4.2 智能协同控制在能源行业发展概况
能源是实现“双碳”目标最基本的支撑，是核心，是关键。2030年前碳高峰行动
方案要求，到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，迫使各地区必须加快能源结构调整和能源系统变革，加快构建清洁低碳安全高效的新型能源体系。能源和电力系统作为国家发展的支柱性产业和核心动力，与人们的生活息息相关。油气、电力等关系到国计民生的行业，存在全产业链降低成本、安全运营、高效管理、提升综合竞争力等要求。智慧能源系统用数字技术对传统能源网络进行改造，构建资产中心，以数据流引领和优化能量流，实现能源供需信息的实时匹配和智能响应，以及全作业周期的安全高效。
图 4.1 智能电网和能源网的物联网模型
近年来，由于分布式协同控制方法的优越性，在智能电网和能源网的研究中得到 重视，并在虚拟发电厂控制、经济调度、微电网频率控制及主动配电网无功优化等领 域得到重点研究。通过各种作业终端和高速联接网络构筑的全域物联网，如图4.1所示，将散落在能源生产-能源传输-能源消费不同生产链流程中的数据，进行全域数据集中 统一管理和智能分析决策，提供全网感知、实时运检、主动预警、智能诊断决策，准 实时闭环的智慧能源服务。能源行业的巡检工作是高危险、高重复性和高精度的工作，过去，一名普通线路工人一生巡检走过的山路可绕赤道一圈。山路崎岖，杆塔高耸， 工作强度极大，危险系数极高。通过在端侧部署的无人机和摄像机等智能设备，和在 云端部署的人工智能解决方案相联接的智能巡检方案，能对外部施工隐患和本体缺陷 进行现场识别和预警，用无人机在线巡检代替传统人工现场巡视值守，极大提高生产 力和安全性，人工效率提升5倍以上，系统成本降低30%以上。
综合智慧能源是针对区域内的能源用户，改变原有的不同能源品种、不同供应环节单独规划、单独设计、单独运行的传统模式，以电为核心，提供电、热、冷、气、水等能源一体化的解决方案，通过如图所示的中央智能控制服务平台，实现横向能源多品种之间、纵向“源-网-荷-储-用”能源供应环节之间的协同和互动，是能源革命
的一种实现形式。
其中，“综合”强调能源一体化解决方案，从用户侧思维出发，是多种能源品种的融合。“智慧”体现为三个层次，一是信息技术智慧，通过互联网以及信息技术、能源信息高速公路，把综合的能源系统有机结合起来；二是系统算法升级，不同能源品种之间、不同供应环节之间需要优化计算，实现多个维度的互补协同，这需要更强大的中央指挥系统，降低系统生产成本；三是设备端智慧，每个能源元件的智能化。 综合智慧能源是能源革命、新一轮电力体制改革和电力新技术、互联网技术结合
的产物；是随着可再生能源和分布式能源的发展、能源的协同利用，以及能源体制、管理、理论、技术变革催生出来的一种新产业、新业态；是以用户侧思维主导的新概念；是智慧城市、智慧社区、美丽乡村建设的基础。
综合智慧能源项目主要针对一定范围内的有用能需求的区域，如图4.2所示，是新增经济活动区域最适合的能源配置方式，如新增工业园区、开发区、新农村建设等。也可以部分存量的完善和改造作为补充，如以传统电厂为依托发展综合智慧能源，特别是城市供热电厂更具有天然优势和潜力。
图 4.2 综合智慧能源网的系统工程开发设计架构.
另外，针对新能源互联网系统全域运行状态同步和全工况能量实时平衡的行业关键问题，在正常运行情况下，通过网内多能量主体状态协同/区间控制，实现同质能源网内能量无差调节；在源荷大幅随机波动等冲击扰动情况下，构建了多能网间能量立体转化通道及其调控策略，实现多能网间能量高通互济；在故障情况下，利用电势能前馈-冷/热/气势能反馈的虚拟惯性/阻尼致稳调控，实现新能源互联网系统的全网暂稳态能量平衡。
新能源技术和电力系统的协同发展将会在未来成为能源和电力行业的发展趋势，促进了电力供应的可持续发展和对环境的可持续保护，随着新技术的不断涌出，可以预期的是，将会诞生更多新兴的技术应用，从而对未来的能源供应构成了巨大的挑战
和机会。