陳浩敏 梁錦照 馬赟

摘 要：隨著新一代信息通信技術(shù)的發(fā)展及其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，面對(duì)國(guó)內(nèi)外能源格局變化和氣候保護(hù)政策要求，我國(guó)能源行業(yè)迎來(lái)了“數(shù)字化智能化發(fā)展”的轉(zhuǎn)型契機(jī)。本文對(duì)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及相關(guān)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)向進(jìn)行梳理和研究，立足于能源革命與數(shù)字革命深度融合的目標(biāo)要求和具體任務(wù)，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化的理念和方法對(duì)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)開展分析并提出展望，力求能夠推動(dòng)我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效、有序發(fā)展。

關(guān)鍵詞：能源大數(shù)據(jù)技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)字化，智能化

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.17.003

Research on Standardization of Value Creation of Energy Big Data

CHEN Hao-min LIANG Jin-zhao MA Yun

（CSG Digital Power Grid Group Co.， Ltd.）

Abstract： With the development of the new generation of information and communication technology and its application in the energy fi eld， Chinas energy industry has embraced the transformation opportunity of “digital intelligent development”， facing the changing energy pattern and requirements of climate protection policies at home and abroad. This paper sorts out and studies the development trends of energy big data technology and related domestic and international standardization. Based on the target， requirements and specific tasks of the deep integration of energy revolution and digital revolution， the paper uses the concept and method of standardization to analyze the development status and trend of energy big data technology， and puts forward prospects， so as to promote the quality， effi ciency and orderly development of Chinas energy industry.

Keywords： energy big data technology， standardization， digitalization， intellectualization

1 能源大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)向研究政策背景

2021年3月，我國(guó)《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》）發(fā)布?！毒V要》中多次提及“以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局”，為我國(guó)接下來(lái)十年經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化發(fā)展指明了方向。在此方向指引下，加速推動(dòng)以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、5G等移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為代表的新一代信息通信技術(shù)的更新迭代及其與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)的交叉應(yīng)用與融合，勢(shì)必將成為助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手和有力手段。

面對(duì)當(dāng)下國(guó)內(nèi)外能源格局的顛覆性變化和全球應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)不斷加速帶來(lái)的國(guó)際能源領(lǐng)域新變局、新機(jī)遇，我國(guó)能源行業(yè)順應(yīng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，主動(dòng)擁抱大數(shù)據(jù)等新理念、新模式、新技術(shù)，推動(dòng)能源革命與數(shù)字革命深度融合并進(jìn)，2021年11月，國(guó)家能源局、科技部印發(fā)我國(guó)《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，明確將“促進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化智能化升級(jí)”作為發(fā)展目標(biāo)，首次系統(tǒng)、完整地提出“能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化技術(shù)”重點(diǎn)任務(wù)的技術(shù)布局，為能源系統(tǒng)數(shù)字化智能化發(fā)展提供了指引。

2023年3月，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見(jiàn)》，力爭(zhēng)到2030年實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)數(shù)字化智能化創(chuàng)新應(yīng)用體系初步構(gòu)筑、數(shù)據(jù)要素潛能充分激活，一批制約能源數(shù)字化智能化發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)取得突破，能源系統(tǒng)智能感知與智能調(diào)控體系加快形成，能源數(shù)字化智能化新模式新業(yè)態(tài)持續(xù)涌現(xiàn)，能源系統(tǒng)運(yùn)行與管理模式向全面標(biāo)準(zhǔn)化、深度數(shù)字化和高度智能化加速轉(zhuǎn)變，能源行業(yè)網(wǎng)絡(luò)與信息安全保障能力明顯增強(qiáng)，能源系統(tǒng)效率、可靠性、包容性穩(wěn)步提高，能源生產(chǎn)和供應(yīng)多元化加速拓展、質(zhì)量效益加速提升，數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展對(duì)能源行業(yè)提質(zhì)增效與碳排放強(qiáng)度和總量“雙控”的支撐作用全面顯現(xiàn)。

2 我國(guó)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

2.1 能源大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)

2.1.1 智能能量管理和控制技術(shù)

智能能量管理和控制技術(shù)是支撐能源數(shù)據(jù)全生命周期正常運(yùn)行的重要技術(shù)，主要是指依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，將可再生能源與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相連接，為能源互聯(lián)建立物理通信接口，增強(qiáng)輸配電網(wǎng)之間的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)多類型能源的調(diào)度管理和控制、故障隔離等功能。

能源路由器是目前最為普及且較為成熟的智能能量管理和控制技術(shù)。能源路由器能夠在獲得分布式電源和負(fù)荷的實(shí)時(shí)信息的同時(shí)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多類型能源的再分配和再傳輸，是未來(lái)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展中的重要技術(shù)和核心設(shè)備。

2.1.2 能源數(shù)據(jù)分析技術(shù)

對(duì)輸電、儲(chǔ)能等設(shè)備和設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控獲取到的大規(guī)模、異構(gòu)、多模態(tài)的能源數(shù)據(jù)，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等能源數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)這些海量的歷史能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使能源數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息到知識(shí)乃至到?jīng)Q策的價(jià)值升級(jí)，能夠有效為能源系統(tǒng)安全與狀態(tài)趨勢(shì)感知、多類型能源質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制、多類型能源調(diào)度管理和規(guī)劃、能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)估、能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的建模和預(yù)測(cè)等研究和應(yīng)用提供理論和技術(shù)支撐。

目前，我國(guó)的聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)、多模態(tài)技術(shù)等前沿大數(shù)據(jù)分析技術(shù)正在加速追趕西方的研究步伐，并嘗試與能源領(lǐng)域進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，立足能源領(lǐng)域業(yè)務(wù)需求和工作特色，拓展能源領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用。

2.1.3 能源數(shù)據(jù)處理和融合技術(shù)

隨著能源基礎(chǔ)設(shè)備和設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，能量流和信息流的交互大幅增強(qiáng)，由此產(chǎn)生的能源數(shù)據(jù)數(shù)量、數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)復(fù)雜度急劇增加，帶來(lái)了云端通信和存儲(chǔ)擁堵、計(jì)算延遲等問(wèn)題，不利于可再生能源的發(fā)展、新一輪能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的推進(jìn)?；趯?duì)能源數(shù)據(jù)高效處理、快速傳輸及安全存儲(chǔ)的迫切需求，算力從中心云轉(zhuǎn)移至邊緣和終端本身，嘗試構(gòu)建云、邊、端三級(jí)算力協(xié)同模式。智能終端和邊緣節(jié)點(diǎn)具備對(duì)能源數(shù)據(jù)的基本決策和處理能力，在邊緣側(cè)進(jìn)行能源數(shù)據(jù)優(yōu)化處理、事故故障自動(dòng)處理等業(yè)務(wù)；云端對(duì)各智能終端和邊緣節(jié)點(diǎn)上傳的能源數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別和策略改進(jìn)等處理，對(duì)能源系統(tǒng)全網(wǎng)進(jìn)行安全與風(fēng)險(xiǎn)分析和控制，降低云資源消耗。

目前，邊緣計(jì)算產(chǎn)品已經(jīng)在能源系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，但云、邊、端協(xié)同模型和標(biāo)準(zhǔn)仍需要繼續(xù)研究完善。

2.1.4 能源數(shù)據(jù)采集和通信技術(shù)

能源數(shù)據(jù)采集和通信技術(shù)的實(shí)時(shí)性、精準(zhǔn)性和完整性是保證能源數(shù)據(jù)全生命周期整體運(yùn)行性能的基礎(chǔ)。能源領(lǐng)域數(shù)據(jù)采集主要依賴于生產(chǎn)側(cè)和需求側(cè)等方面的各類型綜合感知設(shè)備的傳感，目前我國(guó)大多數(shù)的傳感器所獲取到的能源數(shù)據(jù)具有一定的時(shí)效性，因此對(duì)于5G等移動(dòng)通信技術(shù)也提出了更高的要求，5G局域網(wǎng)技術(shù)、電力5G專網(wǎng)和5G切片技術(shù)是當(dāng)前能源領(lǐng)域主流的三種5G應(yīng)用技術(shù)模式，但針對(duì)其網(wǎng)絡(luò)安全性能的驗(yàn)證尚未完全完成，因此在今后的能源數(shù)據(jù)采集和通信技術(shù)研究和應(yīng)用過(guò)程中，首先要解決的重點(diǎn)問(wèn)題依然是協(xié)調(diào)能源數(shù)據(jù)的開放共享與安全可控之間的關(guān)系。

2.2 我國(guó)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

伴隨著第四次工業(yè)革命的推進(jìn)，我國(guó)之前傳統(tǒng)的能源體系架構(gòu)已無(wú)法滿足工業(yè)4.0時(shí)代技術(shù)變革和產(chǎn)業(yè)革命的要求，以多類型能源之間的相互轉(zhuǎn)化和互聯(lián)互通為核心內(nèi)容的能源互聯(lián)網(wǎng)成為了我國(guó)能源領(lǐng)域發(fā)展的新目標(biāo)和新方向。目前，我國(guó)學(xué)者對(duì)于能源互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)還未形成一致的定論，但基本達(dá)成了理論共識(shí)，即以能源大數(shù)據(jù)為核心，針對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行分解和拓展，利用以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、5G等移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為代表的新一代信息通信技術(shù)對(duì)能源供給和需求進(jìn)行統(tǒng)籌調(diào)控，實(shí)現(xiàn)多類型能源的數(shù)字化、智能化管理和響應(yīng)，確保我國(guó)能源安全并提高能源利用效率。

回顧過(guò)去十余年我國(guó)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，我國(guó)的能源大數(shù)據(jù)作為重要的生產(chǎn)要素，其規(guī)模增長(zhǎng)迅速、總體體量巨大，但與之配套的大數(shù)據(jù)計(jì)算能力已接近瓶頸，且數(shù)據(jù)價(jià)值尚未得到充分釋放，我國(guó)的能源大數(shù)據(jù)技術(shù)體系面臨著從“以計(jì)算為中心”向“以數(shù)據(jù)為中心”[1]的重大轉(zhuǎn)型；近年來(lái)，大數(shù)據(jù)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的成熟推廣和應(yīng)用為產(chǎn)業(yè)鏈上下游的眾多企業(yè)帶來(lái)了較大的利潤(rùn)，但是也帶來(lái)了“市場(chǎng)先于法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)”等突出問(wèn)題，加之能源大數(shù)據(jù)本身的特殊性，如何充分發(fā)揮區(qū)塊鏈、5G等移動(dòng)通信等技術(shù)的可靠性、安全性特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，開發(fā)能源數(shù)據(jù)開放流通技術(shù)產(chǎn)品，建立能源大數(shù)據(jù)治理技術(shù)體系，推動(dòng)從“以網(wǎng)絡(luò)為中心”轉(zhuǎn)向“以數(shù)據(jù)為中心”的體系化數(shù)據(jù)安全保護(hù)策略的實(shí)施，在保持高能效一體化大數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域研究與應(yīng)用國(guó)際領(lǐng)先水平的同時(shí)，探索和破解適合我國(guó)國(guó)情的能源大數(shù)據(jù)治理技術(shù)路徑，有效平衡數(shù)據(jù)開發(fā)利用與數(shù)據(jù)安全保障的一體兩翼平衡發(fā)展，實(shí)現(xiàn)能源領(lǐng)域大數(shù)據(jù)資源的整合共享，將成為下一階段我國(guó)能源大數(shù)據(jù)管理與治理技術(shù)發(fā)展的重要突破點(diǎn)[2]。

3 我國(guó)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)向研究

全國(guó)信標(biāo)委（SAC/TC 28）于2014年組建成立起大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作組，這是國(guó)內(nèi)有組織的、系統(tǒng)性開展大數(shù)據(jù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化研究工作的開端，相繼發(fā)布與實(shí)施GB/T 35295《信息技術(shù) 大數(shù)據(jù) 術(shù)語(yǔ)》、GB/ T 35589《信息技術(shù) 大數(shù)據(jù) 技術(shù)參考模型》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)[3]；2019年，為滿足不同領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求，更好地保障標(biāo)準(zhǔn)化工作對(duì)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的支撐能力，工作組下設(shè)電力大數(shù)據(jù)專題組等10個(gè)專題組負(fù)責(zé)相關(guān)細(xì)分領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化研究工作。另外，全國(guó)信安標(biāo)委（SAC/TC 260）于2016年組建成立起大數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)特別工作組，負(fù)責(zé)重點(diǎn)開展大數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研制工作。

與此同時(shí)，全國(guó)各地區(qū)基于當(dāng)?shù)卮髷?shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的區(qū)域特點(diǎn)，先后成立了地方性大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，例如貴州省大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等，并結(jié)合區(qū)域政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)逐步開展大數(shù)據(jù)地方標(biāo)準(zhǔn)研制工作，服務(wù)當(dāng)?shù)卮髷?shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在能源行業(yè)中，從《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》將“健全能源標(biāo)準(zhǔn)體系，修訂和完善能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建國(guó)家能源大數(shù)據(jù)研究平臺(tái)，綜合運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)手段，加強(qiáng)能源經(jīng)濟(jì)形勢(shì)分析研判和預(yù)測(cè)預(yù)警，顯著提高能源數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和決策支持能力”列入工作任務(wù)，到《關(guān)于加快能源領(lǐng)域新型標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》中對(duì)“加快能源領(lǐng)域新型標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，推進(jìn)能源治理體系和治理能力現(xiàn)代化，支撐引領(lǐng)能源高質(zhì)量發(fā)展”做出的工作方向指引，標(biāo)準(zhǔn)化的理念和方法在新一輪能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源技術(shù)升級(jí)中，與以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈、5G等移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為代表的新一代信息通信技術(shù)，共同擔(dān)負(fù)起以技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng)探索現(xiàn)代綜合能源產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展模式和體系的任務(wù)，即推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)融入能源領(lǐng)域生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、銷售、使用的各個(gè)環(huán)節(jié)，在能源領(lǐng)域各環(huán)節(jié)中建立數(shù)字化、智能化應(yīng)用系統(tǒng)，推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)向全面標(biāo)準(zhǔn)化、深度數(shù)字化和高度智能化加速轉(zhuǎn)變。

在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化研究方面，2011年由中國(guó)企業(yè)牽頭研制的IEEE 1888 Ubiquitous Green Community Control Network（泛在綠色控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）正式發(fā)布，并于2015年轉(zhuǎn)化為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC/IEEE 18880，這是全球能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的首個(gè)ISO/IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[4]。近些年來(lái)，該系列標(biāo)準(zhǔn)作為信息通信技術(shù)與能源技術(shù)的有效結(jié)合成果，發(fā)揮著標(biāo)準(zhǔn)的橋梁和紐帶作用，對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在節(jié)能減排、綠色發(fā)展、能源需求側(cè)管理等領(lǐng)域的技術(shù)研究和應(yīng)用，以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的發(fā)展都起到了積極效用。

4 結(jié)論與展望

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源行業(yè)、領(lǐng)域應(yīng)用的快速普及和迭代發(fā)展，各相關(guān)方對(duì)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的需求日漸增長(zhǎng)，亟待對(duì)特定行業(yè)要求條件下或關(guān)鍵業(yè)務(wù)場(chǎng)景中應(yīng)用的能源大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃和規(guī)范。2023年1月，工信部等十六部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)數(shù)據(jù)安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出高質(zhì)高效推進(jìn)貫標(biāo)工作，加大標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用推廣力度。標(biāo)準(zhǔn)作為法律法規(guī)和政策落地實(shí)踐的重要橋梁，能夠有效補(bǔ)充和支撐法律法規(guī)和政策中的基本概念厘清、配套制度建立以及相關(guān)舉措細(xì)則確定等問(wèn)題，助力能源數(shù)據(jù)要素釋放潛能、創(chuàng)造價(jià)值，并逐步建立一個(gè)安全有序的能源數(shù)據(jù)運(yùn)行環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

陳浩敏，高級(jí)工程師，三級(jí)專家，主要研究方向?yàn)閿?shù)字電網(wǎng)技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)化。

（責(zé)任編輯：張佩玉）