“電力算力融合”發(fā)揮數(shù)字化引擎作用

工農(nóng)商學兵 2022-04-24

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近期，國網(wǎng)能源研究院有限公司能源數(shù)字經(jīng)濟研究所發(fā)布了《能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書（2021）》，旨在以能源數(shù)字化為主脈絡，從新型基礎設施、新型數(shù)字技術、新型產(chǎn)品服務、新型市場培育的“四新”視角，探究數(shù)字化對能源行業(yè)的本質(zhì)性影響。

能源基礎保障的屬性決定了能源數(shù)字化具有強外部性，在賦能產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和區(qū)域經(jīng)濟方面發(fā)揮得天獨厚的作用。《中國電力》公眾號聯(lián)合能源數(shù)字經(jīng)濟研究所陸續(xù)推出能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型白皮書系列文章，與您分享！

“電力算力融合”發(fā)揮

數(shù)字化引擎作用

國網(wǎng)能源院

能源數(shù)字經(jīng)濟研究所

未來能源的形態(tài)是電力與算力融合的形態(tài)，電網(wǎng)也將由輸送電力向輸出電力的同時，充分考慮算力發(fā)展需求。首先，電力服務算力，從目前來看數(shù)據(jù)中心的耗電量尚不超過全社會用電量2%，未來即使需求量增長加倍，但總體上供電壓力不大；其次，電力即算力，電力的分布式生產(chǎn)、消費與遠距離大規(guī)模輸送等功能形態(tài)均能夠同步加載算力資源，實現(xiàn)資源復用與時空優(yōu)化。電網(wǎng)的平臺樞紐功能將在電力+算力時代得到進一步豐富，電力+北斗、電力+5G、電力數(shù)據(jù)中心對外服務等利用模式可充分響應用戶對算力、電力的雙重需求，徹底改造新型能源基礎設施的功能形態(tài)與價值形態(tài)。

圖1 電力算力的基礎設施融合

算力的高耗能屬性決定了其與電力存在著緊密的相互支撐關系。從計算的本質(zhì)來說，是把數(shù)據(jù)從無序變成有序，這個過程一定需要能量的輸入，算力水平的提升會帶來電力水平提升。僅從量的方面看，根據(jù)不完全統(tǒng)計，2020年全球發(fā)電量中，有5%左右用于計算能力消耗，而這一數(shù)字到2030年將有可能提高到15%到25%左右，也就是說，計算產(chǎn)業(yè)的用電量占比將與工業(yè)等耗能大戶相提并論。而對于計算產(chǎn)業(yè)來說，電力成本也是除了芯片成本外最核心的成本，所以，電力與算力天然具有相互影響關系。

充分發(fā)揮電力和算力雙引擎作用，以電力支撐算力提升，算力提升反哺能源電力科技突破創(chuàng)新，為現(xiàn)代經(jīng)濟體系建設提供新型基礎設施支撐。其中，從投資規(guī)?？矗啾扔谥圃鞓I(yè)、金融業(yè)而言，能源電力行業(yè)的算力應用水平還不高，發(fā)展空間大；從地域分布看，算力與電力都遵循了“逆向分布”特點，即供給中心在中西部，需求中心在東部發(fā)達地區(qū)，電力算力規(guī)劃實施的同步性特征明顯；從預期價值看，電力+算力的應用場景還主要在電力系統(tǒng)內(nèi)部，以電力北斗、電力5G為例，選擇成熟度較高的關鍵場景突破，如無人機智能巡檢、小水電精準調(diào)控等。

算力在能源電力行業(yè)中的應用和投資分布情況還遠低于行業(yè)平均水平，能源電力行業(yè)迫切需要加強對算力的超前布局。同時，算力供需缺口也較為突出，算力的供需格局與電力供需格局存在相似之處，在中西部地區(qū)資源充足，另一方面，雖然一線城市對算力資源的需求十分旺盛，但由于政策、土地、電力、網(wǎng)絡等條件的制約，算力供給能力反而相對有限，造成供需缺口突出。

現(xiàn)代能源企業(yè)要以“電力+算力”為重點，支撐新型電力系統(tǒng)建設，驅(qū)動能源系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展。通過電力和算力共同發(fā)揮作用，促進大規(guī)模可再生能源協(xié)同發(fā)展，這是當前建設能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)面臨的重要課題，也是建設新型電力系統(tǒng)的要求。以電力新基建為抓手，面向新型電力系統(tǒng)發(fā)展需要，應通過強大的算力支撐以及海量數(shù)據(jù)基礎、平臺支持，實現(xiàn)能源流、信息流與業(yè)務流的深度融合，增強電網(wǎng)資源大范圍優(yōu)化配置能力，提高電力的清潔綠色、安全穩(wěn)定水平，再進一步反向促進算力的可持續(xù)發(fā)展，以在電力和算力螺旋式上升的過程中，實現(xiàn)能源系統(tǒng)的高質(zhì)量發(fā)展。

案例：數(shù)據(jù)中心+變電站打造共享型綜合能源樞紐

變電站是電網(wǎng)中樞節(jié)點及核心資產(chǎn)，深入挖掘變電站站址資源價值，利用變電站資源建設運營數(shù)據(jù)中心站等設施，可有效促進資源集約化利用，將傳統(tǒng)變電節(jié)點轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆湓淳W(wǎng)荷儲等特征的能量雙向流動的能源信息樞紐，實現(xiàn)“能源流、業(yè)務流、數(shù)據(jù)流”三流合一，滿足能源靈活互動、狀態(tài)全面感知、信息高效處理、業(yè)務實時智能等關鍵需求，支撐拓寬能源服務渠道、創(chuàng)建能源共享互濟新業(yè)態(tài)。

圖2 數(shù)據(jù)中心+變電站融合構(gòu)建綜合能源樞紐

構(gòu)建多層多級的計算存儲和位置服務網(wǎng)絡體系，為能源物聯(lián)網(wǎng)、智慧應用提供一體化的網(wǎng)絡、計算、存儲、平臺和位置以及云邊協(xié)同服務。采用“變電站+數(shù)據(jù)中心站”模式，可充分發(fā)揮變電站電力、通信、土地供應、布點等資源優(yōu)勢，提升數(shù)據(jù)中心供電可靠性，減少柴發(fā)設備投入數(shù)量，有效降低數(shù)據(jù)中心建設和運營成本；可實現(xiàn)變電站通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心通信系統(tǒng)的高復用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心站間的高效互聯(lián)；可進一步促進生產(chǎn)數(shù)據(jù)的邊緣處理能力、核心存儲能力和云端計算能力，滿足公司不同業(yè)務應用需求，實現(xiàn)IT基礎資源、通信光纖網(wǎng)絡、無線專網(wǎng)和電力桿塔等富余資源的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化和商業(yè)化運營。

團隊簡介?

國網(wǎng)能源院能源數(shù)字經(jīng)濟研究所專注能源大數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)創(chuàng)新、融媒體與品牌宣傳研究，深度支撐政府部門和國網(wǎng)公司決策，高質(zhì)量完成了三十余項能源數(shù)字經(jīng)濟相關重大課題研究任務，配合制定了《國家電網(wǎng)公司數(shù)據(jù)管理辦法》《國家電網(wǎng)公司大數(shù)據(jù)建設方案》等多份文件，出版《國內(nèi)外能源電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型分析報告》《能源大數(shù)據(jù)時代》《大型企業(yè)運營分析體系建設與實踐》《電網(wǎng)企業(yè)運營分析體系與預警技術》等多部著作，多次獲得中國管理科學學會管理科學獎、國家電網(wǎng)公司科技進步獎等省部級獎項，多次舉辦能源數(shù)字經(jīng)濟論壇，為眾多業(yè)界交流合作提供了平臺，獲得廣泛響應。