封面页 （此页面将由下图全覆盖，此为编辑稿中的示意，将在终稿 PDF 版中做更新） 扫码获取 阿里云开发者“藏经阁” 《云上新型电力系统》白皮书 海量电子手册免费下载 卷首语 党的二十大报告明确提出，深入推进能源革命，加快规划建设新型能源体系。 “新型电力系统”作为新型能源体系的核心组成部分，建设高度数智化的新型电力 系统进行综合性减碳已成为行业共识。 新型电力系统与数字技术加速融合，云计算、人工智能、大数据等数字化基础 设施为发电、输配电和用电的各个环节提供坚强支撑，为电力系统提供全景态势感 知、动态实时分析和智能计算等服务，成为新型电力系统建设的重中之重。 近年来，以国家电网、南方电网、国家电投为代表的电力央企建设了自己的云 平台，开启从“选云上云”到“云上创新”的转型之路，并取得丰硕成果。新时期， 推动云与新型电力系统的融合，构建绿色、安全、高效的“云上新型电力系统”恰 逢其时。 云栖大会“云上新型电力系统峰会”，由阿里云与中国电力发展促进会联合举 办，聚焦云上新型电力系统建设，围绕发电、电网和用电等环节，分享前沿洞察、 数智创新实践案例，为推动构建新型电力系统贡献力量。 目录 云上新型电力系统概述 ............................................................. 5 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 .............................................................. 5 2022 云栖大会云上新型电力系统峰会集锦 ................................. 15 “双碳”目标下的新型电力系统及其数字化转型 .................................................... 15 算力助力新型电力系统建设 ....................................................................................... 39 《云上新型电力系统白皮书》发布 ........................................................................... 46 AI 助力新型电力系统建设 .......................................................................................... 51 云上电力信息数据采集与处理 ................................................................................... 60 新型电力系统建设下的数字孪生 ............................................................................... 68 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 Ø 云上新型电力系统概述 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 作者：崔维平，阿里云研究院行业研究中心高级专家 肖剑，阿里云研究院行业研究中心主任 电力行业作为双碳战略的主力军，能源转型的主战场，以数字化加快构建新型电力 系统已成业界共识。云计算与云上数字技术作为新型基础设施，具有内生的打破系 统壁垒、激活数据价值、提升智能化水平的能力，与新型电力系统对于高融合、高 灵活、高弹性、高可靠的信息化服务能力相适应，云与新型电力系统融合已成必然， “电力上云”将向“云上新型电力系统”发展。 1. 电力系统呈现新趋势 电力能源是关系国计民生的重要基础性战略产业，在大能源体系中发挥着能量传输 和转换的枢纽平台作用，为我国经济社会的高质量发展提供坚强支撑。面对复杂多 变的外部环境和内部形势，电力发展呈现四大新趋势。 • 电力结构：双碳战略持续推进，新能源占比不断提升 图 1：2011～2020 年全国电力装机结构（单位：%） 5 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 我国光电、风电等新能源在电力结构中的占比不断增加，截至 2021 年底，我国新 能源发电装机规模约 7 亿千瓦，风电、光伏发电的装机容量分别达到 3.28 亿、3.06 亿千瓦，稳居世界第一。绿电比例的提升将对我国能源安全、可持续发展、经济增 长起到重要促进作用。 • 电力模式：集中式与分布式并举导致能源开发利用更加复杂 集中式与分布式并举必将导致就地消纳与外送消纳并举、单品种开发与多品种互补 并举、单一场景与综合场景并举，将催生出更多的分布式能源、微电网、储能等多 种业务模式，从而导致能源开发利用模式变得更加复杂，能源系统也将面临更多的 影响因素，新能源的大规模发展将由量变带来质变。 • 电力系统：电力电子化持续加速，电力系统运行特征改变明显 电力系统中的电力电子化设备占比越来越高，设备与系统以及设备与设备之间的交 互作用越来越复杂，电力系统软硬件系统集成、控制、分析等难度显著增加，电力 系统运行特性也显著改变。因此需要以新视角、新理论、新方法来解决新问题，以 实现电力系统安全、稳定、高效、长期地运行。 • 终端用能：用电需求多元化，终端用户由能源消费者向能源“产消者”转变 我国电气化发展水平总体呈现稳步提升趋势，电能占终端能源消费的比重从 1985 年的 7%升至 2020 年的 27%左右。但是，与欧美国家相比，我国终端用能电气化无 论是在城市还是乡村、企业还是家庭仍具有巨大空间，带动清洁能源生产与消费。 图 2：电能在终端消费中的占比及预测 1-2 6 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 新趋势下，电力行业也面临新挑战，在发电侧，复杂环境下电力系统供需平衡面临 挑战；在电网侧，现网结构下高比例新能源调度和消纳面临挑战；在用电侧，多元 场景下高效满足用户用能需求面临挑战。 2. 从“电力上云”到“云上电力” 面对上述趋势与挑战，该报告提出电力系统数字化发展正从“电力上云”向“云上 电力”发展。 “电力上云”是技术布局，重点是基础设施的云化，侧重对传统 IT 架构的升级，新 兴数字技术的引入和应用，线下业务线上化等，国内主要的大型电力企业纷纷开展 了电力上云行动。 “云上电力”则代表了一种战略选择，云平台成为电力系统创新的重要载体，融合 大数据、人工智能等技术，促进电力系统结构形态和运行模式创新，支撑电力新兴 业务孵化培育，推动电力系统向更加灵活高效、智能友好的方向发展，与云平台协 同演进。 图 3：云上新型电力系统框架 “云上新型电力系统”是双碳战略下的重要选择，其是以云为基础，融合更先进的 数字技术，链接更广泛的资源，沉淀更多元的数据资产，融合“数据+算力+算法” 提升电力系统的生产管理、经营决策水平，提高大范围电力资源的共享互济和优化 7 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 配置能力，增强电力系统的稳定性和灵活性，实现能源清洁低碳转型，助力全社会 全行业绿色低碳高质量发展。 云上新型电力系统让传统电力系统搭上快车，将为电力生产运行管理带来变革性影 响，推动电力系统向更加智能、灵活、可靠、高效、绿色的方向发展。 图 4：云上新型电力系统特征 3. 云上新型电力系统发展重点 从传统电力系统到“云上新型电力系统”，要持续关注战略发展、组织人才、业务 创新、技术加持和持续运营五大重点。 8 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 图 5：云上新型电力系统发展重点 战略上，要把“云”与电力企业业务战略的制定和落地紧密关联。企业战略是自顶 向下的设计和拆解，云是企业战略落地的关键承接，云战略要与之进行紧密匹配和 承载。 组织上，要推动人与机构的数字化发展，形成与企业战略和云战略相匹配的组织架 构和人才体系。 业务上，要推动业务与云“一体化”生长，坚定的通过推动核心电力业务数据上云， 贯通更多数据，打造数据闭环，通过重构来创造新的数字化业务。 技术上，推动电力科技与数字技术的融合，以云原生技术的先进性，解决企业跨地 域跨业务协同、业务连续性保障、企业应用云化等关键问题。 运营上，依托云上数字技术推动电力管理运维的自动化、智能化，并且坚持云安全 运行和数据运营并重，实现电力云运维的自动化、智能化以及涵盖所有管理活动的 云运营的标准化、科学化。 4. 云上新型电力系统探索与实践 在实践中，则要聚焦发电、输电、用电的重点领域和高价值业务场景，让云技术嵌 入到业务流转各个环节，以点带面推动电力系统数字化发展。 9 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 1) 发电侧 融合云边一体数据融合处理技术，助力传统火电机组提高运行效率，打造形成具有 深调能力的灵活性火电机组。中国大唐集团有限公司联合阿里云打造汇聚全域业务 的火电厂数据中台，推动数据上云及资产化、企业管理智慧化、业务能力移动化、 认证服务统一化，助力实现企业经营决策的智能化。 图 6：火电厂数据中台框架 图 7：大唐数字孪生电厂示意图 10 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 此外，大唐发电厂借助 DTWIN 数字孪生技术，构建数字孪生电厂，覆盖生产线 30 余类关键设备，超过 200 多台设备，实现了与现场实时生产数据和业务数据的对接， 通过虚拟环境实时展示车间生产过程的真实全局与细节状态，并实现关键管理指标 的可视化展现等功能，从而辅助车间现场工作人员管理和决策，提升生产运营效率 30%。 云上新能源智能决策平台作为新能源精益管理运营的重要抓手，是趋势也是要求， 将为多方主体提供一站式云上新能源数字化服务，助力新能源从技术创新到商业落 地。阿里云协助龙源电力从业务、技术等角度明确集团总部与省公司、场站的定位 与边界，制定数字化升级方案，联合打造形成集团级的新能源数据资产中心和云端 管控中心，助力集团业务创新和精益化运营。 图 8：新能源智能决策平台 2) 电网侧 电网侧数字化总体遵循基础设施云化、核心系统重构上云、生产运行云上智能、数 据业务云上增值的路线发展。目前，在电网领域，基础设施云化已取得阶段性成果， 营销、调度、运检等核心业务逐步上云、用云、与云共生。应用云上人工智能助力 电网结构形态和运行模式优化，主动适应大规模集中式新能源和量大面广的分布式 能源的接入能力，将成为重点。 11 云上新型电力系统：助力能源绿色低碳转型 图 9：电网企业数字化发展的四个方面 阿里云与国内大型电网企业开展了深入的合作，采用“一云多 Region”的方式完成 电网云平台的部署，实现电网企业总部三中心与十三个网