智慧能源平台：一朵能量满满的“云”

1882年9月4日，在曼哈顿下城区的珍珠街上，爱迪生在自己建立的第一个发电站中，亲手合上了世界上第一个商用电力系统的电闸。次年12月，珍珠街发电站拥有了508位用户，并为12723只灯泡供电，大规模照明成为可能，世界从此进入电气时代。

以此为开端，一轮接一轮的电力大基建为美国经济发展注入了强劲动力。1900年，美国GDP首次超过英国，跃上世界第一的宝座，成为新的世界中心。

自古以来，能源是人类社会发展的关键。从钻木取火开始，人类不断利用技术革新将自己可掌控的能源迭代升级，从火力、水力、风力等原始自然能源，到以煤炭为基础的蒸汽时代，再到以石油和天然气为基础的电气时代……每一次能源升级都是人类螺旋形发展过程中的一个拐点。而电力能源对于世界经济发展而言，就像是埃及狮身人面像的底座，是支撑起宏伟和壮观景观的基石。

进入21世纪，世界能源格局的演变有了新的方向。随着工业化进程的推进，世界经济得到了突飞猛进的发展。这种状况导致了资源特别是能源的大量消耗，直接影响了气候的变化。世界银行2000年发布的报告《能源部门的环境战略》里说：“现代能源利用的最具毁灭性的结果是温室效应。”

研究表明，2020年的全球平均气温已经比工业化前上升了大约1.2℃。如果温室效应得不到有效遏制，冰川融化将导致海平面上升，地球整体环境被破坏，甚至可能引发生物大灭绝。人类正站在命运的十字路口，面临生死攸关的抉择。

我们欣喜地看到，全球关于绿色发展的共识已经达成，而中国也以双碳目标为核心，着手进行能源改革。2021年3月15日，习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上部署未来能源领域重点工作：“构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能……”2020年4月20日，国家发改委把智慧能源基础设施正式圈定为“新基建”的重要领域之一。

安全、安心用电的智慧云

面积196平方公里的合肥滨湖新区，常住人口超过30万，其中超过九成是在最近十几年间才来到这里的。

作为一座新城，这里到处都是朝气蓬勃的年轻人。但另一方面，滨湖新区的社区工作人员却常常为一件事苦恼：该如何为隐身在数十万人中的独居老人服务？

中国已进入老年型社会，预计到2040年，65岁及以上老年人口占总人口的比例将超过20%；同时，老年人口高龄化趋势日益明显，届时全国80岁及以上人群将增加到7400多万。保障老年人尤其是独居老人的安全，是社区工作的重要内容之一。

过去，社区工作是“早看窗帘晚看灯”，需要挨家挨户摸排调查才能发现异常情况。而独居老人的分散性，导致社区工作人员挨家挨户跑也不一定能及时了解老人的情况，因而遇到紧急情况，常常不能及时应对。

2018年9月6日，合肥市庐江路一小区内一名85岁的独居老人被发现于家中去世。法医鉴定后认为，老人已经离世多日。同样的事件也曾在郑州等城市出现过。如果能够通过技术手段，将老人的异常状况及时通知相关人员，是否会令他们的生活更有保障？

2020年，合肥滨湖新区找到一个新方法：通过对居民用电行为的分析筛选出一份清单，再由社区工作人员上门拜访和核实，就能快速找到独居老人了。

道理很简单，无论是独居年轻人还是三口之家，他们的用电量一般都比孤寡老人的更高。只要观察到用电量较低的住户，就能缩小核实范围了。

为社区工作提供技术支持的，是国网安徽省电力有限公司合肥供电公司、安徽明生恒卓科技有限公司和阿里云共同打造的合肥市智慧能源平台。明生恒卓是国家电网安徽省电力有限公司旗下的产业单位，从事电网的信息通信、综合能源、自动化业务。

2020年1月，国家电网安徽省电力有限公司和合肥市政府签订战略合作协议，在“政企合作”模式下加速合肥电网和滨湖智慧能源服务示范区建设，助力智慧城市发展。同年9月，合肥市智慧能源平台上线；12月底，安徽首个城市能源大数据中心在此基础上成立。这是一个以电力数据为核心的数据服务枢纽，通过接入水、气、热等多种能源数据及城市运营数据，实现数据贯通，以大数据、云计算等技术打造多样化数据运营和服务的综合能源平台，让能源基础设施管理实现数字化、智能化。

在电力系统内，合肥市智慧能源平台整合了全市电力数据，利用云上的智能系统对此加以分析，及时发现居民的异常用电行为。“比如说有一个独居老人，他家里的用电量连续3天没有任何波动，系统就能自动向街道发出预警，提醒工作人员上门探望。”国家电网合肥供电公司互联网部主管陈朔介绍。

随着合肥智慧能源平台的建设与完善，居民在用电时的智能化体验越来越多。比如说，人们夏天用空调时会把温度调得很低，或者有时人离开了却不关灯，这些行为都会增加能耗。此时，智慧能源平台就会通过手机App（应用程序）发出智能提醒，达到节能的效果。

在当下的能源消费者中，居民用电和企业用电是占整个社会用电量比重最大的两个部分。因此在平台规划之初，除了居民用电管理，也重点考虑了企业的用电痛点。

安徽银山药业是合肥市的用电大户。“过去存在着能耗偏大的问题，无法精准实现生产线能效单位核算。”银山药业设备部负责人解释道。这是企业在生产过程中的一大痛点。

解决痛点的契机，或许就在数字化浪潮对电力领域的重构。在合肥智慧能源平台上线后，不仅市民体验到了智慧电力服务，平台还通过大数据和计算能力，为企业提供了更加经济专业的解决方案，实现了企业利益的最大化。

2020年年初，银山药业将原本自行管理的配电设备交给合肥供电公司代运维。这样一来，银山药业不仅省去了电力设备管理压力，供电可靠率也上升至99.99%。这一切都源自对新技术的运用。“通过智慧能源平台的监控，我们发现近期企业设备的无功功率有所波动，因此第一时间进行了设备安全检查，消除了可能存在的缺陷和隐患。”合肥供电公司客户经理李玲说。

不仅如此，合肥市能源大数据中心能够对企业用能数据进行采集和监测，定期生成能效分析报告，企业在哪方面耗能大，一目了然，从而让企业可以定向解决问题，进一步节约了企业运营成本。以银山药业为例，预计其每年可以节省10%以上的运行费用。

面对显著的成效，智慧能源平台开发的相关各方都很清楚，这个平台的未来远不止于此，要最大化释放数据价值，智慧能源平台还要向能源系统的上游进发。

进击“新能源汽车之都”的底气

在能源发展层面，合肥有许多光环。

合肥本地品牌江淮汽车从2002年开始研发电动汽车；2010年，合肥开通了全国首条纯电动公交路线；2013年，合肥成为全国首批新能源汽车推广和应用双试点城市之一；2017年，大众在中国成立的第三家合资公司江淮大众就位于合肥，此后江淮大众一步步变成大众在华的新能源汽车制造基地。

2020年4月，蔚来汽车总部搬迁至合肥，成为合肥新能源产业发展的里程碑事件。以此为出发点，合肥向“中国新能源汽车之都”的角色进发。但这也带来了新的烦恼，这个新的烦恼与新能源汽车的爆发式增长有关。

数据显示，截至2020年年底，合肥市新能源汽车保有量已经超过6万辆，而合肥还有一个目标：到2025年，全市累计新能源汽车保有量达到100万辆。快速增长的新能源汽车，势必需要更多的充电桩，如何分配新能源充电桩，就成为一个问题。

针对这些需求，合肥最初考虑的是充电桩的落地难度，优先在容易加装、改装的区域布设充电桩。但容易落地却并不代表有充电的需求。“有一些地方有很多充电场地，但实际上周边的新能源汽车没有这么大的需求。有一些地方周边有很多新能源汽车，但是那里的充电桩分布又很少，存在冷热不均的现象。”陈朔总结道。

问题的答案也随着智慧能源平台的完善而慢慢浮现。在进行智慧能源平台设计时，明生恒卓就考虑到合肥作为新能源大城的实际需求，着手打造满足智慧充电需求的应用功能。

首先，合肥供电公司基于大数据、物联网（IoT）技术，整合市内充电桩数据。这也是智慧能源平台构建的初衷——首先解决能源的数据汇聚问题。阿里云在其中起到的作用就是发挥云技术优势，构建底层云平台底座，支撑能源大数据中心对数据的接入和数据承载计算，分析全市新能源充电需求的分布情况，从而为充电桩的建设和运营提供参考信息。位于合肥滨湖的明珠、报业园两个小区，是合肥供电公司在安徽省的首个试点，这里于2020年12月建设了30台有序充电桩。到2021年1月，已经累计建设2500多台交、直流充电桩，并全部接入国家电网公司“车联网”平台。车主通过手机“e充电”App，就能轻松搜索身边最近的充电桩，方便快捷。

由于智能决策的依据是大数据分析，其精准性远非人工经验所能比拟。在小区变压器不扩容的前提下，充电桩位增加了25%，用户充电成本降低了33%。

智慧能源平台打通了用户、充电桩和电网之间的数据壁垒，实现了对生产和消费的系统化有序控制，从用电侧进一步通过感知和智慧的手段影响整个电网，甚至可以通过与电力生产端的互动来实现能源的节约。

“光伏之城”的密码

有着“光伏第一城”之称的合肥在“十三五”期间就在光伏产业上发力，通过实施分布式光伏屋顶、光伏建筑一体化、光伏地面电站、光伏示范项目、光伏扶贫、“光伏+”综合利用等工程，推进新能源建设。“十三五”期间，合肥光伏新能源年平均增加值增速达18.1%，截至2020年，光伏产业企业总数达到约90家。

合肥在光伏产业上的雄心延续到了现在。2021年是“十四五”开局之年，当年发布的《合肥市“十四五”光伏产业发展规划（征求意见稿）》就提到要继续“借光发展”。此时合肥的光伏产业已经实现了由跟跑、并跑到领跑的跨越式发展，成为该市为数不多的同步参与全球市场竞争的代表性产业之一。

截至2021年1月初，合肥市光伏装机容量达234万千瓦，规模位居全国省会城市前列，占本地电厂总容量的31.38%。每天从光伏发电装置上产出的电力，占到合肥电网实时负荷的近40%。

庞大的光伏产业除了能对现有能源格局形成补充，还有更大的用处。2013年，合肥在全国首创光伏扶贫下乡工程，开了全国太阳能光伏扶贫的先河。通过在农村地区建设村级和个人光伏电站，生产的电力由电力公司收购，既解决了村里无人干活的问题，又提高了农民的收入，成了因地制宜扶贫的特色产业。

对这些分散的光伏发电站进行统筹管理乃至后期结算，也是智慧能源平台建设的题中之义。明生恒卓公司智慧能源平台项目负责人王双表示：“电量和电费的结算要补贴到每个用户。在进行结算时，可以通过平台接入相关的数据，实现快速精准结算。”

为此，明生恒卓协助安徽电力打造了光伏扶贫补助资金管控平台，简称“智慧账本”：通过技术手段整合业务流程和数据，将人工审核的工作量减少60%，分析报表生成速度加快85%，用户发电量、扶贫资金查询用时缩短95%。业务处理时间大幅缩短，效率大幅提升。

截至2021年9月，该平台已经服务扶贫电站62748户，累计结算1090次，拨付资金13.5亿元，惠及扶贫户47万户。

在“点滴汇聚，以成江河”的逻辑下，智慧能源平台实现了对光伏电站的智慧调控，促成了光伏行业价值增量的产生。2021年年初，合肥供电公司试点打造安徽首个虚拟电厂，协调控制零散的光伏电站、充电桩等分布式能源，将它们聚合成一个没有实体的特殊电厂，参与配电网络，成为现有电力网络的补充。目前，合肥虚拟电厂接入的光伏电站达120兆瓦，相当于新增一座可为18万户居民用户供电的电厂，进一步提升了能源利用效率。

截至2021年1月初，合肥市能源大数据中心已累计接入2.5万户高压电力用户、168个充电桩、60座光伏电站的数据和信息。

智慧能源平台也已真正成为一个有生命力的综合平台，发电设备、电网设备、用电设备和用户之间通过云平台互联后进行信息交换，对实现整个系统的效率优化意义重大。“围绕能源的生产、转换、供应，把各个环节串起来，将生产、服务等数据共享，串联起整个能源产业链。”陈朔认为，智慧能源平台将改变能源生态。

电网的千里眼和顺风耳

2021年9月23日下午，辽宁省沈阳市的沈北新区和浑南新区部分区域在未发出事前通知的情况下突然停电，停电时间持续至当晚8点至11点不等。

此后两天，东北多个城市出现了未经通知直接拉闸限电的现象，有些地方停电时间甚至超过12个小时。限电措施不只在工业领域，还波及居民生活用电，甚至有报道称部分地区将红绿灯也断电了，引发巨大的舆论争议。

接下来，云南、浙江、江苏、山东、安徽、湖南、广东等多个省份都相继采取了“有序用电”等措施，对高能耗企业用电做出限制。

能源供给的结构性不平衡正在严重制约经济和社会的发展。拉闸限电这样粗暴极端的手段，当然出现得越少越好。能源问题不仅仅是控制的问题，更多在于管理。整个电网，从发电到输电再到配电，最后到用电，各个环节相互连接，成为一体，只有通过数字化、精细化的智慧能源管控，才能实现有限能源的科学分配和运用。

智慧能源平台就相当于给电网配齐了千里眼和顺风耳。通过大数据、云计算和人工智能技术，平台集智慧能源监视、预测、调控、分析和服务等功能于一体，能为居民、企业、政府等相关部门提供精准化、差异化和智慧化的服务。

据合肥供电公司信通公司职工陈小龙介绍，智慧能源平台首批接入了133家重点能耗企业，以及全市的高压用电客户数据，能够辅助发改委等部门做能耗双控（总量和强度）管理。目前，平台能对其中48户年综合能源消费量万吨（标准煤）以上的重点耗能企业及70家重点环保监测企业进行24小时不间断的双控管理，实时掌握企业内部电力运行情况和能源消耗情况。

“我们在智慧能源平台中打造了可视化的监测界面，让政府可以直观了解一些能源消费大户的用能状态，以及全社会的用电结构、用电量趋势等信息，让政府的能源治理有据可循。”这令政府部门在使用能源调控手段时，能始终从实际的用能状况出发，甚至未雨绸缪。“比如说，某一家企业在一个阶段内的能源消费增长值或增长率超过了目标，平台就能够输出详细的分析报告，提供给政府部门，由此及时对企业的生产经营做出调控。这样就不会出现2021年下半年那样因电量短缺导致强行拉闸限电的情况。”

在此基础上再看智慧能源平台的建设与应用，就更能理解其对于合肥市的意义了。智慧能源平台打破了电力供需多方的信息不对称，实现了对新型电力系统中各个环节、各类场景的准确、统一和全面感知（即数据融合），使得区域内的电网可观、可测、可控。

相关各方对智慧能源平台的思考已经超越了早期规划的赋能电力本身。“在做远期规划的时候，我们就想通过智慧能源大数据中心，营造一个类似能源联盟生态的氛围。”陈朔说。智慧能源平台未来将能够对能源种类、结构、运行和效率进行全景式监测，支撑政府实时掌握能源运行情况，了解经济发展态势。

合肥的思路可以从两个方面来理解。

一方面是进行能源产业的数字化。将电力、光伏、风电等多种能源因地制宜地整合到智慧能源平台，应用互联网、物联网等新一代信息技术，对能源的生产、存储、输送和使用状况进行实时监控分析，并在大数据、云计算的基础上进行实时检测、报告和优化处理，对区域内能源进行精准调配，使得各种能源优势融合互补，保障能源的有效、高效供应，减少能源浪费，达到提高效率、节能减排的目的。

另一方面是能源数字的产业化，挖掘海量能源数据的价值。在智慧能源平台上，数据从沉睡的资源转化为生产要素，就像现在电商平台给用户精准画像，进而定向推送商品一样，数据也可以用来为政府部门、能源服务商、能源用户服务，实现能源供需的线上匹配。

智慧能源平台以数据为核心生产要素，推进多种能量流和由数据构成的信息流的深度融合，从技术、功能、形态上重构传统能源管理形式，从根本上构建了一个全新的能源流动体系，实现多能源网络的协同互动，最大限度地提升了能源使用效率。其核心理念是：能源低碳化、类型多样化、过程智能化、信息互联化、使用高效化。

在合肥市的规划里，智慧能源平台如同城市的能源系统大脑中枢，向整个城市发布指令，保证城市能源系统的有序、高效运转。此外，平台还布局了碳核查、碳监测功能，远期规划与广州碳排放权交易所、上海环境能源交易所等机构进行碳资产交易的合作，为国家层面的双碳目标提供主动支撑。

将能源供求链上的相关各方整合进开放透明的综合数字管理系统，将是一场关于能源的革命和时代的变革。合肥智慧能源平台将在实现碳中和目标的道路上再一次展现中国速度。这不仅是为了中国，更是为了人类的存续。