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官方商城目前，能源行业存在技术、体制与市场壁垒，能源供应侧、传输侧和消费侧都存在大量信息不透明、不共享等问题，是能源转型面临的重要挑战。因此，亟需以“透明电网”为核心，推动能源低碳转型，构建安全高效的现代能源体系。
“要实现碳达峰、碳中和目标，意味着未来中国的能源结构要以可再生能源为主。到2060年，能源供给侧脱碳，实现以新能源为主体，消费侧以泛电气化为特征，电成为主力，同时电力系统与电力电子技术、数字技术深度融合。”中国工程院院士李立浧近日在“第五届IEEE能源互联网与能源系统集成国际会议”上表示。
基于能源结构调整大势和碳达峰、碳中和目标，李立浧提出了“透明电网”的构想。“打破能源行业存在的技术、体制与市场壁垒，实现电力系统的可见、可知、可控，状态透明。未来，能源和电力从生产侧到输送侧、用户侧全流程融合发展，实现信息透明，用户能参与到能源电力的发展过程中。”
能源信息亟需透明和共享
李立浧表示：“预计到2060年，供给侧清洁电源将成为主力电源，可再生能源占比或达90%，光伏、风电成为新增能源的主力军，形成综合能源系统。消费侧方面，电能成为能源消费的主流，电能消耗占比从2020年的20%提升至2060年的70%甚至90%（泛电气化）。用户体验成为新能源车发展的关键驱动力，新能源车实现全覆盖。”
“与常规能源系统以化石能源为主、各类能源独立运行相比，综合能源系统中气、电、冷、热、蓄、新能源等协调互济，梯级应用，其复杂性远高于常规能源系统。”李立浧指出，“届时，全国发电装机容量近百亿千瓦，而风光新能源单机容量仅兆瓦级别，数量庞大的机组只靠人工调度不可想象。”
如何解决这一问题？李立浧认为，要源网荷储协同发展，要有数字化、信息化、智能化作支撑。“人工智能等信息化、数字化、智能化技术具有巨大的爆发力，有望成为应对能源电力变革的突破口。目前电力系统特别是电网系统，信息化、数字化、智能化的步伐还需进一步提速，建设‘透明电网’正是朝着这一目标前进。”
顺应数字化时代发展趋势，积极推动能源转型已成为行业共识。李立浧表示，目前能源行业存在技术、体制与市场壁垒，能源供应侧、传输侧和消费侧都存在大量信息不透明、不共享等问题，是能源转型面临的重要挑战。“当前亟需以‘透明电网’为核心，推动能源低碳转型，构建安全高效的现代能源体系。”
“透明电网”将打破行业壁垒
何为“透明电网”？
李立浧表示，简而言之，即以数字和数据为核心，实现电力系统的可见、可知、可控，状态透明。“‘透明电网’是智能电网发展到极致的表现。未来，电力系统不仅仅是发电、输电和用电的关系，整个透明化系统让各方充分融合互动。社会各方能够广泛深入参与电力生产、消费等各个环节，协同促进能源电力的安全高效、绿色低碳发展。”
李立浧以交通、农业为例，阐述了“透明电网”理念的由来。“交通导航系统将路况、车况可以清晰透明地展现在网络上，有助于及时判断交通拥堵状态、车辆健康状况、规划行车路线等完成自动驾驶。现代农业系统中，植物的茎干及叶子上布满了传感器，通过数据传输处理，系统能自动判断浇水施肥的量与时间，可以节省15%—30%的水，作物产量能提高20%左右。电力网络和交通路网有诸多相似之处，纵横交织的道路和输电线路、道路车流与电力潮流均可以类比。那么，电力系统的状态为何不能实时展现呢？”
在李立浧看来，依托“透明电网”正可以实现电力系统状态的实时展现。“受制于现实条件，长期以来，电力系统的潮流不能直接测量而是需要计算。而随着小微智能传感器的突破和海量应用，提供精确的数字数据将成为可能，电网可以变得透明。”
数字孪生技术是关键抓手
如何建设“透明电网”？
李立浧认为，“透明电网”的核心是获取真实、即时的数字数据。一方面，需要体积小、能耗小，且能自取能的小微智能传感器；另一方面，需要智能设备，实现设备智能化，这些设备不仅能维持原有功能，还能提供电压、电流、温度等实时信息。
更关键的是，大量的数字和数据信息如何形成系统、发挥作用？这就需要类似于交通导航系统的强大软件平台，实现导航运行。届时，电网管理就能真正体现出数字化、信息化、智能化。
具体而言，构建何种软件平台？李立浧认为，构建智慧能源生态系统是我国能源行业的发展趋势，数字孪生技术将成为解决当前智慧能源发展面临问题的关键抓手。
李立浧进一步指出，电力系统可以基于程序构建数字孪生的软件平台，对设备、潮流等进行全自动实时监测和管理，实现系统透明化。“以软件定义电力系统，研发数字孪生技术，还有许多工作要做，需要电力系统内外的专家共同努力。”
李立浧表示：“我国的数字孪生标准制定尚处于起步阶段，亟需启动数字孪生相关标准的制定。同时，教育和科研机构尽快制定相关人才培养方案，鼓励相关资源向智慧能源行业的数字孪生技术方向倾斜，增强技术推广过程中的人才培育；以全球视野和格局进行人才培养和技术交流，为实现我国能源系统的数字化转型，建设透明电力系统，提供坚强支撑。”
