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正值年末，各大媒體競(jìng)相發(fā)布2021年年度事件與網(wǎng)絡(luò)熱詞盤點(diǎn)。其中，“雙碳”榮登各大榜單，是即將過去的2021年里重要組成事件。極端天氣的出現(xiàn)越來越頻繁，全球變暖正在加速到來，“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)變得越來越迫切。綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展是未來能源產(chǎn)業(yè)的方向，降低化石能源消耗、減少碳排放、增加太陽能、風(fēng)力發(fā)電等清潔能源占比，綜合利用微電網(wǎng)、分布式能源、儲(chǔ)能等多種供電方式，必將加速電力數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

電動(dòng)汽車取代傳統(tǒng)燃油車已是大勢(shì)所趨，歐洲有國(guó)家計(jì)劃2035年全面禁售燃油車，但海量電動(dòng)汽車的充放電必然對(duì)電網(wǎng)造成巨大沖擊，對(duì)充電樁的數(shù)字化管理和電能的精細(xì)化調(diào)度是電網(wǎng)在電動(dòng)車時(shí)代必須面對(duì)的挑戰(zhàn)，也將加快電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。4G改變生活，5G改變社會(huì)，5G使能千行百業(yè)，其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，但是5G網(wǎng)絡(luò)較高的電費(fèi)支出也給建網(wǎng)運(yùn)營(yíng)帶來壓力，設(shè)備商與運(yùn)營(yíng)商通過用戶流量變化對(duì)基站發(fā)射功率進(jìn)行自動(dòng)節(jié)能調(diào)整，這也要求基站供電系統(tǒng)具備智能化，無疑將進(jìn)一步推動(dòng)電力系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展。元宇宙將打通虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界，而虛擬世界對(duì)真實(shí)場(chǎng)景仿真的無限逼近，其背后是算力與電力的不斷提升，推動(dòng)比特與瓦特的深度融合。

“碳達(dá)峰、碳中和”加速電力數(shù)字化

2021年兩會(huì)政府工作報(bào)告把“碳達(dá)峰、碳中和”納入國(guó)家重點(diǎn)工作，我國(guó)已經(jīng)向世界做出承諾，二氧化碳排放力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值，爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”?！半p碳”目標(biāo)的達(dá)成關(guān)鍵在電力，目前電力碳排放在能源行業(yè)占比超過40%，我國(guó)電力結(jié)構(gòu)仍以火電為主，太陽能、風(fēng)力發(fā)電等清潔能源的占比急需提升。

但太陽能、風(fēng)力發(fā)電受天氣影響大、不穩(wěn)定，想要利用更多的清潔能源，需要電力系統(tǒng)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過大數(shù)據(jù)、人工智能更精確的預(yù)測(cè)天氣變化、用電消耗、發(fā)電補(bǔ)償?shù)?，在保障供電穩(wěn)定的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)清潔能源發(fā)電和用電效率最大化。

青海、甘肅具有較好的太陽能和風(fēng)電資源，華為云數(shù)據(jù)中心早在幾年前就與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)合作，探索試驗(yàn)連續(xù)清潔能源供電。而100%清潔能源供電對(duì)電網(wǎng)數(shù)字化提出了更高的要求，一方面，需要大數(shù)據(jù)和人工智能對(duì)天氣變化精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，精確計(jì)算太陽能、風(fēng)力發(fā)電的分時(shí)電量。另一方面，需要精準(zhǔn)預(yù)估各個(gè)時(shí)段的用電消耗，若發(fā)電富余，則將多余電量轉(zhuǎn)為制氫、水庫水位提升等電力儲(chǔ)能。若發(fā)電欠缺，則增加水電或利用儲(chǔ)能備電進(jìn)行差額補(bǔ)償。

要實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)，就需要將青海、甘肅清潔能源的優(yōu)秀實(shí)踐推向更多地方規(guī)模部署，既要有精細(xì)化的電力數(shù)字化管理，又要有連接各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，包括發(fā)電（五大四?。?、輸變電（國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)）以及最終用電單位，打通能源互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，并結(jié)合引導(dǎo)性分時(shí)電價(jià)政策，實(shí)現(xiàn)用電的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、靈活調(diào)配、總量均衡、智能管理。真正拉通電力產(chǎn)業(yè)的“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)”，做到上下一盤棋，全營(yíng)一桿槍。

電力數(shù)字化支撐電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

2021年上海車展華為自動(dòng)駕駛視頻播出，讓網(wǎng)友感嘆自動(dòng)駕駛時(shí)代真正來臨。電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)爆發(fā)出前所未有的活力，也吸引更多企業(yè)加入這個(gè)行業(yè)，不少傳統(tǒng)IT企業(yè)加入制造電動(dòng)汽車。

截止2021年6月底，中國(guó)汽車保有量為2.92億輛，新能源汽車保有量是603萬輛，占比為2.06%，仍處于較低水平。假設(shè)未來全面禁止燃油車，保有車輛全部替換為電動(dòng)車，給約3億輛電動(dòng)汽車同時(shí)充電需要多少電量呢？按交流充電樁每臺(tái)6.6千瓦功率計(jì)算，需要19.8億千瓦，而2021年1月國(guó)家電網(wǎng)用電負(fù)荷創(chuàng)歷史新高的數(shù)值是9.6億千瓦。這就意味著即使再造2個(gè)國(guó)家電網(wǎng)，也無法滿足3億輛電動(dòng)汽車同時(shí)充電的需求。

因此面對(duì)電動(dòng)車時(shí)代的到來并不能簡(jiǎn)單的進(jìn)行電網(wǎng)堆疊，而是需要電網(wǎng)提升數(shù)字化能力，構(gòu)建靈活的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)、泛在的IoT電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、可靠的電動(dòng)車充電樁系統(tǒng)、便捷的用戶管理系統(tǒng)，將電聯(lián)網(wǎng)與車聯(lián)網(wǎng)、樁聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)相互打通，滿足海量電動(dòng)車充放電所需要的電網(wǎng)調(diào)度、能源調(diào)配、智能預(yù)測(cè)、數(shù)字管理。事實(shí)上電動(dòng)汽車也是移動(dòng)的儲(chǔ)能裝置，可以通過靈活電價(jià)錯(cuò)峰售電滿足高峰時(shí)的電網(wǎng)需求，其背后需要強(qiáng)大靈活的數(shù)字化平臺(tái)來支撐。

另外，一個(gè)國(guó)家的汽車數(shù)據(jù)和電量數(shù)據(jù)，包括汽車位置信息、汽車充放電歷史數(shù)據(jù)、汽車行駛里程、電量消耗狀態(tài)、用戶疏密分布等，這些信息匯總就是一個(gè)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)，需要有較好的數(shù)字加密措施，納入可信可控的數(shù)字化平臺(tái)進(jìn)行安全管理。

5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是能耗

如果說2020年是5G建設(shè)元年，那么2021年就是5G規(guī)模部署年。截止2021年10月底，我國(guó)建成5G基站129.1萬個(gè)，已經(jīng)覆蓋全國(guó)所有城市市區(qū)、97%的縣城城區(qū)和50%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的加速，電費(fèi)支出也隨之快速增長(zhǎng)。高昂的用電成本成為5G運(yùn)營(yíng)的“不可承受之輕”，網(wǎng)上戲稱“5G時(shí)代運(yùn)營(yíng)商都在給電力公司打工”。

針對(duì)基站節(jié)能，設(shè)備商與運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合開展多項(xiàng)措施，利用智能化手段進(jìn)行基站的降耗。類似交通管理從過去的車看燈到現(xiàn)在的燈看車，基站發(fā)射功率也隨用戶使用變化動(dòng)態(tài)調(diào)整，利用流量潮汐效應(yīng)，基于AI及大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)基站功率的動(dòng)態(tài)、精細(xì)、安全調(diào)控，在確保網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)的前提下做到智能調(diào)控、空載休眠，最大化節(jié)省用電。比如高鐵沿線的基站，平均每3分鐘通過一輛高鐵，但基站使用時(shí)間不到30秒，其余2分30秒空閑，設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商正在做的就是保證高鐵經(jīng)過時(shí)信號(hào)充足，高鐵過去后待機(jī)節(jié)能，顯然這個(gè)處理并不容易，需要全網(wǎng)聯(lián)動(dòng)預(yù)判等智能化手段。

基站設(shè)備的節(jié)能降耗也對(duì)供電系統(tǒng)提出了更高的數(shù)字化、智能化要求，供電系統(tǒng)需要有相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)處理才能保證節(jié)電效率最大化。這就像寬帶網(wǎng)絡(luò)的帶寬控制，需要有物理層限速與鏈路層限速的聯(lián)動(dòng)，否則只有物理層限速而鏈路層流量震蕩并不能達(dá)到帶寬效率最大化?；局悄芄╇娨彩桥渚W(wǎng)自動(dòng)化的要求，既要有核心主站的大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，又要有基于智能配變終端的邊緣計(jì)算平臺(tái)，還要有基于泛在IoT物聯(lián)網(wǎng)的智能通信單元和電力物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，外加靈活的電力控制調(diào)配系統(tǒng)，真正邁向“萬物感知、萬物互聯(lián)、萬物智能”。

元宇宙帶給電力數(shù)字化新機(jī)會(huì)

2021年10月臉書公司Facebook改名為Meta，再次激發(fā)了網(wǎng)絡(luò)熱詞“元宇宙”，英文是Metaverse。元宇宙就是要打通虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的邊界，實(shí)現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的融合。而虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）等對(duì)現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景的仿真需要消耗大量的算力，而算力的背后需要有電力的支撐。

算力就是ABC，即人工智能（Artificial Intelligence）、大數(shù)據(jù)（Big Data）、云計(jì)算（Cloud Computing），核心就是數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心需要消耗大量的電，算力流到哪電力就跟到那。中國(guó)很多企業(yè)包括華為都把數(shù)據(jù)中心建在貴州，就是因?yàn)橘F州山多水多瀑布多，水電資源豐富，可以滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)電力的需求，當(dāng)然低溫散熱也是一個(gè)因素。

元宇宙驅(qū)動(dòng)算力增長(zhǎng)必將推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的快速發(fā)展，而數(shù)據(jù)中心也會(huì)給電力行業(yè)帶來新的商機(jī)。數(shù)據(jù)中心建設(shè)的關(guān)鍵是電和光纖，大型數(shù)據(jù)中心耗電在兆瓦級(jí)以上，通常會(huì)緊靠變電站，同時(shí)為保證供電可靠還需要有UPS保護(hù)、油機(jī)發(fā)電等備電方式。因?yàn)楣?jié)能還需要考慮太陽能、風(fēng)電等綠色能源。而作為電力工程部署的附加品，電力公司通常擁有豐富的光纖資源，因此數(shù)據(jù)中心天然就適合電力公司來建，可以利用變電站資源快速搭建數(shù)據(jù)中心站，滿足未來元宇宙發(fā)展的巨大算力增長(zhǎng)需求。而華為擁有自主創(chuàng)新的鯤鵬、昇騰處理器，歐拉操作系統(tǒng)，高斯數(shù)據(jù)庫，昇思AI框架等IT產(chǎn)業(yè)核心根技術(shù)，為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。

在歐洲有不少電力公司參與提供數(shù)據(jù)中心租賃業(yè)務(wù)，既可以采用只提供場(chǎng)地、能源、光纖的機(jī)架式出租服務(wù)，也可以提供包含計(jì)算、存儲(chǔ)在內(nèi)的業(yè)務(wù)出租服務(wù)。元宇宙需要打通虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界，而算力與電力的結(jié)合才是支撐元宇宙發(fā)展的基石，元宇宙將給電力數(shù)字化發(fā)展帶來更廣闊的機(jī)會(huì)和空間。

共建比特與瓦特

深度融合的電力數(shù)字世界

“雙碳”、電動(dòng)汽車、5G網(wǎng)絡(luò)、元宇宙，每一個(gè)熱點(diǎn)背后都離不開電力的身影，也必將推動(dòng)人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新ICT技術(shù)在智能電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用和部署，推動(dòng)構(gòu)建集數(shù)字管理、泛在感知、智能預(yù)測(cè)、動(dòng)態(tài)調(diào)配、便捷應(yīng)用于一體的綜合能源服務(wù)平臺(tái)，加速電力邁向數(shù)字化、智能化。

比特代表的是數(shù)字世界，是信息流，瓦特代表的是電力世界，是能量流。正如元宇宙要打通虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界，比特與瓦特的深度融合也將打通數(shù)字世界和電力世界，匯合信息流與能量流，這就是科技創(chuàng)新的星辰大海將會(huì)帶給我們的未來無限可能性。

一切都只是剛剛開始！