數字孿生技術結合5G、物聯(lián)網、大數據、云計算、人工智能等技術，實現與能源系統(tǒng)設備融合，將原有耗時、勞動密集型的傳統(tǒng)配電網運維模式轉變?yōu)榭焖俑咝У脑诰€智能運維，提高工作效率。
智慧能源系統(tǒng)是一種以冷熱量平衡為核心，整合地熱能、太陽能、空氣能、水能、天然氣、城市自來水、污水、工業(yè)廢水廢熱等多種可再生能源，運用冷熱回收、蓄能、熱平衡、智能控制等新技術對各種能量流進行智能平衡控制，達到能源的循環(huán)往復利用，一體化滿足制冷采暖、熱水、冷藏冷凍、烘干加熱、養(yǎng)殖種殖、除雪化冰、蒸汽、發(fā)電等多種需求功能的系統(tǒng)設備。
基于能源系統(tǒng)和場景的數字化模型，數字孿生的應用融合物聯(lián)網技術，以GIS技術為載體，可以整合來自變電站、充電樁、配電室、輸電線路、低壓線路、儲能、光伏電站等能源電網設備設施的數據，實現全拓撲滲透和運行數據的智慧能源系統(tǒng)，并解決了過去需要逐一控制靈活負荷、充電站、儲能站等單個資源，實現園區(qū)資源的削峰填谷的問題。實現系統(tǒng)中分布式資源的自動快速調節(jié)。
數字孿生技術結合5G、物聯(lián)網、大數據、云計算、人工智能等技術，實現與能源系統(tǒng)設備融合，將原有耗時、勞動密集型的傳統(tǒng)配電網運維模式轉變?yōu)榭焖俑咝У脑诰€智能運維，提高工作效率。
例如，過去，如果低壓設備發(fā)生故障并導致停電，運維人員無法在第一時間知道，只能等待客戶報告故障并由客服人員轉告，降低運維檢修效率。而基于數字孿生，能夠充分利用動態(tài)數字能源模型，整合物聯(lián)網實時數據、調度方運行數據、電網管理平臺設備缺陷等信息，還可實現分鐘級能源設備狀態(tài)評估和故障預警，變被動應急搶修為主動檢修，大幅提升檢修效率。
此外，還可結合元網格技術，對"站-線-變-戶"所覆蓋的地理區(qū)域進行歸集，并繪制成可視化的網格圖形，實現停電數據的快速匯集和分發(fā)，停電設備、停電用戶的全面感知，能夠為制定停電計劃提供了極大的便利。
構建以新能源為主體的數字孿生智慧能源新體系，是實現碳中和目標的關鍵。面向能源市場生產者、消費者、服務商、監(jiān)管者四大主體，圍繞碳交易和能源輔助服務兩大市場，以“雙碳”政策為導向，以開放共享的服務平臺為載體，催生智慧能源綜合服務等新興業(yè)態(tài)，打造更具活力的智慧能源生態(tài)圈。
同時，數字孿生結合大數據技術，通過調度方、營銷方、計量方等橫向數據資源的聚合分析，為用戶提供節(jié)能建議、新能源轉型方案和項目實施建議，深度挖掘需求側“碳中和”潛力。
根據中研普華研究院《2023-2028年版智慧能源產業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》顯示：
2022年中國能源局發(fā)布的《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》(下稱《規(guī)劃》)，強調要聚焦新一代信息技術和能源融合發(fā)展，開展能源領域用智能傳感和智能量測、特種機器人、數字孿生以及能源大數據、人工智能、云計算、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網等數字化、智能化共性關鍵技術研究，推動煤炭、油氣、電廠、電網等傳統(tǒng)行業(yè)與數字化、智能化技術深度融合，開展各種能源廠站和區(qū)域智慧能源系統(tǒng)集成試點示范，引領能源產業(yè)轉型升級。
現今，將數字技術應用于能源產業(yè)鏈，加速能源產業(yè)鏈升級重構，提升能源產業(yè)鏈現代化水平，已成共識。
大數據平臺(Big Data Platform)是一種處理海量數據的基礎設施，基于數據篩選、數據融合、數據存儲、數據分析、數據展示的流程，為用戶提供數據服務。
我國能源產業(yè)生態(tài)龐大，生產系統(tǒng)復雜，能源產業(yè)數據具有專業(yè)化、龐雜化的特征。大數據平臺能夠對數據進行高效清洗、計算和分析，在保證數據有效性的同時提高生產效率，助力相關能源企業(yè)經濟高效地利用能源。基于此，大數據的典型應用場景一般為資源層的生產環(huán)節(jié)與應用層的使用環(huán)節(jié)。
首先是資源層的生產環(huán)節(jié)。對于資源層的生產方而言，對能源進行開采時需用到多種設備，所涉及分析對象數目巨大。大數據平臺能夠更好滿足生產方保證設備安全高效運行的需求。例如，中國石油西部管線大數據平臺是一個針對管線壓縮機設備進行數據收集與分析的平臺。利用大數據平臺，該平臺統(tǒng)計實時信息與歷史信息，對機組設備的運行狀況進行分析，開展設備監(jiān)測、壽命預測與異常故障診斷，一旦出現問題，進行智能報警，極大減少機組人員工作量。
另一個典型應用場景為應用層用戶使用能源產品的環(huán)節(jié)。利用大數據平臺賦能，將有利于針對性改進工藝流程，提升能源的利用效率，減少在生產使用過程中由于化學反應而產生的二氧化碳排放。例如，南方電網深圳供電局基于大數據平臺技術，建設能源雙碳大數據中心。該中心匯聚融通深圳電力能源與碳數據，致力于挖掘電、煤、氣、油等用能數據，系統(tǒng)中的“雙碳大腦”可直接計算出“電力間接碳排放量”，實現基于能源大數據的科學分析與決策，服務政府、企業(yè)、社會公眾。該中心上線近一年，已成為展示深圳能源轉型、雙碳演進成效以及經濟發(fā)展態(tài)勢與成效的窗口。
數字孿生(Digital Twins)以數據與模型的集成融合為基礎與核心，通過在數字空間實時構建物理對象的精準數字化映射，基于數據整合與分析預測來模擬、驗證、預測、控制物理實體全生命周期過程，最終形成智能決策的優(yōu)化閉環(huán)。
目前，數字孿生在能源產業(yè)中的作用日益凸顯?；谄溆成涞墓δ?，一般被應用于資源層或產品層的生產環(huán)節(jié)中。例如，南方電網集團正在大力發(fā)展的智能電網業(yè)務，就是數字孿生在能源領域的應用之一。智能電網業(yè)務的核心是電網數字化，即通過建立數字孿生模型，將數字電網的操作作用于物理電網，實現數字世界和物理世界的雙向互動，實現電網量值傳遞、狀態(tài)感知、在線監(jiān)測、行為跟蹤、趨勢分析、知識挖掘和科學決策，促進電網運行更加綠色、安全、可靠、智能、經濟。
數字孿生技術可以實現物理世界和虛擬世界之間的精準映射，能夠在能源產業(yè)鏈的多個方面實現精準控制。
數字技術的水平發(fā)展尚不充分。比如，當前數字孿生技術在智慧能源行業(yè)應用仍處于萌芽期，相關的技術拓展和應用場景研究仍不足，尚未形成系統(tǒng)性的研究框架。數字技術的標準仍處于起步階段。以區(qū)塊鏈為例，能源是目前區(qū)塊鏈技術應用最為廣泛的領域之一，雖然在中國與全球范圍內，在交易領域有大量能源區(qū)塊鏈項目落地，但整體立項標準較少，我國在頂層規(guī)劃和區(qū)塊鏈標準研制方面仍是空白。
《2023-2028年版智慧能源產業(yè)政府戰(zhàn)略管理與區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略研究咨詢報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。
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2023-2028年數字能源行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略研究咨詢報告
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