智慧、能源數(shù)字化、綠色低碳的關(guān)鍵詞背后……

祝融南來鞭火龍，火旗焰焰燒天紅。這番烈日炎炎、碧空如洗的景象，正是柴達(dá)木盆地南端青海共和縣戈壁的真實(shí)寫照。不過，在海拔近3000米的茫茫沙洲中，如今卻有著一片無邊的“碧海”，延綿數(shù)百平方公里、吸收吐納著太陽能，提供了巨大的綠色電力資源。這里，就是青海共和光伏電站。

作為全球最大的單體電站2.2GW光伏項(xiàng)目，青海共和光伏電站也被稱為“智慧綠色能源”項(xiàng)目，而且這股能源數(shù)字化建設(shè)大潮，如今正在全國各地展開。包括寧夏寶豐640MW全球最大農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站，河南省66個(gè)縣（市、區(qū)）高屋頂光伏整縣開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目等等，都已經(jīng)或即將成為智慧綠色能源的生力軍。

智慧、能源數(shù)字化、綠色低碳……這些關(guān)鍵詞的背后，究竟是怎樣一番數(shù)字技術(shù)與電力電子技術(shù)全面融合的景象？能源數(shù)字化又將如何成為碳中和這一社會(huì)共同目標(biāo)的重要方向？

能源數(shù)字化：如何讓能量流融匯信息流？

“2030碳達(dá)峰、2060碳中和”，隨著國家碳中和、碳達(dá)峰的戰(zhàn)略目標(biāo)逐步推進(jìn)，每個(gè)人的綠色生活、每個(gè)行業(yè)的綠色生產(chǎn)已經(jīng)成為全社會(huì)共識(shí)?！笆奈濉弊鳛樘歼_(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，既是重要的發(fā)展階段，也讓全國各地政府部門、各相關(guān)行業(yè)意識(shí)到了時(shí)間的緊迫。在這樣的大背景之下，各地加快調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能等清潔能源，制定實(shí)施碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案，也就在情理之中了。

實(shí)際上，在和部分行業(yè)專家交流時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)能源行業(yè)，尤其是光伏行業(yè)、數(shù)據(jù)中心、站點(diǎn)能源等重要領(lǐng)域，都在迫切需要數(shù)字化、智能化的手段，幫助上述行業(yè)用戶加速推進(jìn)“能量流與信息流的融合”，實(shí)現(xiàn)以綠色、數(shù)字化、高質(zhì)量為核心的能源領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展。與此同時(shí)，能源行業(yè)也對(duì)基于數(shù)字化的新型技術(shù)、服務(wù)支撐及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更迫切的需求。

說到“能量流與信息流的融合”，確實(shí)是一個(gè)較為復(fù)雜的話題。目前在清潔能源、數(shù)據(jù)中心能源、站點(diǎn)能源行業(yè)中，普遍存在著幾大問題和困境。從整體來看，能源行業(yè)自身是支持行業(yè)數(shù)字化的，也都有著不同程度的信息化探索，但傳統(tǒng)能源行業(yè)目前尚未并做好全面數(shù)字化的準(zhǔn)備，也缺乏高效、全面、精準(zhǔn)的實(shí)施路徑。

綜合行業(yè)分析人士的各方觀點(diǎn)，可以看到數(shù)字化大潮中的能源行業(yè)，所面臨的挑戰(zhàn)主要來自這三個(gè)方向：首先是解決“高能耗”的難題。在上述領(lǐng)域，數(shù)字化先要做到能源轉(zhuǎn)換效率的提升。例如在光伏領(lǐng)域，要助推光伏系統(tǒng)從補(bǔ)充電到主力電的轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵是要提升發(fā)電量并降低度電成本；而在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，整體建設(shè)周期的TCO里有60%的“損耗”來自于電費(fèi)，未來必須大幅降低能耗實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能；至于站點(diǎn)能源的降耗手段，則集中在制冷和效率轉(zhuǎn)換造成的“交不起電費(fèi)”痛點(diǎn)。

其次，是解決運(yùn)維難、成本高的難題，光伏、數(shù)據(jù)中心和站點(diǎn)普遍存在能源設(shè)備規(guī)模龐大、運(yùn)維系統(tǒng)復(fù)雜的狀況，傳統(tǒng)的人工維護(hù)不僅成本高，而且無法滿足大規(guī)模運(yùn)維的要求。有行業(yè)分析人士指出，目前很多能源企業(yè)的設(shè)備其實(shí)是“啞設(shè)備”狀態(tài)，管理者難以了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行設(shè)備的信息也缺乏真實(shí)有效的“反饋”機(jī)制，這種溝通障礙也造成了運(yùn)維的難度不斷增加。

最后，是安全和可靠性的難題。無論光伏電站、數(shù)據(jù)中心能源還是站點(diǎn)能源對(duì)于設(shè)備的安全、可靠性都是極為重視的，但是企業(yè)如何掌握設(shè)備和系統(tǒng)的隱患信息，做好防患于未然是一個(gè)挑戰(zhàn)。如何依靠傳統(tǒng)的發(fā)生故障后依據(jù)告警排查，由運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)維修維護(hù)的方式，已經(jīng)不能適應(yīng)數(shù)字化進(jìn)程的挑戰(zhàn)。少人甚至無人值守、運(yùn)維，是未來的趨勢(shì)。

顯然，云計(jì)算、人工智能、5G等新一代信息技術(shù)融合“能量流”已經(jīng)迫在眉睫。對(duì)此，中國工程院院士李立浧就曾公開表示，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，未來需要以信息化、數(shù)字化構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，“這也被稱作透明電力系統(tǒng)。建設(shè)具備云資源儲(chǔ)存、大數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分析、高度智能化等能力的強(qiáng)大軟件平臺(tái)，使電網(wǎng)可見、可知、可控，從而實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行?！?/p>

這個(gè)觀點(diǎn)，與目前正在全面發(fā)力能源領(lǐng)域的華為數(shù)字能源異曲同工，華為數(shù)字能源針對(duì)這些行業(yè)現(xiàn)狀和需求變化，提出了這樣的理念：華為數(shù)字能源將瓦特技術(shù)、熱技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、云與AI技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)創(chuàng)新融合，聚焦清潔發(fā)電、能源數(shù)字化、交通電動(dòng)化、綠色I(xiàn)CT基礎(chǔ)設(shè)施、綜合智慧能源等領(lǐng)域，將“推動(dòng)能源革命，共建綠色美好未來”作為一項(xiàng)重要的使命愿景。

那么，在看到媒體上對(duì)于青海共和光伏電站、寧夏寶豐農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站，以及浙江鐵塔（站點(diǎn)建設(shè)）、中國聯(lián)通中原數(shù)據(jù)基地（數(shù)據(jù)中心）等諸多智慧能源項(xiàng)目的報(bào)道后，我們也不禁想了解，華為數(shù)字能源是如何深耕能源行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，又有哪些具體的措施和成功經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

綠色、高效、無障礙：三大維度深耕能源數(shù)字化

于2020年9月30日成功并網(wǎng)的青海省共和縣2.2GW光伏項(xiàng)目，全部采用業(yè)界領(lǐng)先的組串逆變器，不論是設(shè)備選型、施工標(biāo)準(zhǔn)，還是先進(jìn)技術(shù)的使用，都達(dá)到了行業(yè)的最高水平。這個(gè)項(xiàng)目采用了華為智能光伏解決方案，最佳匹配特高壓電網(wǎng)要求，穩(wěn)定并網(wǎng)。目前系統(tǒng)發(fā)電量與傳統(tǒng)方案相比，提升2%以上；在引入諸多智能化的手段后，有效提高了運(yùn)維效率，例如采用智能IV診斷4.0方案，讓2個(gè)月的運(yùn)維巡檢工作縮短到僅僅20分鐘。

2013年，寶豐集團(tuán)對(duì)寧夏黃河?xùn)|岸16萬畝荒漠化土地進(jìn)行生態(tài)治理的同時(shí)一地多用，在10萬畝枸杞上建設(shè)了640MW光伏電站。作為全球單體最大的農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目，這種“板上發(fā)電，板下種枸杞”的方式開創(chuàng)了綠色和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新模式。

由于該項(xiàng)目全部采用華為智能光伏解決方案，在保障枸杞種植收益的同時(shí)，充分提高了光伏電站的效益。例如融合國際領(lǐng)先的平單軸自動(dòng)跟蹤技術(shù)之后，可以讓太陽能板像向日葵一樣逐光而動(dòng)，較傳統(tǒng)光伏電站發(fā)電量提高20%以上；無線寬帶系統(tǒng)、無人機(jī)巡檢、智能光伏云等智能化手段，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷，快速精準(zhǔn)定位各類故障，極大提高了運(yùn)維效率。目前，整個(gè)電站只有30個(gè)運(yùn)維人員，相比傳統(tǒng)光伏電站同規(guī)模需要100多人，每年運(yùn)維人工成本節(jié)省達(dá)360萬元。

在面向光伏行業(yè)的數(shù)字化賦能過程中，可以看到華為智能光伏系統(tǒng)在重構(gòu)發(fā)電、重構(gòu)運(yùn)維、重構(gòu)并網(wǎng)和光儲(chǔ)共生等方面，都提供了諸多創(chuàng)新技術(shù)和服務(wù)方式：包括AI智能跟蹤支架控制算法，實(shí)現(xiàn)了高效發(fā)電；AI用于數(shù)據(jù)中心能效優(yōu)化，可以實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)，降低PUE；將AI用于光伏板檢測(cè)，在線檢測(cè)代替人工巡檢，能夠精準(zhǔn)識(shí)別組件故障。

在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運(yùn)維領(lǐng)域，新的智慧綠色推動(dòng)勢(shì)能同樣令人矚目。在河北省廊坊市的廊坊華為云數(shù)據(jù)中心，在采用華為iCooling AI能效優(yōu)化解決方案后，數(shù)據(jù)中心的年平均PUE1.42降至目前的1.26，年省電費(fèi)超過兩千萬元，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了減排高效、安全運(yùn)行；在中國聯(lián)通的中原數(shù)據(jù)基地（數(shù)據(jù)中心），由于采用華為基于AI的iCooling方案，實(shí)現(xiàn)了能效的全局優(yōu)化，冷凍站的總功耗下降了8%-10%，溫控系統(tǒng)末端能耗降低了約10%，有效降低數(shù)據(jù)中心PUE約為8%～15%，每年節(jié)省電力高達(dá)385萬度。

這些變化一方面來源于華為下一代數(shù)據(jù)中心的能源預(yù)制模塊化建設(shè)模式，如全模塊化設(shè)計(jì)、按需建設(shè)，支持彈性升級(jí)，預(yù)制化+工程產(chǎn)品化；另一方面源于智能鋰電的全部件模塊化維護(hù)，可以滿足按需擴(kuò)容的需求；還有iPower預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)，可以從“治病”到“治未病”，保障了基礎(chǔ)設(shè)施的安全和可靠性。

同樣，在站點(diǎn)能源領(lǐng)域華為數(shù)字能源也為運(yùn)營(yíng)商帶來了可喜的變化。為幫助運(yùn)營(yíng)商降低基站OPEX，浙江鐵塔與華為進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新，引入AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基站智能錯(cuò)峰，在保障備電可靠的前提下，每年每站節(jié)省了17.1%電費(fèi)。由于電費(fèi)節(jié)省效果顯著，2021年7月26日該項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)踐還成功入選GSMA（全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)協(xié)會(huì)）2021全球精品案例。

在中國鐵塔5G站點(diǎn)供電模式的創(chuàng)新案例中，通過華為5G Power解決方案的極簡(jiǎn)站點(diǎn)建設(shè)模式，在實(shí)施智能削峰、智能升壓、智能儲(chǔ)能等創(chuàng)新技術(shù)后，站點(diǎn)在向網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過程中實(shí)現(xiàn)了“不改市電、不動(dòng)配電、不增機(jī)柜”，降低成本高效部署。

觀察站點(diǎn)能源領(lǐng)域的這些案例，能夠發(fā)現(xiàn)華為數(shù)字能源解決方案的諸多特性：例如降低站點(diǎn)在占地面積、租金方面的壓力；通過模塊級(jí)、站點(diǎn)級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)的高效方案，降低了能源消耗，用站站疊光、智能錯(cuò)峰等創(chuàng)新解決方案，降低用電成本；再比如通過站點(diǎn)數(shù)字化和運(yùn)維智能化，實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)能源的自動(dòng)駕駛，降本提效。隨著運(yùn)營(yíng)商站點(diǎn)能源基礎(chǔ)設(shè)施的開放，一個(gè)新的畫面也在呈現(xiàn)：讓“通信站”變?yōu)椤吧鐣?huì)站”，釋放站點(diǎn)潛能、從節(jié)流走向開源。

可以說，新時(shí)代的需求需要匹配新的能源體系，而來自清潔能源、數(shù)據(jù)中心和站點(diǎn)能源的市場(chǎng)需求，也在推進(jìn)華為在使能行業(yè)演進(jìn)時(shí)新的思考。當(dāng)行業(yè)需求與技術(shù)和服務(wù)提供商的訴求有機(jī)融合時(shí)，所爆發(fā)出的勢(shì)能確實(shí)令人無法小覷。

六大優(yōu)勢(shì)，持續(xù)護(hù)航能源數(shù)字化發(fā)展躍升

“我國的能源和電力行業(yè)正孕育著一場(chǎng)劇變?！边@是年初國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所所長(zhǎng)李瓊慧在一次行業(yè)重要會(huì)議上的開場(chǎng)白。

從相關(guān)分析預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來看，未來5~10年將是國內(nèi)綜合能源服務(wù)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)培育期，到2030年前中國綜合能源服務(wù)市場(chǎng)的規(guī)模將從數(shù)千億達(dá)到萬億級(jí)。這一數(shù)字也從側(cè)面反映出華為進(jìn)一步聚焦大數(shù)據(jù)、5G、AI、云等ICT技術(shù)與能源互聯(lián)網(wǎng)融合，通過能源云+能源網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)比特流融合能源流的原因。

目前華為數(shù)字能源主要業(yè)務(wù)方向聚焦于智能光伏、數(shù)據(jù)中心能源、站點(diǎn)能源、智能電動(dòng)、綜合智慧能源等領(lǐng)域。其中，最值得關(guān)注的是前三類，也是未來能源行業(yè)數(shù)字化的“進(jìn)化”焦點(diǎn)。

之所以看好華為數(shù)字能源在這些領(lǐng)域中的表現(xiàn)，有內(nèi)因也有外因。外因，主要是華為數(shù)字能源在日益復(fù)雜的外部環(huán)境下，積極在新的市場(chǎng)空間尋求更大的增長(zhǎng)勢(shì)能；內(nèi)因則是來自于華為助力中國能源數(shù)字化發(fā)展的六個(gè)基礎(chǔ)，這也是其未來在市場(chǎng)發(fā)展中的六大優(yōu)勢(shì)。

一是理念創(chuàng)新。華為數(shù)字能源提出要持續(xù)將領(lǐng)先的電力電子技術(shù)與數(shù)字技術(shù)相融合，將能量流疊加信息流，實(shí)現(xiàn)“比特管理瓦特”，目標(biāo)是從根本上推動(dòng)能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，這是師出有名。

二是抓住行業(yè)大勢(shì)。碳中和是大趨勢(shì)，而構(gòu)建以光儲(chǔ)風(fēng)儲(chǔ)為主力的清潔能源發(fā)電系統(tǒng)，打造以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)就是順勢(shì)而為。華為數(shù)字能源將“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)”以及多能互補(bǔ)結(jié)合起來，能夠令新能源從增量主力發(fā)電走向整網(wǎng)存量主力發(fā)電，最終驅(qū)動(dòng)化石能源走向清潔能源。

三是定位基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。打地基的工作漫長(zhǎng)且回報(bào)周期長(zhǎng)，但是也最為穩(wěn)健。以ICT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為例，全球數(shù)據(jù)中心能耗在2025年有可能高達(dá)9500億度電，約占全球總用電量的3%；全球站點(diǎn)能耗到2025年有可能達(dá)到6600億度電，約占全球總用電量的2%?；谶@個(gè)“巨大基數(shù)”，華為數(shù)字能源聚焦低碳站點(diǎn)、低碳數(shù)據(jù)中心，打造低碳、高效、智能的綠色I(xiàn)CT基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，就是將自身角色放在了產(chǎn)業(yè)發(fā)展最基礎(chǔ)、最有潛力的基座位置。

四是安全可靠為先。在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能將分布在“源、網(wǎng)、荷”的各種場(chǎng)景，起到“蓄水池”和“電網(wǎng)調(diào)節(jié)器、穩(wěn)定器”的作用。華為數(shù)字能源目前打造的極致安全、經(jīng)濟(jì)性更好的智能儲(chǔ)能系統(tǒng)，目的就是通過云BMS（電池管理系統(tǒng)）對(duì)電池的全生命周期智能化管理。而智能化的預(yù)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)，出發(fā)點(diǎn)更是從“治病”到“治未病”，這些舉措都是為了解決能源行業(yè)的“安全痛點(diǎn)”。

五是系統(tǒng)化推進(jìn)。華為數(shù)字能源不僅在產(chǎn)能側(cè)，也在用能側(cè)推進(jìn)相關(guān)行業(yè)的全面智能化，是希望解決當(dāng)前消費(fèi)者的痛點(diǎn)和問題。例如在新能源汽車領(lǐng)域，華為數(shù)字能源未來會(huì)圍繞用戶體驗(yàn)，打造融合極簡(jiǎn)、安全可靠、卓越體驗(yàn)的智能電動(dòng)解決方案，以及“光、儲(chǔ)、充”融合、“人-車-樁-路-網(wǎng)”一體化協(xié)同的充電與換電網(wǎng)絡(luò)解決方案，解決供需雙方的痛點(diǎn)。

六是自身技術(shù)實(shí)力的強(qiáng)大支撐。華為在云計(jì)算、AI技術(shù)的領(lǐng)先性毋庸置疑，基于自身在云管端的優(yōu)勢(shì)，華為數(shù)字能源所構(gòu)建的能源云為例，可以提供“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)”以及多能互補(bǔ)的綜合智慧能源服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能、充電、工業(yè)與建筑節(jié)能、站點(diǎn)與數(shù)據(jù)中心供電及節(jié)能、配電網(wǎng)”等場(chǎng)景的智能管理，基于大數(shù)據(jù)、AI和自動(dòng)化方面的優(yōu)勢(shì)，還可以將能源“發(fā)送配用”數(shù)據(jù)打通，服務(wù)全球能源行業(yè)。

簡(jiǎn)而言之，華為目前的“深耕”能源數(shù)字化，并非是一個(gè)簡(jiǎn)單的宣傳語，而是謀定而后動(dòng)的深層考慮，以及系統(tǒng)化、科學(xué)化的推進(jìn)。在這種動(dòng)能之下，融合數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù)也不僅僅是短期的目標(biāo)，而會(huì)成為華為數(shù)字能源長(zhǎng)期、持續(xù)的使命級(jí)重任。

9月23-25日，以“深耕數(shù)字化”為主題的華為全聯(lián)接2021即將舉辦，屆時(shí)將分享有關(guān)華為數(shù)字能源數(shù)字化的更多信息。