领域，构造测试环境，探索基于区块链技术的数字业务流程开发。1.3.4英国2020年英国数字、文化、媒体和体育部（DCMS）发布《国家数据战略》，《国家数据战略》提出“四大支柱”和“五大任务”。“四大支柱”分别是：实现数据基础、创建数据技能、保持数据可用性、建立负责任数据。“五大任务”分别是：一是释放整个经济中的数据价值；二是促进增长和可信赖的数据机制；三是转变政府对数据的使用；四是确保数据所依赖的基础架构的安全性和弹性；五是倡导国际数据流通。《战略》指出，在能源领域需要重视数据与能源行业的结合，促进能源行业数字化发展，提高能源利用效率。（1）综合能源系统英国是最早提出综合能源系统概念并最早付诸行动的国家，具有投入大、发展迅速的特点。早在欧盟第五框架（FP5）中，虽然智慧能源系统概念尚未被完整提出，但有关能源协同优化的研究被放在显著位置，热点内容主要是将可再生能源综合开发与交通运输清洁化协调考虑、寻求多种能源（传统能源和可再生能源）协同优化和互补以实现未来替代或减少核能使用、研究用户侧综合能源系统（其概念与美国和加拿大提出的IES和ICES类似）以实现可再生能源在用户侧的友好开发。此后，在后续第六（FP6）和第七（FP7）框架中，能源协同优化和综合能源系统相关研究被进一步深化，大批具有国际影响的重要项目相继实施。英国商业、能源与产业战略部近日宣布将投入2800万英镑资助新一轮的能源创新项目。2017年1月25日启动招标，分别资助900万英镑和760万英镑用于储能和需求侧响应技术。前者关注蓄电、储热和化学储能技术，其中60万英镑用于一种大规模未来储能技术首次示范的可行性研究，后者关注在企业或公共机构示范需求侧响应技术，以降低高峰期用能，提高能源系统灵活性。17（2）区块链在能源领域，英国政府积极探索了区块链的应用。以Electron公司为例，该公司致力于基于智能电表，搭建起能源资产登记平台、灵活交易平台和社区能源项目，使电力领域分布式能源的点对点直接交易逐渐成为现实，可再生能源得以灵活使用。通过使用区块链技术帮助英国家庭减少能源使用。Electron使用区块链加密技术，建立一个分布式的天然气和电力计量系统，包括资产注册、灵活交易和智能计量表数据保密等，安全地记录所有仪表读数，以确保其不会被篡改。目前英国没有统一的电力和天然气计量表，用户在两种能源之间的切换服务需要两到三周的时间，而Electron通过区块链技术对能源计量表进行有效的管理，可以把这个能源切换过程缩短至几分钟，大大提高了能源转换计量的效率。1.3.5日本实现能源转型是日本能源发展的核心目标，日本希望通过多种渠道构建起清洁、低碳、高效、智能的新型能源供应体系，实现可持续发展。2018年7月，日本政府发布的第五次《能源战略规划》中，日本首次明确提出“2050年实现能源转型和脱碳化”的目标，将可再生能源定义为2050年的“主力能源”，并加速引进人工智能、物联网、大数据等新技术，以进一步提升能源效率。（1）虚拟电厂日本自2012年7月引进FIT制度（可再生能源固定价格收购制度）以来，可再生能源得到快速发展，同时也为电力系统的安全性与稳定性带来了一定的挑战，因此，为显著提高电力系统的可靠性和稳定性，实现电力供给自由化、稳定化，日本政府进一步建设了虚拟电厂。虚拟电厂作为一种新型运行模式，能够通过整合分布式电源、储能、电动汽车等可控模块，作为特殊电厂参与电力市场和辅助服务市场。针对虚拟电厂，日本各大电力通用公司都开展了相应的业务，其中，东京电力公司针对电动汽车开展研发，旨在整合用户端分散电源，从而帮助电网维持用电平稳。例如，关西电力构建“虚拟电厂构筑实证业务”后，将分散于电网上的用户进行综合管理，针对不同类型用户设备采取不同标准类型准备服务器，并通过综合服务器对电力需求进行管理，进而增强电力系统的供给调节能力，并且能够进一步整合光伏等可再生能源从而改善供需平衡。（2）智慧能源管理系统日本的智慧能源管理系统建设发展模式丰富创新，在国际综合能源服务市场具有示范性地位。政府大力推动构建智慧能源管理系统，发展态势良好，目前已具有成熟面向终端的多能源集成系统解决方案，实现了数字技术与电网建设的紧密联合。18以东京燃气集团于2014年开始在新开发的丰洲码头地区建设为例，在设置兼具能源供应与防灾提升功能的智能能源中心的同时，项目利用ICT技术导入了可对设备进行实时最优控制的SENEMS系统，为区域内4个地块提供电、热等综合能源服务。具体而言，能源中心配置有7MW级大型高效燃气内燃机组、利用燃气压差的压差发电机（560kW）、余热回收型吸收式制冷机（2000RT）、电动制冷机（4000RT）、蒸汽锅炉，同时还设置有电力自营线路、强抗灾性中压燃气管网。该燃气内燃机额定发电效率高达49%，与其他分布式能源协同，大约可提供区域电力峰值的45%；同时，发电余热在区域内进行梯级利用，实现了能量的高效利用。1.3.6澳大利亚（1）虚拟电厂澳大利亚丰富的光照资源使之成为兴建太阳能发电项目的理想基地，澳大利亚能源资源及旅游部拨款15亿澳元设立《清洁能源方案光伏旗舰计划》，以支持在境内建设4个大型光伏电站。光伏电站的建设对电网的协调性、运行稳定性提出了较高的要求。为解决清洁能源的并网、消纳问题，2020年澳大利亚能源市场管理委员会（AEMC）批准“批发市场需求响应”，以提高能源供应可靠性，同时降低价格。根据将于2021年出台的新规则，大型能源消费者将被允许进入批发市场，并在需求高峰期因降低电力使用量而受到政府补贴。面对澳洲能源行业电网数字化的发展需求，通过数字技术进行增强和互联，加强电力和信息的双向流动成为电网的主流发展趋势。虚拟电厂项目是澳洲电力数字化发展的代表性项目，2016年，澳大利亚公用事业AGL宣布将要打造世界上最大的虚拟电厂，以此来连接澳大利亚南部1000个电池组，为家庭和企业供电，通过先进的信息通信技术和软件系统，结合协调控制技术、数据分析算法、优化预测算法，实现可再生能源、储能系统、发售电侧的聚合和协调优化。这个虚拟电厂造价达2000万澳元，能够存储7MWh的电能，相当于一个5MW的太阳能调峰电厂。虚拟电厂的建设和运行较大程度地促进了清洁能源的消纳，提高了供电稳定性与能源利用效率。（2）区块链澳大利亚的风能、太阳能资源非常丰富。近些年澳大利亚政府通过可再生能源目标法案。丰富的分布式屋顶光伏资源和政府的政策支持为电力分布式交易创造了有益条件。澳大利亚弗里曼特尔项目旨在将区块链技术与大数据分析技术应用于分布式能源系统，探索将这些新兴信息技术与原有基础设施和可再生能源发电设备等设备进行深度融合的机制，从而实现未来零碳绿色智慧城市的目标。采用先进智能计量设施对电量等信息进行采集，并运用大数据分析实现电力资源的管理优化，提高资源利用率。光伏电站、电池储能、电动汽车、商业大楼屋顶光伏、居民用户等可以无需第三方，直接利用基于区块链的P2P的电力交易系统进行电力交易。191.3.7经验总结综上所述，从典型发达国家电力数字化转型的建设与发展现状可以看出，各国结合自身实际情况从不同角度和领域加快部署电力数字化转型，赋能能源电力行业。从各国电力数字化转型的发展路径，可以看出，作为电力数字化转型重要载体的电力“新基建”以新一代信息通信技术为基础，以数字化技术和互联网理念为驱动，面向智慧能源发展需要的基础设施体系，是推动能源革命，实现能源电力行业数字转型、智能升级与融合创新转型的重要手段。国际电力数字化转型进展对我国电力“新基建”具有重要指导借鉴意义：一是国家宏观战略为支撑，以新理念新政策为引领。各个国家均依据自身产业发展情况制定合理的能源数字化转型政策，上升为政府意志和国家战略。聚焦于现代交通、新能源、5G通讯基站、智能电网、宽带网络、大数据等领域，提出创新理念，依靠新基建，电力行业信息化、数字化、网络化、智能化发展加快，产业水平与产业结构将进入更高的发展阶段。二是包含能源、通信、财政等部门的多部门组织协调。电力“新基建”，不仅仅是单一部门主导完成，需要多部门协调组织实现合作共赢。能源行业的信息化发展带来了更高的技术融合要求，通信、能源部门在电力“新基建”的发展趋势下深度融合，技术与资源互补，这不仅是工业的范式转变，也是社会范式的转变。政府部门需要进行深度协调融合，提前研究数字化对制度设计、体制机制和监管等方面的影响，破解政策制定和监管中的困局，并有效推动能源数字化的进程。三是打造产业升级融合创新。电力数字化转型，不仅仅涉及到电力行业，更是跨界融合，推动多产业协同发展，打造产业生态圈。能源数字化技术应用越来越广泛，大数据、云计算、物联网、人工智能、区块链等新技术在不同场景下的组合应用，驱动能源电力产业产供销等层面的转型升级和可持续发展，改变着能源生产、输送、交易、消费和组织管理等模式，形成能源产业生态圈。四是完善投资运营模式。保证基础设施的长远建设，必须为新基建构建合理的投资运行模式，各国家也制定了不同的运营模式，构建互利共赢的基础设施生态圈。有针对性地选择合适的投资运营模式，确保投资建设的经济性和有效性。此外，建议积极创新开展增值服务，进一步挖掘有关新基建的商业模式，挖掘新基建的形成能源供应、能源管理、信息服务和资源共享等多元盈利渠道。20第二章电力“新基建”体系框架与现状问题电力“新基建”作为“新基建”在能源电力领域的实际应用，赋能传统能源电力行业，是电力数字化转型的重要手段。因此，如何对电力“新基建”进行顶层设计，宏观把控电力“新基建”的发展方向和建设重点，从而实现电力数字化转型是当前亟需解决的问题。本章提出电力“新基建”的内涵和主要特征，构建了电力“新基建”的体系框架，旨在能从宏观角度全面了解掌握电力“新基建”，为后期电力“新基建”的发展布局提供理论支撑。2.1电力“新基建”内涵和主要特征电力“新基建”是“新基建”在电力行业的一种具体应用，是互联互通的能源电力系统与信息通信技术深度融合的产物。本节研究分析了电力“新基建”内涵和外延，进而总结电力“新基建”国家长期战略性、开放基础公用性、行业专有性、安全可靠性、多元多样性和交叉融合性等特征。2.1.1电力“新基建”内涵该部分梳理总结国内外与电力“新基建”有关的概念定义及内涵，综合提出本报告认为合理的电力“新基建”定义及主要特征。（1）“新基建”内涵2020年4月20日，国家发改委创新和高技术发展司对“新基建”的内涵作出权威解读：“新基建”是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。主要包括信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施三方面。信息基础设施主要指基于新一代信息技术演化生成的基础设施。如以5G、物联网为代表的通信网络基础设施，以人工智能、云计算为代表的算力基础设施等。融合基础设施则是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术，支撑传统基础设施转型升级，进而形成的融合基础设施，如智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。创新基础设施指支撑科学研究、技术开发、产品研制的具有公益属性的基础设施，如重大科技基础设施，科教基础设施、产业技术创新基础设施等。21（2）国内外已有电力“新基建”相关定义1）国内自"互联网+"智慧能源提出后，国内各电力企业纷纷致力于能源与数字技术融合研究与实践，提出了电力物联网、数字电网等一系列电力“新基建”相关概念。（I）“互联网+”智慧能源：2016年2月，国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部联合制定的《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》发布。官方首次明确了“互联网+”智慧能源的定义：能源互联网以电为核心，综合运用先进的电力电子技术，信息技术和智能管理技术，将大量由分布式能量采集装置，分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来，以构建能量双向流动的能量对等交换与共享网络。能源互联网是互联网思维及技术与智慧能源系统的有机交融，是促进可再生能源消纳，提高能源使用效率，构建低碳可持续能源系统的重要途径。（II）电力物联网：2020年6月，国家电网公司发布“数字新基建”十大重点建设任务，其中包括建设覆盖电力系统各环节的电力物联网。电力物联网是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统，即运用新一代信息通信技术，将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来，通过信息广泛交互和充分共享，以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关领域安全、质量和效益效率水平。（III）数字电网：2020年10月，南方电网公司发布《数字电网白皮书》，明确了数字电网的定义：数字电网是以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术为核心驱动力，以数据为关键生产要素，以现代电力能源网络与新一代信息网络为基础，通过数字技术与能源企业业务、管理深度融合，不断提高数字化、网络化、智能化水平，而形成的新型能源生态系统，具有灵活性、开放性、交互性、经济性、共享性等特性，使电网更加智能、安全、可靠、绿色、高效。2）国外国外在智能电网、智慧能源系统、能源互联网等领域也已提出了一系列电力“新基建”相关概念，例如美国的“FREEDM”项目、欧洲的“FINSENY”项目、德国的“E-Energy”项目等。22（I）美国“FREEDM”：2008年，美国北卡罗莱纳州立大学AlexQ.Huang教授提出了能源互联网概念雏形，并启动了“未来可再生电能传输与管理系统（FutureRenewableElectricEnergyDeliveryandManagementSystem，FREEDM）”项目，计划在电力电子、高速数字通信和分布式控制技术的支撑下，建立智能配电网架构吸纳大量分布式能源，并通过综合控制能源的生产、传输和消费各环节，实现能源的高效利用。该项目以智能电网为抓手实现可再生能源的可靠消纳、用户的灵活对等接入，将智能电网打造为能源互联网中的核心枢纽。项目借鉴互联网开放对等的理念，以“能源路由器(EnergyRouter)”的研发为切入点，围绕电力电子设备、运行控制系统、配电网智能管理系统等开展相关基础研究，构建包含固态变压器、分布式可再生能源、分布式储能装置、负荷、智能能量管理等模块的智能配电系统，实现分布式能源的即插即用、用户电网的双向互动。（II）欧洲FINSENY：2011年欧洲启动了未来智能能源互联网(futureinternetforsmartenergy，FINSENY)项目，该项目的核心在于构建未来能源互联网的ICT平台，支撑配电系统的智能化，并开拓新的创新服务；通过分析智能能源场景，识别ICT需求，开发参考架构并准备欧洲范围内的试验，最终形成欧洲智能能源基础设施的未来能源互联网ICT平台。（III）德国E-Energy项目：E-Energy项目是基于ICT的未来能源系统，该项目旨在建立以新型通信技术和系统为基础的高效能源系统，以先进的调控手段来应对众多的分布式电源与复杂多变的终端负荷，以提高能源系统运行的经济性。E-Energy计划已选取了6个示范项目，分别由6个技术联盟来负责具体实施。这6个示范工程围绕低碳环保、经济节能的目标，开展大规模清洁能源消纳、节能、双向互动等方面的示范工作。此项目将实现电网基础设施与家用电器之间的相互通信和协调，进一步提高电网的智能化程度。（3）电力“新基建”内涵综合新基建的内涵和国内外已有电力“新基建”相关定义，本报告总结提出电力“新基建”的内涵：电力“新基建”以电力大数据为驱动，以5G、物联网等新一代信息网络基础设施为基础，以与电力基础设施适配的专用信息网络基础设施建设为手段，推动云计算、大数据、人工智能等通用数字技术应用于电力物联网和电力应用平台，促进电力数据流动环节的源、网、存、算、用等设施与电力能量流动环节的源、网、储、荷等设施融合发展，支撑电力基础设施的再电气化、数字化、网络化、智能化升级，进而实现电力系统的精准负荷控制、现货交易、需求响应、低碳高效、智能控制。23图2-1电力“新基建”与传统基建对比示意图具体而言，电力数据流动环节中的“源”为数据来源，电力“新基建”由数据驱动，其数据来源涵盖电力系统源-网-荷-储各个环节的内部数据和电力系统外部数据，包括电力生产数据、运行、消费、市场数据、气象数据、政策数据等多类型数据。数据时空尺度和形态多种多样，包括不同时间和空间维度下数字、文本、图像、音频、视频等静态和动态数据，通过传感器技术、数据融合和集成技术、数据抽取技术、过滤技术和数据清洗可实现上述多种类型数据的采集与整合。“网”指的是将数据从数据源传输到数据中心及终端的数据传输网络，包括本地通信网和远程通信网，其中本地通信网是通过蓝牙、Zigbee、WiFi等局域短距离通信技术，实现海量感知节点与边缘计算节点之间的灵活、高效、低功耗的就地通信；远程通信网是依托5G、移动网络、卫星通信、以太网、广域窄带物联网、长期演进（LongTermEvolution，LTE）电力无线专网等广域通信技术，支持边缘节点与数据中心之间的高可24靠、低时延、差异化通信。“存”指的是用于存储数据的数据中台与大数据中心，其需根据数据结构（同时考虑结构化与非结构化数据）与时间尺度（非实时数据、半实时数据、实时数据），将源端采集到的海量数据进行分类储存，以协调数据库存储功能来满足海量电网数据的协同处理需求。目前应用较多的有分布式数据库技术HBase、半结构化与非结构化分布式数据存储技术、非关系模型与云计算相结合的NoSQL数据库存储技术。“算”指的是将数据处理分析为具有直接价值的信息的过程，电力“新基建”的计算具有云雾协同的特点，可通过部署智能网关和云平台，以边缘智能与中枢智能两级架构实现数据的分层处理，雾计算（边缘计算）将云端的计算、网络、存储能力向边缘延伸和扩展，在边缘侧开展实时数据处理与关键数据提取，在减少数据传输量、缓解上层云中心计算压力的同时，大幅提高设备响应速度，有效促进电力系统的分布式区域自治与广域协同运行。“用”指的是将数据进行展示和应用，以促成电力系统源-网-荷-储各环节数据价值实现的过程，其具体应用包括：1）电源侧可基于电源侧设备的数据采集，融合设备自身参数、设备运行数据、外部影响条件等，通过数据计算分析，实现基于数据的态势感知和评估应用，分析设备在不同工况下的运行指标及主要影响因素，有效地掌握电源侧设备的运行状态，预判可能存在的风险；2）电网可基于电网实时运行数据的采集，利用数据技术对电网运行的实时数据进行监控和分析，通过数字化手段实现发电侧出力与用户侧负荷的平衡，帮助调度部门的精准调控，保障电网稳定运行；3）用户侧可基于用户用能数据采集进行用户管理，通过数据可视化技术，精确刻画用户肖像，提炼客户群及其需求的分布情况，根据客户的不同需求提供更精准的针对性服务，提高电力营销的水平和用户用能体验；4）储能端可基于储能设备全生命周期的数据，利用实时技术经济数据监控，对电源侧、电网侧和用户侧储能分类分析，针对不同类型储能，提出储能投资与运行策略，为电力供需稳定提供保障。2.1.2电力“新基建”外延电力“新基建”不仅将推动电力数字化转型，还将外延助力交通、楼宇建筑、工业制造业等领域数字化转型，支撑国民经济数字化转型。在交通领域，电力“新基建”通过发展电动汽车、布局充电桩构建智能充电网络，建设城际高速铁路、城市轨道交通、智能海港空港，实现交通领域数字化和智能化转型。具体来说，发展V2G技术（Vehicle-to-grid，车联网），建设智能充电网，使得充电设施成为交通、城市、能源的综合节点，充电桩将由单纯的“充电插座”向“智慧终端”演变，收集、汇总、分析海量充电数据信息，开展大数据应用，服务城市交通设施建设、电网规划和城市规划；加快建设以新能源和新型电力电子技术为基础的城际高速铁路和城市轨道交通建设，实现轨道交通的绿色化、智能化发展。25在楼宇建筑领域，电力“新基建”通过推动大数据、人工智能、5G等先进技术与基础设施的深度融合，使得传统楼宇建筑发展为智能楼宇。具体来说，通过数字信息技术动态调整建筑楼宇功能，以适应不断变化的用户需求或天气情况，对灾害进行监测与预警；通过部署物联网设备，建筑楼宇能够及时捕捉大量数据，以洞悉周围环境，并主动响应人们的需求，帮助人们实现科学决策和精细管理；通过智能管理和实时监控，分析楼宇和设备产生的各种数据，降低建筑楼宇能耗和运营成本。在工业制造业领域，电力“新基建”将带动产业的上下游，引导工业制造业领域的相关企业进行数字化转型，从研发、设计、生产、销售、管理、服务等各个阶段深度参与电力“新基建”的全生命周期建设，促进工业制造业领域的创新升级。同时，电力“新基建”将比以往更加重视与需求侧，特别是与工业制造业这类用电大户的互动，通过电气化和绿电交易助力工业制造业领域实现“双碳”目标，并通过需求侧响应、虚拟电厂等技术在工业制造业领域提升能源利用效率，降低用能成本。2.1.3电力“新基建”主要特征（1）国家长期战略性基础设施的建设发展由国家顶层设计出发，进行跨行业跨领域的宏观战略布局，电力“新基建”作为其中重要一部分，具有这一主要特征。数字化、网络化、智能化引领的数字经济发展正在成为我国和全球未来经济发展的确切趋势，数字化、网络化、智能化的发展趋势将会长期引领未来发展方向。这些发展方向需要基于国家长期战略的引领，搭建精益设计的发展框架和执行流程，从顶层进行中长期宏观战略的设计。因此，从国家层面对电力“新基建”的长期性战略建设部署是响应时代发展和变革的决策，是主动顺应新时代经济的举措，具有重大意义和深远影响。（2）开放基础公用性电力“新基建”等基础设施建设是人民幸福之基、社会和谐之本，是服务于广大人民群众的设施，因此其具有典型的基础公用特性，而基础设施的运行服务面向全社会开放。开放的基础公共设施服务则是增进民生福祉的直接体现和重要保障。电力“新基建”设施属于公共物品的范畴，具有公平性、普惠性和公共性的公共设施特征。其主要目的为保障电力供应、提高生产效率、促进社会生产，提高社会福利。因此，如何为人民群众提供公平、可及的电力服务，增强公共服务的公平性和可及性成了政府及相关企业需要解决的问题。26（3）行业专有性由于电力行业参与者具有的商业属性，电力“新基建”被赋予了“社会基础设施+商业开放”的行业专有性，其本质是对于基础设施的创新赋能，实施对象主体都是基础设施，对市场、对资本开放的商业属性是其与传统基础设施的显著区别，即“新基建”不仅是对居民生活起到保障作用社会基础设施，，同时也是商业基础设施。因此需要广泛撬动市场化资本和机制，吸引更多社会资本和各类市场主体参与新基建的建设和价值创造，带动产业链上下游共同发展，与全社会共享发展成果。（4）安全可靠性电力“新基建”的建设是为了能源更加安全可靠供应、运行和使用，相较于原有基础设施建设，其安全可靠性更强。未来电力系统将发展成一个庞大而复杂的信息物理社会耦合系统，能量流、信息流和价值流的双向流动和深度融合对电力信息系统的安全可靠性提出了更高的要求，未来电力“新基建”需要保证能源的可靠供应，保证电力、信息和业务的安全稳定。以新一代信息通信网络为基础的电力“新基建”建设，将通过5G、区块链等移动通信技术的创新与应用，使电力系统的数据传输速率更快，稳定性更强，安全性更高，有效保障信息网络的安全可靠性。（5）多元多样性电力“新基建”在技术层面与产业层面均具有高度的多元性，支持源网储荷等层面多元主体的接入参与。能源大数据资源与数字经济将驱动传统的“物理能源”消费理念逐步过渡到“能源、信息、服务”综合消费理念，从而催生出更加丰富多元的能源生产和消费类型，多种新型主体融入能源生态圈，能源服务商将为用户提供多样化、定制化的综合服务，进而产生多种商业模式，并形成高度开放的多元生态系统。（6）交叉融合性电力“新基建”是能源和信息在经济、技术等层面的交叉融合，能源技术和信息技术在能源供需过程中的交叉支撑。其中，能源技术包括了能源生产技术、存储技术、输送技术及消费技术等，信息技术包括了网络技术、计算技术、软件技术及通信技术等，多种技术在能源供应和消费过程应用，促进能源、信息和业务的交叉融合。随着技术的创新发展,这两类技术正在逐渐靠近融合，因此电力“新基建”是一个多学科、多行业、多技术交叉融合的产业,需要信息与能源的双向流动,需要信息产业和能源产业的深度融合。2.2电力“新基建”的体系框架电力“新基建”的总体体系框架由物理层、信息层、功能层等层级结构、价值体系、驱动力和关键技术等要素组成。见图2-2。27图2-2电力“新基建”体系架构282.2.1关键技术针对电力“新基建”物理层、信息层、功能层等层级结构和价值体系的总体框架，本部分初步提出了包含能源装备技术、数字信息技术、综合管理技术与交叉融合技术等四大类关键技术在内的电力“新基建”技术框架。（1）数字信息技术对应信息层的数字信息技术主要包括能源虚拟化技术、能源大数据及应用技术、能源信息通道技术和数据共享与中台技术。1）能源虚拟化技术：研究虚拟电厂、分布式能源预测、区域多能源系统综合优化控制及复杂系统分布式优化技术，研究能源虚拟化技术参与多能源系统的能量市场、辅助服务市场、碳交易市场等支撑技术。在能源系统自动化程度较高、分布式能源较为丰富的地区开展能源虚拟化技术参与市场交易试点工作。2）能源大数据及其应用技术：研究能源互联网用户大数据、设备大数据、运行大数据、交易大数据、金融大数据等各类大数据集成技术。研究多源数据集成融合与价值挖掘关键技术。研究能源大数据在引导政府决策、提升企业业务水平与服务质量以及创新能源产业商业模式等方面的支撑作用。完成大数据集成融合与价值挖掘，研究虚拟发电厂技术，基于大数据分析对能源市场和需求侧响应等的影响。3）能源信息通道技术：研究面向能源互联网的新型海量信息采集技术体系架构与高效传输处理核心技术。研究支撑大规模分布式电源和负荷计量、监测等功能的各类新型传感器件。研究信息物理系统数据、终端客户信息、物理网络数据等能源互联网海量信息技术处理与融合技术与能源互联网信息安全技术。4）数据共享与中台技术：研究分布式爬虫、智能采集调度、数据采集代理等多种数据的捕捉与汇集技术；研究智能化标签技术对数据进行分类，通过增量实时索引技术对加工后的标准化数据建立目录和索引，实现数据资产层数据快速检索；依托Strom、Spark、Map-reduce等开发工具研究数据价值外化技术；研究能够直观动态地展现新能源发电预测曲线、负荷分布情况、电网运行实时状态等的数据可视化技术；研究实现横向跨专业间、纵向跨层级间的数据共享融通的数据共享技术。（2）能源装备技术对应物理层的能源装备技术主要包括能源生产智能化技术、储能应用与管理技术、多能交换与路由技术和新型电力电子技术。1）能源互联网生产消费智能化技术：研究可再生能源、化石能源智能化生产，以及多能源智能协同生产技术。研究智能用能终端、智能监测与调控等能源智能消费技术。研究综合能源和智能建筑集成技术，将分布式能源发电和天然气网、建筑节能等相结合实现冷、热、电三大能源系统的整合优化运行。292）多能流能源交换与路由技术：研究灵活高效、标准化的能源互联网网络拓扑结构。研究能源路由器、能源交换机、能量网卡等关键设备。研究适用于能源互联网的新型电力电子器件、超导材料等基础技术。研究多能流能源交换与路由机制与方法，建立标准化的能源交换机与路由器系统架构与功能指标。研究多能耦合的能源互联网运行及控制可靠性技术，确保能源互联网的高可靠性运行。完成多能留能源交换与路由的机制分析和功能，实现实际应用。3）储能应用与管理技术：研发能源互联网各类应用场景下的支持即插即用、灵活交易的分布式储能设备和电动汽车应用技术。研发支撑电、冷、热、气、氢、储等多种能源形态灵活转化、高效存储、智能协同的核心装备。研发支撑储能设备模块化设计、标准化接入、梯次化利用与网络化管理关键技术。4）新型电力电子技术：研究无六氟化硫（SF6-free）环保中压开关技术，有效控制碳排放，提升成本效益，助力配电网建设的绿色低碳可持续发展；掌握碳化硅和氮化镓等宽禁带电力电子器件关键技术，进一步提高电力电子器件的电气性能、强度与可靠性，降低应用损耗；研究新型直流输电和直流电网技术，推动直流输电和直流电网具有更大容量、更高效率和更高可靠性；研发新型电力电子元件的交流FACTS装置和交直流能量路由器，具备更高功率体积比和更低损耗，适用于构建直流配电网或作为微网功率转换装置，将给中低压主动配网和微电网带来革命性变化。（3）综合管理技术对应价值层的综合管理技术主要包括智慧能源监管平台技术、能源交易服务技术、需求响应资源互动管理技术、智能资产管理平台技术。1）智慧能源管理监管平台技术：研究基于能源大数据，支撑能源规划、改革和决策的智慧能源精准管理技术；研究基于能源互联网，覆盖能源生产、流通、消费和国际合作等全领域，且和智慧能源发展水平相适应的现代能源监管技术。2）能源交易服务技术：研究基于区块链的交易结算机制、信用管理、智能合约设计、供需平衡等方面的关键技术；研究基于区块链智能合约和共识机制，实现综合能源各主体的自动交易撮合；研究基于区块链的能源电力行业存证和溯源技术；研究基于区块链的网络安全防护技术，提升交易网络安全。3）需求响应资源互动技术：研究基于智能用能的需求侧响应互动技术。研究基于用户行为心理学等交叉学科手段进行需求响应建模技术。研究需求响应资源辨识与量化，需求响应计量，需求响应参与辅助服务结算等关键技术。研究需求响应参与系统调峰、调频等辅助服务市场支撑技术。4）智能资产管理技术：研究基于资产全生命周期的智能化状态评估及预警技术。研究以可靠性和风险评估为中心的资产状态检修技术。研究支撑交易成本效益智能分析，无人化高效运维的智能机器人技术。30（4）交叉融合技术对应跨层级融合的交叉融合技术主要包括能源信息与物理融合技术、能源交易服务平台技术和互联网金融服务技术。1）能源信息与物理融合技术：研究能量信息数字化处理的理论架构和方法。研究信息-能量耦合的统一建模与安全分析技术。研究系统结构优化、多元信息物理能源系统的网络协同控制等信息物理能源系统融合技术。研究开放的信息物理能源融合技术接口标准。研究利用能量信息化与网络化管控盘活碎片化存量灵活性能源资源技术。2）能源交易服务平台技术：研究满足能源互联网各类功能的市场交易平台技术。研究能源结构生态化、产能用能一体化、资源配置高效化的全新市场架构设计技术。研发基于身份识别的自动交易和实时结算技术体系。研究基于能源互联网的金融服务技术。开发服务于能源生产、传输、储存和消费等全寿命周期的能源互联网金融产品与融资工具。研究能源自由交易情景下能源系统安全保障技术。3）互联网金融服务技术：研究基于客户自身的理财需求、资产状况、风险承受能力、风险偏好等因素,运用现代投资组合理论和人工智能技术,通过构建数据模型、搭建网络平台为投资者提供智能化的理财顾问服务的智能投顾技术；研究基于增量超限学习机的金融服务产品推荐系统；研究集支付账户、智慧出行、投资理财、消费金融、保险等服务于一体的互联网金融平台技术，为消费者提供了全场景的能源综合金融服务。2.2.2层级结构将电力“新基建”的层级结构分为物理层、信息层和功能层三个部分。（1）物理层物理层是以信息物理融合系统为核心的新型电力基础设施，具备柔性、可扩展能力，由执行控制系统和终端感知系统两部分构成。执行控制系统由源、网、储等支撑系统运行的智慧电力基础设施，电动汽车、分布式电源、分布式储能等新型用能设施以及外界环境数据监测设备构成。终端感知系统利用传感技术、芯片化技术，实现对电力系统运行、用户用能及外界环境等基础数据的监测、采集与感知，从而支撑分布式能源、多元负荷的即插即用与双向互动。（2）信息层信息层是介于物理层和价值层之间的信息数据传输、处理、整合的新型信息基础设施，由通信网络基础设施和平台基础设施构成。其中，通信网络基础设施包括电力专网、卫星通信、5G网络、以太网和广域宽带物联网等，实现数据信息的感知采集和传输归集；算力平台基础设施包括能源数据中心、物联管理平台、智慧能源平台、人工智能平台和区块链交易平台，算力平台可以实现数据信息的加工处理和整合应用。31（3）功能层功能层是挖掘“新基建”数据信息价值，全面连接能源领域全要素、全产业链、全价值链的价值创造平台层，对内可实现提质增效，对外提供赋能增值服务。具体来说，对内可依托先进的能源技术搭建能源系统的运行控制、能源市场交易、能源主体决策支持平台，建立智慧能源服务和能源工业生态圈，促进能源产业链、价值链以及技术体系的融合与协同；对外可为政府提供数据共享和决策支撑服务，为生产及制造企业提供节能改造和清洁用能服务，为居民用户提供智能用电管理、分布式能源交易等服务。2.2.3价值体系电力“新基建”的价值体系体现在以电力系统为中心的系统运行管理体系，以用户为中心的综合能源服务体系和以支撑政府、企业决策为中心的多主体决策支持体系。通过能源电力信息价值的挖掘，进一步实现层级结构的协同配合。其价值体系具体如下：（1）系统运行管理体系在能源革命推动下，发电出力具有随机性、波动性的风电、光伏等间歇性可再生能源的高比例接入，为电力系统的安全稳定运行带来了挑战，是当前发、输、变、配四大业务场景亟需解决的问题。电力“新基建”应依托电力物联网，建立涵盖系统优化调度、系统优化规划、能源处理预测、系统智能运维等功能的系统运行管理体系，提高电力系统对可再生能源的接纳能力。在系统优化规划方面，加快整合煤炭、天然气、电力等能源资源，从而实现能源各系统间协调规划、智能电网的精益规划，满足智能的输配电服务，满足集中式清洁能源大规模、远距离传输需求以及分布式清洁能源规模化、经济化发展的需要。在系统优化调度方面，依托广泛布置的感知装置与边缘控制装置实现电力系统的状态全面感知与智能化运行，结合超实时计算对全网信息的实时分析，在线动态计算潮流，实现系统安全态势量化评估与广域智能协同控制，提升高比例可再生能源电力系统运行的安全性和经济性，改善能源生产和供应模式，提高清洁能源比重。在能源发电出力预测方面，通过广泛布置风速仪、风向标、照度采集器等传感器装置，实时获取气象环境数据，并应用机器学习、大数据分析等技术实现可再生能源发电出力的精准预测。在系统智能运维方面，基于系统全面感知与监测数据，及时发出故障预警，并基于人工智能平台智能诊断故障来源，在快速隔离故障，实现自我恢复的同时，结合网络拓扑信息，考虑人员技能约束、物料可用约束，通过智能的优化算法，制定抢修计划。32（2）综合能源服务体系在能源互联网和综合能源系统的转型背景下，能源服务将从传统的以产品为中心的服务模式，向以多类型用户为中心的综合能源服务模式转变。电力“新基建”结合大数据、云计算、物联网等技术，建立综合能源服务体系，推动能效提升与能源服务升级。在用能信息分析方面，通过智能电表、智能家居等终端设备采集用户用电信息，实现电能计量、电能质量监测、用电行为分析、能效评估等多种应用，用户可通过移动终端APP实时了解自己家庭的电力负荷分布与能效情况，进而进行精细的用能管理。在区域能源管理方面，针对含分布式电源、储能的用户侧综合能源系统，依托物联网技术，灵活定制组网，应用分布式计算技术，根据用户用能、分布式电源发电出力、储能运行等采集数据，快速制定区域综合能源系统的优化调度方案，实现区域能源系统内部的多能互补以及外部与大电网之间的协调运行。在能源辅助交易方面，以能源灵活自主微平衡交易为重点，应用区块链等交易信息技术，建设电力交易子平台，支撑分布式能源、分布式储能主体与工业大用户及个人、家庭级微用能主体间的点对点实时自主交易，提高市场效率。在节能低碳管理方面，以绿色低碳为方向，推动技术创新和产业创新，通过智慧能源云平台为用户提供移峰填谷、负荷趋势预测、节能潜力挖掘等能源增值服务，实现能源服务商与用户之间的双赢。在能源生态圈构建方面，通过整合发电、电网、售电、用电、设备供应、技术服务等环节的数据，形成数字化的能源新生态，打通各主体间服务流、信息流、资金流，实现各主体间的数据共享与业务互动，建设互惠共赢能源互联网生态圈。（3）多主体决策支持体系基于时间、产业、地域等多维度的电力数据具有广泛感知社会、经济、民生状态优势。电力“新基建”利用大数据等技术构建多主体决策支持体系，分析研判社会生产及经济增长情况，服务企业和政府的科学决策。在经营管理方面，通过资产管理技术对设备进行自动识别记录，实现物资流、信息流、价值流合一的资产全过程、集约化、精益化管理。在仓库管理环节，通过RFID进行设备批量登记、仓储监管、库存盘点等操作，可有效提高仓库管理的工作效率；在配送管理环节，通过部署GPS终端实现配送物资的实时追踪，可提高物资配送过程中的透明度和安全性；在闲置设备管理和报废设备处置环节，通过物联网技术开展环境监测与处置监测，可确保闲置设备有效封存以及有害物资的妥善处理。在资产管理方面，建立资产管理体系，统筹电力系统资产和数据资产的投资、建设与运维全流程管理。针对电力系统资产，重点解决传统资产管理分布于计划、运检、物资、财务等部门的“分块管理”问题，构建“规划计划-采购建设-运维检修-退役处置”全贯通的资产全寿命周期闭环管理体系，实现风险、效能和成本的综合最优；针对数据资产，一33方面广泛采集生产经营过程中的状态、行为、经营交易等方面的数据流，形成数据资产；另一方面，构建“资产创建-数据处理-开发实施-增值应用-维护稽查-存档检索-更新-停用清除”数据资产管理流程，重点结合“云大物移智”等数字技术，深挖数字化产品价值，实现数据资产的增值服务。在项目管理方面，可综合考虑规划项目重要性与紧迫性，针对已入库的规划项目进行筛选，合理安排建设时序，并与资产管理、物资采购等互联互通，促进跨层级、跨系统、跨部门、跨业务的高效协作，支持企业项目管理“全景看、全息判、全维算、全程控”，进一步优化资源配置。在政府决策支持方面，通过能源大数据中心等的建设，充分发挥电力数据资源和规划设计等能力，为各级政府决策、城市规划、科研机构等提供数据和研究咨询，积极服务经济社会发展，同时在现代服务体系的建设过程中寻求政府的政策支撑及其他社会资源共享。2.2.4驱动力驱动电力“新基建”建设发展的核心驱动力来自于政策、技术和需求，具体而言包括以下三个方面：（1）国家政策驱动在经济、环境等不同层面，国家政策的广泛提出，成为电力“新基建”的首要驱动力，推动电力“新基建”的建设和发展。2019年10月，十九届四中全会上明确提出“数据可作为生产要素按贡献参与分配”，标志着数据将在未来国家社会的生产生活、公共服务及公共管理等方面发挥举足轻重的作用。2020年10月，十九届五中全会提出，加快推进能源革命，加快数字化发展。此外，为应对气候变化、实现节能减排，我国提出了“30、60双碳目标”及“气候雄心目标”，要求加快能源电力清洁化转型，大力发展可再生能源。因此，在能源与数字革命相关政策以及气候环境相关政策的驱动下，电力“新基建”快速发展。（2）效率效益驱动现阶段我国能源消耗总量居世界第二，能源利用效率较低，清洁能源占比低，难以支撑经济又好又快发展，亟需通过数字化的手段实现提质增效，推动经济效益和能源利用效率的提升。因此，在能源利用效率和经济效益的驱动下，以数字化为基础的电力“新基建”充分利用5G、大数据、区块链、人工智能、物联网等新一代信息技术，更好地实现规划、建设、运行、管理、调控。34（3）技术进步驱动“云大物移智链”等新型信息技术和先进电力电子技术快速发展，能源领域与先进技术结合的应用前景广阔。在技术进步的驱动下，通过信息技术在能源电力系统的快速融合应用，推动电力“新基建”发展。2.3电力“新基建”的发展现状与问题目前，各级政府及企业正在积极布局电力“新基建”，以推动能源转型升级和双碳目标的实现。因此，本节在明确电力“新基建”内涵特征与体系框架的基础上，分析了电力“新基建”的发展现状，并从战略规划、投资运营以及信息安全等层面剖析电力“新基建”的现存问题，为电力“新基建”的发展建设路径提供借鉴。2.3.1电力“新基建”发展现状自新基建理念提出以来，各级政府及企业均已积极行动起来，开展新基建部署。在电力领域，国家电网公司发布了“数字新基建”十大任务，南方电网提出了数字电网概念加速数字化转型，华能、大唐、华电、国家能源、国家电投、中核等发电企业纷纷布局“新基建”项目，中国电建、中国能建等电力建设企业也都加大“新基建”项目的建设力度，一些具有创新活力的民营企业也都通过各种形式参与电力“新基建”项目，目前电力“新基建”在电力物联网、能源大数据中心、能源工业云网平台等方面已取得一定进展。（1）电力物联网2021年3月，《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出推进产业数字化转型，提出物联网和工业互联网支撑产业数字化。物联网技术被列为国家战略性新兴产业加以培育和发展，根据国家宏观战略要求，各级政府及企业已开始布局物联网发展。在电力领域，国家电网公司提出建设电力物联网，建设能源互联网企业的目标，南方电网公司提出数字电网战略，重点开展了面向电力物联网的应用设计、智能电网技术、装备制造、产品研发等实践应用布局。在电力物联网应用设计方面，部分省市已经开始启动电力物联网核心业务场景应用工作，大力拓展电力物联网功能应用。例如，积极研究探索电力杆塔商业化运营，推动云服务产业发展，再如，部分省级电力公司编制完成2019年电力物联网建设方案，确定了智能电表全覆盖升级改造、基础数据平台优化提升、配电物联网全业务管控平台建设三项重点工作，涉及设备运检、电网运行、电力营销、物资管理等业务领域，同步开展同期线损、多维精益管理体系变革、融合资金管理、物资智慧供应链等10大工程任务试点建设。35在智能电网装备制造和研发方面，国内部分省级电力公司已部署配电智能融合终端研发，完成配电智能融合终端检测平台，使得区域电网具备配电智能融合终端到货全检能力。配电智能融合终端通过物联协议接入物联管理平台，可实现台区设备状态全感知、故障主动研判和抢修、用户用电体验提升、改善供电质量等边缘计算和决策功能。（2）能源大数据中心2016年，国家发改委、能源局等联合印发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，明确提出要发展能源大数据服务应用。2020年9月，国家能源局指出将以电力系统为中心，加快能源互联网平台建设，推动能源产、运、储、销、用各环节设施的数字化升级。能源大数据中心建设通常由政府主导，大型能源电力企业部署实施。目前，已在天津、上海、重庆、河南、山东、青海、福建、湖南以及辽宁等多地开展建设工作，推进跨品种能源数据整合。其中，河南省能源大数据应用中心定位于促进能源行业数据统一归集、统筹管理，有效强化政府部门能源宏观管理和综合服务能力，促进能源行业企业协同创新发展，目前初步实现了能源全行业数据的统一归集和管理，能源领域数据可以与经济社会、政务、环境、气象等5行业、6领域的相关数据进行有机融合。此外，重庆、青海、东北等省市以及区域级能源大数据中心也结合自身能源电力特点开展了相应的能源大数据中心的建设，例如，重庆市大数据中心已开发建设了全国城市燃气和管道运输企业运行监测分析平台、重庆石油天然气交易中心电子交易结算平台。青海能源大数据中心以支撑能源电力清洁低碳转型为目标，提供新能源电站集中监控、功率预测及共享储能等15类业务应用。东北能源大数据中心集聚东北三省及内蒙古地区能源行业数据，打造数据广泛汇聚、资源融通共享、服务优质高效、技术安全可靠的“东北能源云”体系。（3）能源工业云网平台能源工业云网平台是以坚强智能电网为基础，具有安全可靠、泛在互联、高效互动、智能开放特征的智慧能源系统，对优化能源资源配置，提高能源利用效率有重大意义。国家电网公司发布的《2020年智能用电专业工作要点》文件表示要紧密跟踪分布式光伏、储能政策、技术、产业发展，研究对电网的影响，构建线上线下全流程一体化服务支撑体系。云网平台通过整合电源端、电网端、用户端、制造企业、运维企业、金融机构、行业协会等各能源方的信息数据资源，实现“全环节、全贯通、全覆盖、全生态、全场景”的新能源服务，依托电力物联网，建设智慧能源系统运行控制云平台，提高电力系统对可再生能源的接纳能力、推动能效提升与能源服务升级。现阶段，业内已经布局包含新能源云平台、车联网平台、综合能源服务共享平台在内的多个能源工业云网平台。其中，新能源云平台旨在建设新能源数字经济平台，为用户提供新能源资源分析、规划设计、消纳评估、投资建设、并网运行、智能运维、交易结算全场景全流程一站式服务，已实现接入新能源场站157万座，装机3.6亿千瓦，入驻设计运维、设备、制造、发电企业等优质供应商超8000家。智慧车联网平台通过“云大物移智链”等技术，在用户充电36过程中自动感知电量信息、台区负荷变化，自动分析用户用车需求，有序安排电动汽车充电时段和功率，满足用户充电需求。截至2020年12月，已接入充电桩超过103万个，覆盖全国29个省份、273个城市，服务电动汽车消费者550万人。综合能源服务共享平台构建了信息资讯中心、能效服务中心、交易共享中心和金融服务中心等“四大中心”，集成信息共享、项目管理、在线招投标、在线撮合交易、购售电交易、碳资产交易、光伏云网、能效服务、金融服务等功能于一体的综合能源服务共享平台。（4）5G、人工智能、区块链等应用2020年9月，发改委、工信部、科技部、财政部联合发布了《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》。《意见》要求加大5G建设投资，加快5G商用发展步伐，加快推进基于信息化、数字化、智能化的新型城市基础设施建设。5G通信技术融合智能无线网络架构、无线网控制承载分离技术、多制式协作与融合技术等先进的网络技术，具有传输速率高、延迟少、节省能源等优点，因此，5G通信技术的应用将极大地促进电力系统的快速发展。智能分布式配电自动化、低压用电信息采集、分布式电源、电力巡检等领域是5G在电力行业的重点应用场景，利用数字化、智能化技术手段对传统的基础设施进行改造，实现网络+数字+智能的基建产业融合是未来的一大发展趋势。2019年10月，习近平总书记在中共中央政治局集体学习区块链技术发展现状和趋势时强调，要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，区块链技术要在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面发挥作用。电力交易是能源区块链的典型应用，与传统能源相比，新能源具有主体多元化、产业链条长等特点，各专业间信息孤岛明显，通过区块链的应用，电网企业、监管部门、金融机构、新能源企业、用户等各方主体得以连接，实现全产业链的数据贯通共享。2019年2月，已研发的输电线路巡检图像智能分析服务系统将新一代人工智能技术和高性能异构计算技术相结合，包含了输电线路本体巡检图片和输电线路通道可视化监拍图片智能分析两大业务模型。2020年9月，中国移动推出5G智慧能源与工业巡检整体解决方案，借助5G通讯技术结合无人机、机器人等智能设备，解决包含保护、巡检、计量等多个方面的技术方案，贯穿电网发、输、变、配和用各个环节。2.3.2电力“新基建”现存问题在“双碳”目标以及能源革命与数字革命的持续推动下，电力“新基建”成为电力行业转型发展的新载体。当前，随着新一代信息技术的加速发展，电力“新基建”已取得一定进展，但在战略规划、投资运营以及信息安全等层面仍存在一定的问题。37（1）战略规划层面一是缺乏电力“新基建”顶层设计与统筹规划。自“新基建”提出以来，为促进电力行业转型升级并开辟新的经济增长点，电网公司、发电企业、电力建设企业以及一些民营企业开始广泛布局电力“新基建”项目，加大建设力度，通过各种形式参与了电力“新基建”项目。然而，由于缺乏国家层面的顶层设计与统筹规划，电力“新基建”面临建设分工不明确、发展路线不清晰、建设进度计划不确定的问题。这种“一哄而上”的投资现状将产生重复建设、产能过剩、重建设轻运营、缺乏与传统基建的融合发展等问题，最终导致电力“新基建”无法满足智慧能源系统的规划建设、协调运行以及信息数据共享需要，不能有效解决我国能源转型与电力系统发展中的实际问题。二是缺乏统一的技术规范与标准。电力“新基建”承载着海量数据与信息资源，具有新技术、新需求、新形态、多样化等特点，在标准体系层面，缺乏新一代电力系统规范和标准化体系。一是在电力“新基建”投资建设初期，数字信息等创新技术尚未完全与能源电力和传统互联网等相关行业现有的标准体系相融合，阻碍了智慧能源系统设备即插即用、信息实时交互与平台共享开放的实现。二是缺乏涉及源、网、储、荷多个领域以及涵盖信息、技术、装备等多个产业的统一技术标准、产业体系与管理体系，从而难以实现多能源的互联运行，源、网、储、荷协调互动以及信息的实时交互共享。（2）投资运营层面一是投资运营模式不明确。电力“新基建”的投资运营模式主要涉及投资和运营主体、资本构成和营利导向等。电力“新基建”既有公共属性又有商业属性，作为公共品其应由政府或政府投资的企业提供，但作为商品则应由市场主体建设和运营，因此，当前电力“新基建”的投资主体、运营主体及所有权归属问题有待商榷，市场、政府和社会不同主体的定位不清晰，使得电力“新基建”的投资运营模式不明确。二是投资主体较为单一。目前，电力“新基建”的投资主体主要以政府和大型国有企业为主，民营社会资本进入渠道有限且门槛较高。也就是说，在电力系统领域，以政府为“中心”的投融资模式占据主导地位，投资渠道单一，从而导致不同属性资本、不同渠道资金、不同种类投融资项目参与电力“新基建”投资建设的活力不足。三是初期建设运营融资难度大。传统电力基础设施建设运营资金来源主要依靠政府财政和银行贷款等，其投资周期、投资方式和投资金额等不能完全适应电力“新基建”项目的融资需求。电力“新基建”大多属于高技术创新和轻资产项目，且具有投资规模大、投资回报周期长等特点，缺乏金融机构传统意义上的抵押品，传统贷款模式无法满足融资需求，因此，其融资模式更复杂、融资难度更大。38四是商业模式不成熟，电力“新基建”的成本回收途径不明。电力“新基建”是实施数字经济发展的重要载体，探索构建适应能源电力行业数字经济长期可持续发展的市场体制，是确定电力“新基建”的商业模式的基础。然而，当前缺乏数据信息价值的商业模式，使得数据难以参与市场交易，适应“电力“新基建”发展的开放市场环境，导致电力“新基建”的成本回收途径不明，盈利模式不清晰。（3）信息安全问题电力“新基建”的核心是数据和算力，对网络和计算机等资源的依赖性较强，因此，电力“新基建”中的网络安全和数据安全无处不在，是需要长期且持续关注的问题。首先，物联网、工业互联网、人工智能等云技术的应用以及设备之间的相互交互使得数据安全威胁通过云渗透到电力行业的服务器中，增加了电力“新基建”数据安全风险；其次，各种平台以及数据中心内部安全威胁主要来自于物理环境安全、内部运维安全、数据存储安全等多个层面；最后，来自外部组织攻击破坏力的加大将会对数据和网络安全造成巨大的威胁。现阶段，对信息安全风险的防范意识还较为薄弱，存在风险漏洞，因此需同步重视建设可靠的数据和网络安全体系，保护数据和网络的安全。39第三章我国电力“新基建”的发展思路、模式和路径电力“新基建”是一个系统性的长期工程，需要围绕源网储荷全产业链进行顶层设计，帮助电力基础设施从传统的电力输、配、送枢纽转变成为各类能源转换利用和资源优化配置的平台，并逐渐向能源互联网方向演进。因此，要统筹规划好电力“新基建”发展的顶层设计。本章节重点从我国电力“新基建”的发展思路、发展目标、发展路径和发展模式等方面探讨我国电力“新基建”的发展。3.1.发展思路和战略以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，坚持再电气化、数字化、网络化、智能化发展方向，以数据驱动为手段，以科技和产业融合创新为重点，围绕电力源网储荷全产业链进行顶层设计，出台相应专项规划和专项政策，围绕“新基建”做好规划、投资、建设、运营的衔接。整体上，电力“新基建”包含五大发展战略，即“四个支柱一个保障”，四个支柱分别是数字设施建设、两网体系融合集成、业务模式创新、数字能源生态建设，一个保障是政策措施及治理体系，见图3-1。数字设施建设，是指在电网上游、中游和下游阶段，加快建设云计算平台、大数据中心、物联网平台、移动互联网、人工智能中枢、区块链系统等数字基础设施，包括图2-2的物理层和部分信息层“新基建”内容，目标是形成电力“瓦特”流和数据“比特”流的物理连接，为电力网和数据网融合集成打下硬件基础。两网体系融合集成，是指加快建设以智能终端和能源灵活交易为主要特征的信息网络平台、大数据中心管理平台、物联网管理平台、智慧能源平台、人工智能平台和区块链平台，包括图2-2的信息层和部分功能层内容，目标是促进电力网和电力数据网的深度融合，实现电力系统的精准负荷控制、现货交易、需求响应、低碳高效、智能控制等传统业务的价值增值和提效降本。业务模式创新，是指深入挖掘“新基建”数据信息价值潜力，充分发挥电力数据作为新生产要素的价值创造作用，创造新的增值业务模式，建设形成能源领域全要素、全产业链、全价值链的价值创造平台层，包括图2-2的功能层和价值创造层部分内容。提质降本增效，对电网外提供赋能增值服务，且对外增值服务的业务占比逐渐占主导地位。数字能源生态建设，是指依照“平台+生态”思路，建设涵盖发、输、配、用环节的电力工业物联网，建设智慧能源系统，构建互惠共赢能源生态圈，包括图2-2的物理层、信息层、功能层和价值层的深度融合。具体地，将发电企业、电网企业、用户、投资运营商、政府、金融机构等各个主体纳入生态系统，运用数字技术，打通服务流、信息流、资金40流，提升资源要素配置效率，形成新技术、新产业、新业态、新模式，有效形成新形势下电力系统国内国际双循环发展格局。政策措施及治理体系，是指支撑四个支柱战略的各种保障措施、政策法规和配套治理体系，包括建立和完善电力“新基建”的顶层政策设计、行业标准体系、技术研发和人才保障体系、安全管理规范、数据平台建设、投融资模式、建设运营主体、试点示范工程和监管决策机制等。体系建设目标能源转型“双碳”目标智慧能源政策措施及治理体系数字设施建设两网体系融合集成业务模式创新数字能源生态建设图3-1电力“新基建”五大发展战略时间上，电力“新基建”要分步实施，统筹规划电力“新基建”中长期发展（图3-2）。按照不同层次，分阶段、分步骤制定我国电力“新基建”短期、中期和长期发展目标和发展路线图，并纳入区域、城市和跨部门的经济发展规划工作中。空间上，电力“新基建”采用试点先行、逐步推广的模式，因地制宜、因城施策、合理布局。电力系统源网储荷各环节共同发力，根据不同园区、城市、区域进行合理布局，根据当地的能源资源种类、气候条件、城市电网负荷和技术基础制定新基建的目标、方案和配套政策。治理上，电力“新基建”要准确定位好不同层次、不同主体之间的角色，协同推进电力“新基建”的建设。依据中央、地方、企业不同层次制定实施规划方案，明确电力系统源、网、储、荷各项任务的主体责任，三者之间做好协调，营造良好的合作关系，保障建设项目规划的前瞻性，将新基建项目纳入当地经济发展规划，避免“跟着跑”的被动局面，以保障项目能够及时落地，为促进电力系统高质量发展奠定坚实基础。41职责明确、协同推进依据中央、地方、企业等不同层次和主体制定实施规划方案，明确源、网、储、荷各项任务的主体责任，协调各主体关系，营造良好的合作关系。治理维度试点先行、由点及面因地制宜，因城施策，合理布局，从局部试点，逐步并向全国推广。空间维度分阶段、分步骤实施分阶段、分步骤制定我国电力“新基建”短期、中期和长期发展目标和发展路线图。时间维度图3-2电力“新基建”发展思路简图3.2.发展目标基于上述发展思路，电力“新基建”围绕电力源网储荷全产业链进行顶层设计，所以电力“新基建”的发展目标也是多元化的，涉及电力产业链各主要环节，包括上游电力供应系统、中游电网系统、下游配网系统、以及统筹调度系统等。最终目标是：实现信息基础设施与电力基础设施的深度融合，完成电力“新基建”的建设，建成全国电力大数据中心和全国电力一张网，建设以云平台、企业中台、物联平台等为核心的基础平台，实现电力及相关领域和部门的泛在感知、终端联网、智能调度、高效决策，助力横向多能互补优化发展，纵向“源-网-荷-储”协同发展，全面提高电力系统安全、可靠、绿色、高效运行水平，为构建互利共赢能源电力生态圈，双碳目标的实现和能源转型提供有效的手段。具体到产业链各主要环节，电力“新基建”发展目标包括如下方面：上游建立数字化、智能化的电力供应系统。“十四五”期间是我国碳达峰的关键期、窗口期，要构建以新能源为主体的新型电力系统。在电力供应系统方面，电力“新基建”将服务于新型电力系统建设，通过物联网、大数据中心，通过对电力进行实时监测和智能控制，打造实时预测、智慧调度、精准预警和智能运维功能，搭建基于用户需求的电力供给主体协调互补、电力网络高效互联的智能的供应体系，长远促进风电和光伏等清洁能源的快速发展。所以从电力供应系统方面来讲，电力“新基建”的定量目标就是要促使我国电源结构朝着更加清洁低碳的方向发展，实现清洁电源装机容量在2025年达到15亿~17.7亿千瓦、2035年达到27.5亿~33.1亿千瓦、2060年达到41.6亿~49.3亿千瓦；清洁电源在电源结构中的比重将由当前的约41%逐步提升至2050年的82%、2060年的86%；清洁能源电量由当前的约31%逐步提升至2050年的约82%、2060年的约88%4。中游建立数字化、智能化的电网系统。未来我国以新能源为主的新型电力系统将对数字化、智能化的电网系统提出更要要求，包括更高的跨区输电通道容量。电力“新基建”通过深入推进数字技术与电网技术融合发展，推动在电网全环节推进数字化转型，为电网赋能、赋值、赋智，建立数字化、智能化的电网系统，提升电网绿色安全、泛在互联、高效互动和智能开放能力，将让能源更“绿色”、电网更“智能”、用能更“美好”。所以从电网系统方面来讲，电力“新基建”的定量目标就是在深度减排目标下不断支撑我国4国网能源研究院有限公司著.中国能源电力发展展望2020[M].北京:中国电力出版社，2021：34-35.42持续增长的跨区输电通道容量建设，实现我国跨区输电通道容量到2035年达到4.4亿千瓦，2050年达到5.3亿千瓦，2060年达到5.4亿千瓦的峰值，并增强大电网对全国能源资源优化配置的支撑力度5。下游建立基于用户驱动的数字化、智能化配电系统。随着电力系统的电力电子化程度的提高、新能源的高比例接入，以及电动汽车充电桩、大数据中心、分布式能源、综合能源、绿色出行等用户侧多元负荷及新业态的出现，都对电力行业的功能与定位提出新的要求。电力“新基建”通过新基建技术赋能，打通电流和信息流的交互渠道，让能源数据资产真正流通起来，建立需求侧驱动、灵活高效调度、可再生能源高比例接入的智慧化电力配电系统，助力能源转型和双碳目标的实现。数字化、智能化配电系统能够支持电力供需双向互动，激励可削减、可时移负荷以需求响应的方式参与系统运行，需求响应将作为电力系统的新型调峰与备用资源，以经济高效的方式实现电力供需平衡，延缓电源与电网扩容投资建设；同时，储能也是未来电力系统不可或缺的组成部分，将成为重要的灵活性资源提供者。所以从数字化、智能化配电系统来讲，电力“新基建”的定量目标促使需求响应容量在2025年达到0.7亿千瓦、2035年达到2.2亿千瓦、2060年达到3.6亿千瓦的规模6，促使以电化学储能为代表的新型储能容量在2025年达到0.2亿千瓦，2035年增长至0.7亿千瓦，2060年增长至4.2亿千瓦7。打通上中下游，建立全国统一调度管理的电力系统，降低我国电力供应度电成本。通过建立全国电力大数据中心和电力系统一张网，打通发输配用电各个环节，消除电力不同环节、不同部门、不同能源种类之间的数据孤岛，建立开放共享的平台。统筹协调全国电力供需，进行统一管理和综合应用，提高能源利用效率，降低用能成本。深入开发数据资产，进行市场化交易，打造新的经济增长点。整合电力全产业、全服务、全价值链资源，通过信息技术创新和管理创新、商业模式创新相融合，带动更多市场主体参与电力“新基建”的价值创造和分享，不断催生新产业新业态新模式，形成互利共赢的能源电力新生态。电力“新基建”将长远促使我国电力供应度电成本下降，包括建设投资成本、运行维护成本及环境排放成本。从定量目标来讲，电力“新基建”将助力我国电力供应度电成本在2035年左右实现峰值，且控制在当前水平的1.4倍以内，2060年降至峰值水平的50%8。助力相关决策。平台汇聚整合全社会的能源电力生产消费数据，并通过大数据、云计算对数据进行深入分析和挖掘。在企业层面为电力相关企业的生产、运营、规划、投资提供支持；在政府层面，通过用能数据全面分析研判社会运行情况，支撑政府精准施策、科学调控，使社会治理更加精准、更富有预见性。5国网能源研究院有限公司著.中国能源电力发展展望2020[M].北京:中国电力出版社，2021：44.6国网能源研究院有限公司著.中国能源电力发展展望2020[M].北京:中国电力出版社，2021：47.7国网能源研究院有限公司著.中国能源电力发展展望2020[M].北京:中国电力出版社，2021：49.8国网能源研究院有限公司著.中国能源电力发展展望2020[M].北京:中国电力出版社，2021：61.43产业链环节发展目标定量目标上游供电侧打造实时预测、智慧调度、精准预警和智能运维的供电系统，支持清洁能源的大规模、高比例接入，保证用电稳定性和经济效益。（1）支持清洁电源装机容量在2025年达到15亿~17.7亿千瓦、2035年达到27.5亿~33.1亿千瓦、2060年达到41.6亿~49.3亿千瓦；（2）支持清洁电源在电源结构中的比重将由当前的约41%逐步提升至2050年的82%、2060年的86%；（3）支持清洁能源电量由当前的约31%逐步提升至2050年的约82%、2060年的约88%。中游电网建立数字化、智能化的电网系统，提升电网绿色安全、泛在互联、高效互动和智能开放能力。实现我国跨区输电通道容量到2035年达到4.4亿千瓦，2050年达到5.3亿千瓦，2060年达到5.4亿千瓦的峰值，并增强大电网对全国能源资源优化配置的支撑力度。下游配电侧和用户侧建立需求侧驱动、灵活高效调度、分布式能源（包括可再生能源、电动汽车、储能）高比例接入的智慧化配电系统。（1）实现需求响应容量规模在2025年达到0.7亿千瓦、2035年达到2.2亿千瓦、2060年达到3.6亿千瓦。（2）实现以电化学储能为代表的新型储能容量在2025年达到0.2亿千瓦，2035年增长至0.7亿千瓦，2060年增长至4.2亿千瓦。打通上中下游全国统一调度管理的电力系统打通电流和信息流的交互渠道，让能源数据资产真正流通起来；统筹协调全国电力供需，进行统一管理和综合应用，提高能源使用效率。实现度电成本（包括投资成本、运行维护成本及环境排放成本）在2035年左右实现峰值，且控制当前水平的140%，2060年降至峰值水平的50%。3.3.发展路径电力“新基建”相关技术、模式及业态均处于探索发展阶段。为促进电力“新基建”健康有序发展，分为近、中、远期三个阶段分步推进，采用试点先行、逐步推广的方法，44由试点到园区、社区，再推广到城市、区域，并向全国推广。在电力系统源网储荷全产业链实现物理层面网络信息基础设施与电力基础设施的融合，创新产业生态体系建设，推动用户侧相关领域及部门的数字化转型，提升电力行业信息化、数字化和智能化发展水平。因此，电力“新基建”发展路径可以按照“三步走”战略有序实施。第一步，电力数字设施建设阶段。一方面是加快电力系统内“云、大、物、移、智、链”等数字基础设施建设，加快电力及相关领域的电力设备、设施、装备的数字化、智能化升级和部署。另一方面形成电力“新基建”相关的技术标准体系、质量认证体系和配套金融、投资激励政策。以硬件建设为重点，兼顾软件工程的开发。第二步，电力网和数据网深度融合阶段。在前期建设基础上，促进数字基础设施与电力基础设施的融合。这里，融合包括三个维度，一是技术融合，即能源技术与信息技术融合，形成电力物联网，电力流动环节的源、网、储、荷等设施与电力数据流动环节的源、网、存、算、用等设施深入融合，形成闭环的数据流和电力流；二是业务融合，即电力发、输、配、用业务功能与电力数据流动环节的信息增值服务紧密结合，实现传统业务的提质增效降本，推动传统电力系统数字化转型。三是价值融合，即形成能源电力生态圈，将传统电力基础设施从电力输、配、送枢纽转变成为各类能源转换利用和资源优化配置的平台，进一步转变为能源数据流动和价值创造的客户服务平台，电网企业成为电力相关服务提供商。第三步，建设电力数字能源生态圈。能源革命与数字革命深度融合将促进能源流、信息流与价值流的深度融合，推动能源系统从传统的“物理能源”消费理念逐步过渡到“能源、信息、服务”综合消费理念，从而催生出更加丰富多元的能源生产和消费类型，多种新型主体融入能源生态圈，能源服务商将为用户提供多样化、定制化的综合服务，进而产生多种商业模式，并形成高度开放的多元生态系统。按照近期、中期、远期，电力“新基建”的发展重点概况如下：近期：2021年-2025年加强顶层设计规划，并建立健全电力“新基建”的相关法律法规及专有政策，保障电力“新基建”健康有序发展。初步建成电力“新基建”相关的技术标准体系、质量认证体系，形成一批重点技术规范和标准。电力基础设施建设方面，加快电力及相关领域和部门电力设施、设备、装备的数字化、智能化升级和部署，加快各类传感装置的部署，实现设备的智能感知、泛在物联，加强感知能力和数据采集能力。同步开展信息基础设施的建设，以硬件工程（如电力大数据中心）的建设为重点，兼顾软件工程（如云计算）的开发。加快“云大物移智链”技术在电力相关领域的研发与应用。建设发输配用各环节专用的电力物联网，加快5G网络的部署，实现数据可采集、可传输。构建能源电力大数据中心节点，建设云平台，增强数据存储和运算能力。并结合实际情况，促进信息基础设施与电力基础设施的融合。45开展国民经济相关领域和部门数字化转型，支持楼宇、交通、工厂等用户侧的再电气化及数字化改造。试点先行，逐步推广，并纳入地方经济发展规划工作中。建成一批不同类型、不同规模的试点示范项目，积累一批重要的试点经验。探索一批可持续、可推广的发展模式。将试点项目的成功经验，向社区、园区进行推广，逐步扩大电力“新基建”的建设范围。中期：2026年-2030年完善信息基础设施软硬件工程，包括云平台、人工智能在电力系统的应用等。将电力大数据中心多个节点连接，并完成全国能源电力大数据中心体系建设，注重分类分层布局，推动跨部门、跨层级综合电力数据资源充分汇聚、有效共享，实现成规模、成体系的行业大数据集。开展信息基础设施（数据的源、网、存、算、用）与电力基础设施（电力的源、网、储、荷）的深度融合，推进发、输、配、用全产业链各个环节上信息技术的应用，使得信息流与瓦特流相互连通和融合。在社区、园区成功的基础上，向城市、区域推广电力“新基建”的建设。城市以北京、上海、广州、深圳为建设重点，在电力基础设施和信息基础设施物理层面融合的基础上，深入开展业务融合和应用融合。将城市的成功经验，向区域推广，重点推动京津冀、长三角、珠三角的电力“新基建”工作，为向全国推广打下基础。远期：2031年-2035年创新和利用数字信息技术、能源装备技术、综合管理技术、交叉融合技术，搭建完成电力“新基建”体系的物理层、信息层和功能层的建设，建设完成以电力系统为中心的系统运行管理体系、以用户为中心的综合能源服务体系和以支撑政府、企业决策为中心的多主体决策支持体系。在“十五五”期间城市、区域成功经验的基础上，先期在各省会城市推动电力“新基建”，后期逐渐向各市县推进，在“十六五”结束之前，完成全国各省市的电力“新基建”工作。46近期中期远期加强顶层设计规划。初步建成电力新基建相关的技术标准体系、质量认证体系。加快电力及相关领域和部门电力设施、设备、装备的数字化、智能化升级和部署。加快“云大物移智链”技术的在电力相关领域的研发与应用，开展信息基础设施的建设，以硬件工程（如电力大数据中心）的建设为重点，兼顾软件工程（如云计算）的开发。开展国民经济相关领域和部门数字化转型，支持楼宇、交通、工厂等用户侧的再电气化及数字化改造。试点先行，逐步推广，并纳入地方经济发展规划工作中。继续完善信息基础设施软件工程，包括大数据中心、云平台、人工智能在电力系统的应用等。开展信息基础设施（数据的源、网、存、算、用）与电力基础设施（电力的源、网、储、荷）的连接与深度融合。在社区、园区成功的基础上，向城市、区域进行推广电力新基建的建设。创新和利用数字信息技术、能源装备技术、综合管理技术、交叉融合技术，搭建完成电力“新基建”体系的物理层、信息层和功能层的建设，建设完成系统运行管理体系、综合能源服务体系和多主体决策支持体系。先期在各省会城市推动电力新基建，后期逐渐向各市县推进。2025年2030年2035年图3-3电力“新基建”发展路径3.4.发展模式3.4.1电力“新基建”模式特征分析新基建与传统基建的建设内容不同，导致商业模式也不同。传统基础设施建设主要指“铁公机”，包括铁路、公路、机场、港口、水利设施等建设项目。新基建主要指以5G、数据中心、人工智能、工业互联网、物联网为代表的新型基础设施，本质上是信息数字化的基础设施。新基建的技术更新换代快速，新技术投资具有较大风险，在开发周期、技术人员、成本、市场推广等方面均有较大不确定因素。我国新基建建设初步阶段，需要探索投资建设运营模式推动新基建的发展。在投融资方面，传统基建主要由政府投资，新基建轻物质重科技，投资方式不再主要靠政府投资，而是更大限度地发挥市场作用，采用政府、企业和其他市场主体多元化的投资模式；在建设运营方面，新基建网络化、平台化的运营方式，与传统基建的运营完全不同，网络平台的运营多采用“线下+线上”模式，打通上下游产业链，整合上下游资源，寻找并开发新的商业模式。47建设内容投融资建设运营传统基建传统基础设施建设主要指”铁公机”，包括铁路、公路、机场、港口、水利设施等建设项目。传统基建（铁路、公路、机场等）主要由政府投资。传统基建（铁路、公路、机场等）建设运营模式成熟，投资模式包括BOT、PPP等。新基建新基建主要指以5G、数据中心、人工智能、工业互联网、物联网为代表的新型基础设施，本质上是信息数字化的基础设施。新基建轻资本重科技，投资方式不再主要靠政府投资，而是更大限度地发挥市场作用，采用政府、企业和其他市场主体多元化的投资模式。新基建网络化、平台化的建设运营多采用线下+线上模式，打通上下游产业链，整合上下游资源，开发新的业态等模式。表3-1传统基建与新基建模式特征对比3.4.2模式探索新基建的投资运营模式主要涉及投资和运营主体、资本构成和营利导向等。基础设施既可作为公共品由政府或政府投资的企业提供，也可作为商品由市场主体建设和运营（但要受政府的严格监管），模式探索分为以下三类。第一类，对于作为公共品的基础设施，具有较强公共、公益属性，由政府或政府投资的企业主导建设和运营，资金可能更多来自于财政资金或者是配套的政策性金融。例如国家能源大数据中心，公有云。此类基础设施的运营由事业单位或者政府主导的企业单位负责。第二类，对于商用的、专有的基础设施，可作为商品由市场主体建设和运营（但要受政府的严格监管）。充分调动包括国有企业、民营企业（尤其是高新技术民营企业）和外资企业在内的多元市场主体力量，在市场激励机制的作用下发挥好企业的创新活力，让企业在新基建的投资运营中发挥更大作用。比如，5G的应用、企业专有的数据中台、物联网的专有部分等。对于既有公共产品的开放、非排他性，也带有服务功能的商业属性，可以探索采用政府和社会资本合作（PPP）、不动产投资信托基金(REITs)模式，比如微电网项目。第三类是用户侧电力“新基建”配套设施建设，比如楼宇、交通、城市公共事业等，根据用户侧具体项目的特点，选择由政府投资，还是市场主体来投资建设，运营模式也应结合具体项目，采用灵活的运营模式。48第四章电力“新基建”重点任务及案例为更好地实现电力“新基建”的发展目标，本章提出电力“新基建”当前面临的五大重点任务，包括加快技术研发与应用、提升传统电力装备设备智能化升级、建立全国电力数据中心、搭建传输数据的公用与专用网络、推进用户侧数字化转型等五个方面，并结合相应的案例分析说明当前发展现状，分析提炼案例成功经验，对未来的发展提供参考。4.1加快数字技术在电力系统的研发与应用电力大数据来源于发电、输电、变电、配电、用电和调度等电力生产及管理的各个环节，主要分为电力系统生产监测大数据、电力运营调度大数据、电力企业管理大数据三类。大数据呈现高速性、多样性、规模性、价值稀疏性的特点。如何采集、存储、分析、利用数据，是当前关注的焦点。在大数据处理中，云计算技术是整个电力大数据系统的基石。数据挖掘与机器学习技术是进行电力数据分析的基础，可以挖掘数据背后所蕴含的信息，提取出数据中的关键知识，为企业的战略决策提供支撑。目前，关于大数据的采集、存储、分析、利用，在电力企业已经进行了不同程度的开展。大数据技术在电网生产、经营管理和客户服务领域的融合应用已得到全面推进。未来大数据仍有很大的发展空间。目前应着手提高数据的算力、算法，并在海量数据价值挖掘、在数据驱动下应用场景和增值服务方面加大研发力度。人工智能技术是通过计算机的超强运算能力模仿人工的方法和技术并实现延伸和拓展的技术。在理论与技术方面，人工智能正朝着人力协同混合增强、高泛化性迁移学习、具备可解释性的知识与数据融合等方向发展。在业务应用方面，将从浅层特征分析发展至深度逻辑分析，从环境感知发展至自主认知与行为决策，从电力辅助业务决策发展至核心业务决策。未来在发电领域，在新能源消纳方面，针对具有随机性和间歇性特征的风电和太阳能等新能源，以全面感知、边缘智能和群体智能自动生成策略和智能响应来实现自适应平衡。在传统发电领域，利用人工智能实现燃煤优化，动态建立燃煤锅炉的氮氧化合物排放浓度和锅炉煤耗的综合模型。在输变电领域，实现智能化运维，利用智能化手段替代人工进行高效资产运维，实现对状态的感知、监控和自动处理，最终实现电力资产的全面检测、实时在线、科学管理和智能运维。在输配电领域，利用态势感知技术预测发展状态，优化配电网运行，并能对新能源汽车等新负荷进行精准感知和辨别。5G通信技术在电力行业发、输、变、配、用、调六大环节中发挥重要作用。5G在新能源及储能并网方面、输变电运行监控方面、配电网调控保护方面、用户负荷感知与调控方面、协同调度及稳定控制等多个方面有广泛的应用前景。49未来应提升5G切片的资源匹配度，现阶段的5G切片不是专门为电网业务设计的，在使用过程中存在资源匹配度不高的问题。减少边缘计算功能的冗余，目前边缘计算的很多附加功能是电网行业不需要的，由此造成电网资源浪费，并导致效率降低。提升安全性，在实践过程中发现芯片、模组、设备、终端等环节都存在安全隐患，甚至安全漏洞，5G技术需要结合电力业务特点，在安全性方面进行整改提升。区块链技术具有不可篡改、可追溯和可编程等技术特征。当前在电力领域的应用主要分为三个方面，首先是区块链与电力系统相结合，保证业务数据上链的安全性和可追溯性，利用智能合约技术实现业务办理自动化，主要包括电力交通方面（电动汽车充电）、点对点交易、可再生能源证书管理等；其次是区块链与电力金融相结合，主要包括供应链金融、电子合同、电费金融等；第三是区块链与电力企业管理相结合，主要包括电力审计、企业安全管理、电网管理等方面。目前区块链在电力系统中的应用程度不高，未来在以点对点模式为主的分散式电力交易机制、能源交易机制、供应链金融等场景中应用广泛。同时需要关注运算处理性能问题。区块链分布式记账与多节点共识计算对系统处理性能造成一定影响，需要研究多级缓存、内置合约、分层分区共识等技术，优化共识算法，有效提升处理性能，满足未来电力交易高并发业务需求。同时，还需要关注去中心化问题，研究适合电力交易的区块链治理技术，将中心化的交易规则、交易组织与去中心化的区块链技术有机结合，在保障交易规则流程统一的前提下，探索创新灵活自治的交易模式，降低交易成本，提升用户体验。案例一：数字化技术助力新能源并网。意大利国家电力公司（Enel）利用大数据、云计算等数字化技术手段，能够轻松解决电网面临的复杂问题，降低了能耗，节约了成本。50案例一：数字化技术助力新能源并网近年来，意大利大力开发和利用可再生清洁能源，电力分配的挑战也随之而来。如何部署先进配电管理系统，充分利用绿色可再生能源，同时提高配网效率和稳定性，成为电力企业亟待解决的问题。而数字技术在电力系统中的重要性随之体现。意大利国家电力公司（Enel）是意大利最大的电力供应商之一。为应对上述挑战，他们曾尝试自己开发解决方案，但由于缺乏对大数据分析所需的专业知识和技术背景，无法从收集的数据中获取更多洞察，Enel公司选择了和施耐德电气合作。施耐德电气的EcoStruxure电网架构可融合原有系统中的SCADA、GIS、OMS。架构中的ADMS为Enel公司配电系统提供规划、运行、模拟和分析等全套功能在内的实时解决方案。通过电压管理、分布式发电、频率控制、需求侧响应和其他智能电网管理数据的详细可视化模型，借助更加精确的数据和算法，Enel公司得以更轻松地面对复杂电网环境，例如提前预测断电、发电和电压变化的影响，从而极大减少电力中断和能源损失。同时，其将现有系统上收集的所有数据编译到智能中央系统，进行分析后给出最佳行动方案，灵活地适应并实时调节供需平衡，进一步降低总体成本。目前，Enel服务用户达31500家，电缆长度达3100万米。综合部署EcoStruxureADMS系统后，可通过现有网络直接优化升级实现更低能耗。目前，系统每年能减少约144GWh的能源损失，差不多相当于5万户意大利家庭一年的能源消耗。图4-1意大利国家电力公司配电系统架构4.2提升传统电力装备及设备智能化水平电力设备的数字化、智能化是实现整个电力系统智能化的基础，也为数据采集、分析及更高级别的控制和管理提供了基础。在“双碳”目标的要求下，应升级改造传统电力设备，在新配置电力系统中最大程度采用智能化、低碳化设备，逐步淘汰六氟化硫等高污染的产品，提升源网储荷全产业链设备的智能化水平，同时，在发电环节，采用光伏等发电设备、自动控制设备、能量转换设备等；在输配电环节，发展柔性交流输电设备、超高压直流输电设备、高温超导设备、智能变电站设备等；在配电环节，大力推动光传感器、电子传感器、电缆温度检测器等智能化设备的配置，适应分布式能源以及其他智能配电设备即插即用，实现数据的采集、通信以及配电网的实时监控；在用电环节，采用智能电表、51数据量测设备、智能通信设备，搭建电力企业与用户之间的桥梁，实现与用户的交互，及时响应用户需求，保障用电的实时监测与安全可靠。案例二：配电网智能化改善古城用电体验，提升运营效率电力设施是构成配电系统的基本单元，多种配电设备（或元件）和设施构成了变换电压和直接向终端用户分配电能的配电系统。电力设施的智能化是实现整个配电系统数字化、智能化的基础和前提。苏州电网是全国规模最大的地市级城市电网。苏州供电公司在古城区范围内启动了“世界一流城市配电网”建设，为2500多岁的古城配备全面感知、区域自治跨区协同、信息融合与业务协同的全新配电网，极大提升运营效率，并给与古城人民更好的用电体验。苏州供电首先在配电网管理模式上进行大胆创新，结合古城区水陆双棋盘的格局，将古城区划分为30个全面感知的配电网格。每个网格都新增了基于边缘计算的配网网格边缘代理系统，具备故障预知、故障定位、线损管理、状态监测、用户用能分析等13个功能。过去线路每个环节出现故障，会一损俱损。现在，系统借助AI算力单元和定制化软件，具备了强大的计算能力与被授予的调度权力，可以实现网格区域内的高度自治。如果出现中压故障，系统可以做到在1秒内锁定故障位置，30秒内隔离故障，并通过另一条线路为用户持续供电。故障信息同步报送至用户和最近抢修人员，抢修人员到达故障现场的平均时长将缩短到16.2分钟，形成一套“主动抢修”流程。该系统还有一个功能是柔性智能调配。配网网格边缘代理系统可对区域内的设备及负荷进行优化管理，不仅可为上级调度减负，还能自动地进行不同变压台区之间的负荷互供互济、削峰平谷。通过对平江路1200户试点用户的能效监测，并提供相应的用能方案，一年可平均为每户居民节省100元电费，夏季配变负载率降低5%；试点的重点客户日均能耗下降1478千克标准煤/吨，年均节约电费203万元。传统巡检占用大量人力与时间。无人巡检系统在变电站现场利用各类先进的前端采集设备替代人的感官，用智能分析平台替代人的大脑，分析判断设备运行工况。除了标准化作业，该系统还像一位爱学习的巡检员，能够利用颜色、反光、时间序列边缘检测、动态分析等多种对比检测方式，自动分析采集数据，“有思想”地开展巡检作业。系统在金鸡湖变电站上线运行后，苏州供电调整变电站巡视策略，逐步减少该站的人工例行巡视，最终将实现无人巡检系统完全代替人工巡视。随着两网融合建设向纵深推进，类似无人巡检系统的“电力机器人”将越来越多在电力作业领域涌现，并深刻改变苏州电网的运维管理方式。524.3建设全国电力数据中心数据中心是电力“新基建”的基础。全国电力数据中心的建设，以总体拥有成本低、标准化程度高、规模化效益最大化原则，打通源网储荷用各环节为目标，结合当前建设实际，以各省份的数据中心作为全国数据中心的节点。构建数据指标体系，建立数据汇集标准体系，规范统一数据接入接口。做好数据中心前期规划，包括建设等级、数据中心规模、工艺总平面、节能方案措施、数据中心投资。建立共享机制，包括共享模式、运维机制、评价机制等。培育新兴产业，面向政府部门、行业用户、电力用户拓展典型应用场景，广泛开展能源电力供应保障、综合能效分析、经济态势分析、资源调配、新能源电量消纳分析等辅助决策服务。探索能源电力数据运营及盈利模式，发挥各方资源优势，有效汇聚各类数字产品，共同打造数字产品宣传、展示、共享、交易的统一门户。以能源互联网为依托探索数据产品运营商业模式，在更高层面、更大范围发挥能源数据价值。依托能源大数据中心，实现数据资源贯通共享。通过多维度、多视角梳理数据来源，构建涵盖电、煤、油、气、水、热等各类能源的生产、输送、存储、消费等数据，以及相关环境数据、政务数据资源目录，持续拓展数据汇聚的广度、深度和密度。加强与主要能源企业合作，先期通过数据集成等方式完成分散数据接入，中长期通过系统平台集成方式在线接入GDP、投资、消费、进出口等经济领域数据，接入政策、地理、交通、房产等领域数据，实现能源行业数据的汇聚融合，推动多级数据双向贯通，满足各层次能源数据应用需求。案例三：能源大数据中心提供精准洞察和决策依据。建立能源大数据标准体系，形成以三方确权协议为载体的数据互信机制；建成与省、市、县政务数据互联通道，实现了能源全行业全链条数据统一归集和管理；构建“能源—电力—经济—环境”大数据辅助决策体系，为政府科学决策、企业提高效率、公众便捷用能提供了精准数据支撑。53案例三：能源大数据中心提供精准洞察和决策依据河南省能源大数据中心于2021年1月投产运营。2017年，河南省政府印发《推进国家大数据综合试验区建设实施方案》，将能源大数据应用列入河南省建设国家大数据综合试验区的重点任务，并明确由河南省发改委牵头、国网河南省电力公司承建，推进河南省能源大数据中心建设。河南省能源大数据中心建立能源大数据标准体系，形成以三方确权协议为载体的数据互信机制；建成与省、市、县政务数据互联通道，依托华为云和先进数据中台接入巨量能源数据，实现了能源全行业全链条数据统一归集和管理；构建“能源—电力—经济—环境”大数据辅助决策体系，实现了能源统计分析、运行监测、规划预警、能源服务等功能应用，为政府科学决策、企业提高效率、公众便捷用能提供了精准数据支撑。特别是在2020年应对疫情、各行业复工复产的关键时期，国网河南电力运用电力大数据技术，动态监测、精准分析全省各地区、国民经济各行业、规模以上等重点企业的复工比例和产能情况，形成《河南省企业复工复产情况监测日报》，为省委、省政府精准判断形势、科学作出决策提供了有力支撑。目前河南省能源大数据中心初步实现了河南能源全行业数据的统一归集和管理，并融合经济社会、政务、环境、气象等相关数据，涉及5行业、6领域，接入范围涵盖内600余家发电厂、20余家煤油气生产企业、400余家重点用能企业、2.6万个公共充电设施、600余万双替代用户、4300余万用电客户等，月度新增数据量1.5TB以上。已建成能源监测预警和规划管理、能源信息APP、电眼巡航、电力需求侧响应、电力金融信用服务、新能源监测与消纳监测预警、“一网通办”办电便民服务、“双替代”清洁供暖大数据监管、充电智能服务9大应用成果，共计39项产品165项服务。河南省能源大数据中心建成投运，对提升河南能源数据归集融合的时效性和准确性，促进政府治理现代化、企业提质增效、公众便捷用能，催生能源产业发展新技术、新业态、新模式，加速能源高质量发展意义重大。未来，河南省能源大数据中心将积极应用5G、区块链等先进信息通信技术，推出“能源+政务”“能源+交通”“能源+智慧城市”“能源+金融”等系列产品，加快产业数字化、数字产业化步伐，全力打造省级能源大数据中心建设运营样板工程，为河南构建现代能源体系、早日实现“碳达峰、碳中和”做出积极贡献。544.4搭建传输电力数据的公用与专用网络数据传输，是电力数字化的关键环节之一。加快数据传输基础设施的建设。5G的高速率、低时延、广连接等特性使得5G网络是当前数据传输的必然选择之一。对于5G公用网络的建设，统筹推进，科学布局，深化共建共享。鼓励运营商强化合作，避免重复投资。专用网络的建设，要结合企业自身特性，合理选择建设途径。可以选择依靠运营商已经建设好的公共网络，利用网络切片、边缘计算等技术，为用户分割5G虚拟专网；也可选择企业申请专属的5G频段，自建5G基站、传输等设备，独立建设5G物理专网。案例四：5G技术在电网的应用。国网公司已经基本建成了光纤通信，并积极开展在5G网络建设，“青豫直流工程”特高压豫南换流变电站实现了5G全覆盖，河南电力公司开展“5G+特高压”示范场景建设，实现省内3座特高压站5G网络全覆盖。案例四：5G技术在电网的应用5G技术在电网中得到应用。国家电网“青豫直流工程”特高压豫南换流变电站实现了5G全覆盖，也是国内首次将5G技术用于特高压换流站基建现场。该项目搭建变电站5G专网，充分考虑前期基建和后期运行的需求，开展智慧工地、智能巡检、智能管理类系列5G应用，打造了“5G+特高压”新基建示范标杆。5G智能机器人是该项目中的一项创新应用，它搭载着VR全息摄像头、红外热成像摄像头、4K可见光摄像头，能够在特定路线上自动巡检，遇到前方障碍物，还可实现超声波自动避障。与此同时，通过智慧工地监控中心的大屏，管理人员可以查看智能机器人传回的高清画面，对施工现场进行实时远程监控，有效提高了基建安全管控能力。国网河南省电力公司通过不断深化与电信运营商5G共建共享合作，开展“5G+特高压”示范场景建设，实现省内3座特高压站5G网络全覆盖，为特高压提供灵活、大带宽、高速率的5G技术通信手段。在±800千伏哈郑直流中州换流站年检中，利用换流站5G网络全覆盖的优势，实行基于5G的“机器人+无人机+单兵”综合巡检，实现前端现场与后方专家的实时交互，巡检效率提升30%，故障排查准确率提升了2倍；通过移动式的5G现场作业管控终端，辅助进行20个作业面、300多个作业人员的安全作业管控，违章人次同比减少50%，安全管控效率得到显著提升。554.5加快推进用户侧数字化转型，鼓励灵活的用能模式电力“新基建”在用户侧的开展，离不开楼宇、交通、工业领域这些电力消费大户。结合我国实际，当前在楼宇、交通等用户侧，相对于投资新建能源设施，对原有基础设施进行升级改造，不仅可以满足用户侧需求，还能节省投资。楼宇、工厂、交通等用户侧的能源系统通过数字化手段进行升级改造，降低单位能源消耗，降低碳排放，提高能源综合利用水平。鼓励建设以智能终端和能源灵活交易为主要特征的智能楼宇、智能交通和智能工厂，支撑智慧城市建设。构建以多能融合、开放共享、双向通信和智能调控为特征，各类用能终端灵活融入的微平衡系统。建设楼宇、园区、区域不同层次的用电主体参与电力市场的接入设施和信息服务平台。案例五：智能微网助力降低碳排放。芬兰Lidl的冷链配送中心采用了智能配电、楼控系统和微能网能量调度服务，并集成了光伏电池储能，微型燃机等分布式可再生能源，为其物流中心搭建了能源互联网，最终实现可再生能源占比达100%，CO2排放降低40%，相比同类型设施能源费用降低了50%。56案例五：智能微网助力降低碳排放目前，国内外在建筑的数字化微网供能系统方面已有诸多尝试。在芬兰，施耐德电气为欧洲最大的便利店企业之一Lidl的冷链配送中心提供了从规划建设到运营的整体的能源服务。该项目采用了智能配电、楼控系统和微能网能量调度服务，并集成了光伏电池储能，微型燃机等分布式可再生能源，为其物流中心搭建了能源互联网，最终实现可再生能源占比达100%，CO2排放降低40%，相比同类型设施能源费用降低了50%。图4-2芬兰Lidl配送中心电力系统架构Lidl配送中心在建筑物屋顶上建造了1600个太阳能电池板发电站，搭配储能装置和燃气轮机组成的区域供热系统及控制系统等组成了集光伏系统为一体的冷热电三联供系统。在白天或极昼时，光伏系统可用于发电及余电上网；在夜间或寒冷的极夜时，燃气轮机将用于发电、余电上网，同时依靠燃气轮机的余热可驱动热泵系统产生更多热量，多余的热量也被用来为附近大约500户家庭提供热水；这样，便可以最低的能耗水平满足用能需求。施耐德EcoStruxureMicrogridAdvisor是基于云的解决方案，它能实时监测电力系统利用率、电价、用电量和天气情况，运用实时数据来自动控制现场能源资源并优化消耗，生产和存储，并可实现远程运维。图4-3芬兰Lidl配送中心外景57第五章电力“新基建”保障措施和政策建议新一轮科技革命和产业变革为推动电力数字化转型带来新的机遇。建议以电力“新基建”为发力点，全面推动电力系统再电气化、数字化、网络化、智能化升级，建立和完善电力“新基建”顶层设计、行业标准体系、技术研发和人才保障体系、安全管理规范、数据平台建设、投融资模式、建设运营主体、试点示范工程和监管决策机制，为电力“新基建”可持续发展提供有力保障。5.1加强电力“新基建”统筹规划和顶层设计加快推进电力“新基建”是深化能源领域供给侧结构性改革的重要战略举措，建议将其发展规划纳入“十四五”时期“新基建”发展规划，并纳入我国“新基建”中长期发展目标，统筹规划电力“新基建”与能源互联网建设、新能源发展、需求侧响应、分布式能源利用的关系。一方面，加强电力“新基建”与传统电力基础设施的统筹协调，牢牢把握其再电气化、数字化、网络化、智能化发展趋势，确保电力基础设施系统实现整体优化、协同融合和全面升级，更好发挥其对国民经济发展的支撑带动作用。另一方面，加强电力“新基建”重点任务的统筹考虑和顶层设计，牢牢把握其国家长期战略性、开放基础公用性、行业专有性、安全可靠性、多元多样性、交叉融合性特征，厘清电力“新基建”和电网数字化转型、新型平台建设、新运营主体和商业模式创新的关系，明确发展重点和优先顺序，强化政策协同，要坚持集约高效、经济适用的原则，不宜过度超前，杜绝形象工程。面向“十四五”时期和2035年国民经济中长期发展目标，按照不同层次、不同维度、不同主体，分阶段、分步骤制定我国电力“新基建”短期、中期和长期发展目标和发展路线图，并纳入区域、城市和跨部门的经济发展规划工作中，保障建设项目规划的前瞻性，避免“跟着跑”的被动局面，以保障项目能够及时落地。依据中央、地方、企业不同层次制定实施规划方案，明确电力系统源、网、荷、储各项任务的主体责任，三者之间做好协调，营造良好的合作关系，为促进电力系统高质量发展奠定坚实基础。5.2建立健全电力“新基建”标准体系（一）建立完善行业标准规范，促进新型基础设施互通融合尽快制定电力“新基建”相关规范和行业标准体系。建议由发改委、工信部联合标准化机构、行业协会、中科院等科研机构，以及能源龙头企业，围绕技术研发、工程实施、维护管理等，对标国际最佳实践，充分考虑碳达峰和碳中和的总体要求，研究制定电力“新基建”实施规范和标准体系，促进新型基础设施的互通、融合，提高产业核心竞争力。建议组织研究力量评估新一轮科技革命和产业变革对能源电力行业的冲击性影响，形成适应“新基建”发展趋势的新规范、新标准、新管理机制，为我国电力体系再电气化、数字化、网络化、智能化发展目标提供有力保障。58（二）健全统一数据标准体系，实现数据有效汇聚和应用数据是电力“新基建”的重要生产资料，为解决电力“新基建”参与主体数据基础标准不一致的问题，建议制定数据标准规范，建立健全统一的行业级数据标准体系，涵盖业务数据、元标准、主数据、参考数据、指标数据标准，使数据管理和使用有规可依，实现数据的有效流动、汇集和应用。应着眼于实现数据价值的流程和管理制度，满足数据内部共享和外部接入的需求，制定和优化行业级数据标准体系。制定统一数据标准化工具的开发计划，以制度和工具推动不同源头数据标准化。建立健全数据采集存储、汇聚融通、质量整治、共享开放、分析应用等业务流程标准，规范数据全过程管理。构建完备的数据管理规范，实现数据管理有章可循、有规可依，提升数据管理的规范化水平。5.3提升电力“新基建”技术保障能力围绕提升创新能力，聚焦新能源、能源大数据、综合能源服务、智慧城市等关键领域，加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研融合的生态系统，布局一批具有前瞻性的重大科技项目，不断提高技术保障能力。（一）以绿色低碳高效为导向，推动技术创新和产业创新加强电力“新基建”前沿领域的战略布局，筑牢创新发展根基，推动5G应用、电网数字化平台、电力物联网、能源工业云网、电力大数据应用、电力北斗应用、氢能、储能、特高压、新能源汽车充电桩、区块链、能源岛、综合能源服务、“智能+”等领域的技术研发和产业化布局，孕育一批颠覆性技术，创造出一批新产品、新需求、新业态。（二）构建创新生态系统，提高创新系统开放协同性由政府组织，企业为主体，建立产学研协同创新组织，推动电力“新基建”领域战略性技术与产品取得突破，并向各产业、各领域应用扩散。破除阻碍创新要素在不同机构之间自由流动的体制机制障碍，推动创新资源在各类组织之间有效流动，形成开放合作的创新网络和形式多样的创新共同体。（三）鼓励开展电力“新基建”技术创新国际合作推动“新基建”必须要有国际视野，鼓励开展“新基建”关键核心技术和应用实践的国际合作。一方面，加强基础研究领域国际合作，提升关键技术能力，加快核心装备研发，在能源电力技术创新领域争取保持世界领先地位。另一方面，推进电力系统技术装备数字化水平，提升系统安全、可感知能力和效率水平；借鉴国外先进创新实践，鼓励围绕电力“新基建”的应用和业务创新。595.4加强电力“新基建”人才保障能力围绕提高人力资本积累，以信息人才、数字人才、智能人才等为重点，突出“高精尖缺”导向，加快推进电力“新基建”人才发展体制和政策创新，构建具有国际竞争力的人才制度优势，持续加强对我国电力“新基建”的人才保障能力。（一）加快技能型、复合型人才培养一是前瞻性把握电力“新基建”对劳动力的需求，完善职业教育和培训体系，深化产教融合、校企合作，鼓励内外资企业的共同参与，促进职业教育和高等教育融合协调发展，培养出适应一线实践领域的技术人才。特别是注重电力行业和计算机信息专业相结合，培养电力数字化转型方面的复合型人才。二是将电力“新基建”相关专业人才纳入紧缺型人才目录，支持职业院校和高校完善新基建领域相关学科设置，增加相关课程设置，适当增加相关专业招生名额，注重培养综合素质和创新能力，为电力“新基建”补上人才短板。三是鼓励科研院校、先进企业举办电力“新基建”主题大赛，如基础算法、人工智能、大数据应用等，旨在针对软件环境、学科应用方面的相关瓶颈谋求突破，选拔及培育高水平的技术交叉型人才，让大计算中心、大数据中心等“新基建”能够更好地发挥作用。（二）强化高端创新人才培养、引进一是改革院校创新型人才培养模式、优化学科结构、推动科教融合、改革人才评价方式，引导推动人才培养链与电力“新基建”产业链、创新链的有机衔接。二是组织实施一批电力“新基建”重点人才工程、重大科技任务和攻关项目，在创新实践中着力发现、培养、集聚一批战略科学家、科技领军人才和企业家人才。三是政府部门要帮助企业、科研院所在全球引进电力“新基建”人才或设立研发机构，以加快技术追赶。四是在顶层设计上做好战略部署，给予电力“新基建”企业一定的政策倾斜和财政扶持，激励企业加大对基础研究的投入，提高人才待遇，吸引更多人才流入。5.5完善电力“新基建”安全管理流程（一）强化全链条安全管理，提升新型基础设施安全保障水平确保“新基建”与网络安全技术设施同步规划、同步建设、同步使用。强化信息收集、使用、分析、共享等全链条安全管理，加强重点行业和领域关键数据的安全监管。充分利用现有区域性、行业性大数据中心开展灾备中心建设，支持资源共享、互为备份，实现重点行业和重点企事业单位数据灾备全覆盖。60（二）强化数据安全管控，防控数据安全问题数据既要流动与应用，又要确保在安全的范畴内开展，建议由工信部、发改委联合标准化机构、行业协会、科研机构和能源企业，强化数据安全分级保护和风险评估，避免数据泄露与数据滥用等安全风险。建立健全数据安全管控体系，制定数据安全合规风险事前审查防控机制，事中监测通报机制，事后应对解决机制，明确安全管理技术手段。研究数据安全主体责任和防护要求，以“谁经手谁使用，谁管理谁负责”为原则，构建形成覆盖数据全产业链的安全防控体系，做到“事前可管、事中可控、事后可查”。5.6引导电力“新基建”投融资模式创新按照政府引导、市场主导的思路，围绕电力“新基建”重点领域和任务开展投资布局。鼓励不同市场主体按照市场经济规则灵活开展多种形式合作，共同拓展投融资渠道。用好科技金融新政策工具，创新电力“新基建”金融支持方式，强化资本市场对电力“新基建”投资的支持力度，提升资本保障能力。（一）支持引导社会资本参与电力“新基建”要坚持政策引导和市场主导相结合，构建开放合作畅通的投融资渠道，营造以企业为主体的市场环境，吸引多元化的投资建设主体，推动电力“新基建”的国际开放、行业间开放、数字资源开放。鼓励社会资本按照市场规则参与电力“新基建”投资，发挥好政府和国有大型企业在一些关键领域的主导作用，拓宽民间投资、民营企业进入“新基建”领域的渠道，考虑采用PPP（Public-Private-Partnership，即政府和社会资本合作）融资模式，增加PPP项目数量，提高PPP项目供给质量和效率。探索创新电力“新基建”投融资新机制，推进市场化改革，降低基建投资的市场准入门槛，减少对民营资本的限制,在投融资渠道、经营管理机制、投资回报机制等方面，充分调动民营企业参与“新基建”的积极性。（二）完善金融科技投融资工具，强化资本市场支持力度要完善政府与社会资本合作的法律政策框架，进一步加大市场准入放开力度，引导更多社会资本投资新型基础设施。把握电力“新基建”领域科技创新及其产业化对PE/VC等金融服务的需求，建立多元化科技融资体制，发挥好不动产投资信托基金(REITs)等投资工具的作用，既拓展了融资渠道，又可以让民间资本共享“新基建”带来的投资红利。考虑到投资周期较长，可以优先在电力“新基建”示范工程中应用，完善相关扶持政策。61（三）发挥好国有资本的带动作用，不断提升资本积累电力“新基建”是电力数字化转型的基础，电网数字化平台、能源大数据中心等设施又是“新基建”的基础，面临投资周期长、回报率低等问题，建议发挥好财政资金的撬动作用，优化财政投资方向和结构，提高财政资金使用和配置效率，前期投入以国有资本和中央财政支持为主，加快推进大数据、云计算、能源互联网、工业互联网等信息基础设施在电力领域布局建设，不断提升资本积累，为电力“新基建”在我国全面展开打下坚实基础。（四）加大信贷优惠支持力度，创新金融支持方式加大对电力“新基建”项目的信贷优惠支持力度，优先将“新基建”领域企业纳入金融辅导范围，鼓励金融机构建立信贷审批绿色通道，推出优惠利率专项信贷方案，创新知识产权质押、应收账款质押等信贷担保方式。鼓励开展供应链金融，发挥龙头企业对上下游的辐射带动作用，延伸“新基建”金融服务链条。5.7明确电力“新基建”建设运营主体（一）充分发挥政府及各参与方优势，推动能源大数据中心建设建议采取“政府主导、央企主建、多方参与”的建设模式，推进能源大数据中心建设。工信部等政府主管部门在机制建立、标准制定、资金投入等关键环节发挥政府主导作用，授权能源大数据中心制定行业标准。同时，直接推动各类能源数据、政务数据、交通数据等接入，授权开展数据开放共享与交易活动。央企在能源行业具有引领地位，且拥有一定的大数据中心建设运营实力，能够广泛整合行业大数据资源，推动实现跨行业、跨地域的数据供需高效对接与价值共创共享。因此，建议在政府指导下，由电、煤、气、油等能源央企联合主建，成立第三方合资公司，按照出资规模、数据接入规模等确定合资公司的股权占比，更好地调动各单位建设积极性，充分发挥在各自领域的枢纽作用和资源优势。其他市场主体可通过增资扩股、新设子公司、引入战略投资者、项目合作、联合研发等方式参与，发挥各自专业优势、引进优秀人才、吸纳多方投资，增强平台创业创新活力，共同推动能源大数据中心发展。62（二）加强能力与机制建设，提升大数据中心运营能力通过提升平台运营能力、强化产品研发能力、创新项目孵化机制，推动能源大数据中心的运营能力建设。在平台运营方面，一是充分发挥能源大数据中心的实体运营平台作用，聚合人才、技术、资金等各类资源实现价值创造，丰富用户汇聚与流量变现手段，提升发展实力；二是强化技术平台能力建设，面向能源生态圈上下游企业，提供基于平台的存储、计算等资源租赁和数据应用服务，满足能源数据汇聚共享、数据产品开发部署等需求。在产品研发方面，一是联合高校、研究机构、能源生产消费企业等，组建产品研发团队，持续提升产品创新能力；二是充分应用物联网、人工智能、区块链等新技术，打造高质量数据产品与服务，拓宽产品宣传与推广渠道，保障业务可持续发展。在项目孵化方面，推动能源大数据产业生态建设，充分挖掘能源大数据中心资源价值，构建产品创新孵化机制，吸引社会资本和创新创业人才积极参与，支持创新孵化成果转化为数据产品，提升能源大数据中心社会影响力。5.8推动电力“新基建”示范试点建设（一）以创新示范工程引导电力“新基建”健康平稳发展打造能源数字经济平台示范工程，在投资、运营维护和监管方面试行新体制机制，例如，数字国网、省级智慧能源服务平台，明确能源大数据管理办法和服务模式，促进新能源云、电动汽车服务、多站融合、线上产业链金融、能源电商新零售等业务快速发展，吸引上下游企业广泛参与，基本完成能源互联网生态圈体系化构建。（二）强化创新示范工程的全生命周期管理理念创新示范工程要加强风险防控，贯彻全流程、全生命周期管理理念。涉及到财政资金支持的项目，事前管理，要做好技术可行性、经济可行性分析，加强成本收益评估，择优支持，确保投资风险和成本可控，投资综合收益最大化。事中管理，要管理好项目质量和实施进度，确保项目按照计划高质量完成。事后管理，要做好项目验收工作，确保经济适用，避免服务价高质次，损害用户福利。（三）防范新项目“一拥而上”和重复建设问题创新示范工程要结合所在地区、城市、行业实际发展需要，防范新项目“一拥而上”和重复建设，杜绝资源浪费。要充分考虑各地实际需求、自然地理条件、网络布局基础，避免出现无效投资、低效投资和产能过剩。同时，电力“新基建”要明确其内在特征和外延边界，高度警惕新瓶装旧酒、搭便车的现象，造成政策效果偏差。635.9完善电力“新基建”监管决策机制（一）完善现有的电力监管机制以适应“新基建”发展电力“新基建”将改变现有游戏规则，为电力网络运营商提供新角色，将分散能源资源整合在一起，导致网络运营商的盈利模式将发生重大变化，电力网络运营商将逐渐转变为能源服务平台提供商，最终形成以少数几家电网平台为主、众多分布式网络运营商共同构成的多层次能源互联网系统。监管方面，要借鉴传统互联网平台监管思路，推动电力网络运营商向分布服务平台提供商转变，通过综合规划打破监管孤岛（地域、行业、部门），通过制定明确的过渡路径和监管时间表使投资者放心，通过重新设计价格结构来使用价格信号，引入动态价格机制，提高资源配置效率。（二）加强数据融合治理，推动数据开放应用电力“新基建”的不断推进将产生海量能源流相关数据，需要为治理这类数据做好准备，例如，谁可以访问数据、谁拥有数据、隐私权保护等。推动公共数据资源深度有序开放，聚焦社会治理和公共服务重点领域，深度开发应用场景，建设示范应用工程，组织创新应用大赛，以规模化应用需求推动电力“新基建”发展。（三）推进电力“新基建”相关制度体系建设适应电力“新基建”的制度创新是多方面制度共同作用的结果，加快优化制度体系建设，重点破除阻碍要素流动、技术创新的体制机制障碍。一是持续深化电力体制改革，推动构建有效竞争的市场结构和市场体系，建立健全电力行业“有法可依、政企分开、主体规范、交易公平、价格合理、监管有效”的市场体制。二是加快电力市场化改革，利用电力交易平台是电力行业能量流、信息流和业务流的汇集点和枢纽点的特点，搭建友好开放、透明共享的市场交易平台，激发市场活力、改善营商环境、促进新模式新业态发展。三是推动电力“新基建”市场信息的公平公开发布，建立多样化的信息发布渠道，努力营造公平、透明的市场竞争环境。（四）推动电力“新基建”领域资源有效配置一是对于具有明显商业价值的电力“新基建”领域，应充分发挥市场资源配置的决定性作用，通过制定行业规则、设施标准、产业规划布局等，推进市场有序运行。二是对于商业化价值低但又非常有必要的、或涉及公共信息的、或市场整合难度比较大的电力“新基建”，如公共大数据中心、5G基站等，政府应积极主导或牵头。三是以市场需求为指引，充分发挥政府和市场两类数据资源优势，通过建立数据资源产权、交易流通、安全保护等基础制度和标准规范，构建统一开放、畅通可控、竞争有序、高效能低成本的数据要素流通大市场，完善能源数据资源市场化配置。四是推动公共数据向社会主体深度有序开放，鼓励公共数据向社会流动，培育催生政企数据融合与创新应用。中国科学院科技战略咨询研究院北京市海淀区中关村北一条15号电话：010-59358613www.casisd.cn施耐德电气（中国）有限公司北京朝阳区望京东路6号施耐德电气大厦电话：4008101315www.se.com/cn版权声明：本报告著作权属于施耐德电气（中国）有限公司。使用说明：未经施耐德电气（中国）有限公司书面授权，任何人不得以任何违反著作权法及相关法律法规的方式使用本文档的任何部分。对本文的观点和数据的合理引用，需注明来源。引用建议：《电力“新基建”的发展模式和路径研究》，施耐德电气（中国）有限公司，2021年7月