2025-09-17
在全球积极应对气候变化、追求可持续发展的大背景下,智慧能源作为一种创新的能源理念与模式,正日益受到广泛关注。它被视为解决能源困境、推动能源行业转型的关键路径。
智慧能源的概念自2009 年由包括 IBM 专家队伍在内的国际学术界提出后,便引发了全球范围的探讨。其核心要义在于,通过融合先进的科技手段,如物联网、大数据、人工智能等,让能源系统具备类似人类大脑的自组织、自检查、自平衡、自优化等功能,进而实现能源的安全、稳定、清洁和永续利用。国内学者刘建平在《智慧能源 —— 我们这一万年》一书中指出,智慧能源不仅涵盖能源开发利用技术,还包括与之适配的能源生产消费制度,是技术与制度的有机统一,旨在构建符合生态文明和可持续发展要求的能源体系。
从技术应用层面来看,智慧能源呈现出多点开花的态势。在能源生产环节,人工智能与大数据技术大展身手。以风电领域为例,利用风电机组的温度、油压、转速、有功功率、风速等各项指标数据,通过高维机器学习和数据挖掘技术构建故障诊断与预警模型,能够提前20 分钟对风机故障发出预警,为风机故障定向检修、制定维护计划等提供科学依据,极大地保障了风电场的稳定运行,提升了能源产出效率。在石油管道运输中,为保障安全可靠,通过在输油管道安装通讯光缆和光纤振动传感器,并借助智慧能源 AI 技术构建算法模型,可及时检测管道异常,将判断输油管道破坏事件的准确性和及时性大幅提高,有效减少管道管理运营企业的损失。
能源传输与分配环节同样因智慧能源技术发生深刻变革。中电科安推出的SECMAX 数字断路器,内置边缘计算模块,支持多种 AI 算法,能精准采集每一条线路的电流、电压、电量、功率、漏电、谐波、温度、位置等八大数据,并实时同步云端管理平台。这一创新产品不仅保障了用电安全,还显著提升了电力能效,推动了电网数字化变革。此外,在电网调度中,通过大数据分析与 AI 节能算法模型,可根据实时用电需求,智能调整电力分配,降低传输损耗,实现电力资源的高效调配。
能源消费端的智慧化转型也成效斐然。基于物联网和大数据技术的智慧能源解决方案,实现了能源的实时监控和优化。通过智能电表、能源监测传感器等设备采集数据,并进行分析处理,为用户提供科学的决策支持。在工业领域,企业可借助智慧能源系统,实时监测各生产环节能耗,挖掘节能潜力,降低生产成本。在商业和住宅领域,通过设置节能策略模型,可使空调、新风、照明等环境控制设备和物联环境的感知数据(温湿度、照度、时间、人体存在等)智能联动,如员工打开窗户,空调自动关闭;房间无人时自动关灯、关空调,有效减少能源浪费,提升能源利用效率。
从实际案例来看,国家电投云南国际的多个项目极具代表性。在阳宗海绿色铝产业园,打造了分布式光伏52 兆瓦 + 用户侧储能,并配套充电桩系统、地面景观风机、智慧能源设施等,实现了 “源 - 网 - 荷 - 储 - 控 - 用” 能源多供应环节之间的协同互动。自一期项目投运以来,每年为云铝提供绿色电力 6000 万千瓦时,节约标准煤 1.84 万吨,减排二氧化碳 5.98 万吨,有力推动了企业的绿色低碳转型。富源西风电基地以创新驱动和数字化赋能为引领,按照数字孪生、智能决策、输变电设备故障预警等 8 个方面开展智慧风场建设,成为云南省风电领域的示范窗口。楚雄班果光伏电站通过轨道机器人、多类型智能摄像机等设备技术,实现日常智能巡检和智能诊断,大幅提升了运维效率,将全面测温排查时间从 3 人 1 天缩短至一两个小时,准确率达到 98% 左右。
尽管智慧能源发展取得诸多成果,但仍面临挑战。一方面,技术的进一步融合与创新存在难点,不同能源系统和技术之间的兼容性有待提升,以实现更高效的协同运作。另一方面,智慧能源项目建设初期投入较大,包括设备购置、系统搭建、技术研发等,这对企业资金实力提出较高要求,也在一定程度上限制了其推广速度。此外,相关专业人才的短缺,也制约着智慧能源产业的快速发展,精通能源技术与信息技术的复合型人才供不应求。