基于三流协同的智慧能源产业价值理论

胡竞秋，崔 越，韩茂岳，王翌雪

（1.南方电网北京分公司，北京 102206；2.华北电力大学，北京 102206）

0 引言

随着万物互联5G时代的逐渐开启以及消费互联网红利消退，互联网产业逐渐由传统的消费互联网向产业互联网转移，着力于利用先进的数字化技术对各垂直行业进行连接与赋能。智慧能源是产业互联网赋能传统能源行业的直接体现，也是新型基础设施建设的典型体现。智慧能源作为能源技术与数字技术融合创新，新业态、新模式发展的集成体，有望推动能源系统从要素驱动、投资规模驱动发展为主向以创新驱动发展为主转变，是破解能源“不可能三角”的重要手段。

当前我国对智慧能源产业发展具有一定的研究基础，文献[1]从产业链及关键环节分析了智慧能源产业发展走向，提出了智慧能源带动下各环节企业交叉融合发展的新趋势。文献[2]介绍了智慧能源概念的形成和能源互联网，总结了智慧能源产业链的构成及其相互关系。文献[3]分析了现阶段能源互联网和智慧能源的建设思路，并对智慧能源产业的发展进行了展望。以上有关智慧能源产业分析是从产业链视角进行理论研究。本文从能源流、数据流、价值流的“三流”协同视角，构建基于三流协同的智慧能源产业发展理论，通过分析技术革命对能源流、数据流、价值流的重构性影响，提出智慧能源产业价值演变趋势，构建智慧能源产业价值图谱，为智慧能源产业发展与价值挖掘提供理论参考。

1 “三流”协同基础理论分析

智慧能源是基于能源技术与数字化技术的深度融合，对传统能源系统进行智慧化升级，并依托智慧化手段对垂直产业广泛赋能的新型能源系统形态，其主旨是能源流、数据流及价值流的协同与统一[4-5]。

能源流作为智慧能源物理载体，是数据流产生的基础及其数据的核心来源，为智慧能源创造能源供给，当前呈现以电力为核心的各能源品种间灵活转换的发展形态。数据流作为智慧能源构建的信息载体，是能源流的基本映射，同时对能源流进行反向引导。此外，数据流是能源与经济社会进行多层面、深度链接的新路径，是价值流延伸的关键，对智慧能源新型价值挖掘具有重要引导意义。价值流是智慧能源构建核心及未来演化方向。以能源与数据作为价值创造的两大核心要素，其延伸需要依附能源流、数据流。因此智慧能源产业发展也需要以能源流、数据流为延伸路径，着力打通能源供给到消费、能源系统内部到外部的双流阻塞点，并进一步开展价值创造。

从各能源品种来看，电力能够灵活、便利地与其他各能源品种相互转换，且电力系统的基础设施建设完善、数字化进程快、智慧化程度高，电力数据具有实时性强、准确度好、覆盖领域广、价值密度高等突出优势。因此，智慧电力是智慧能源的核心，并将在智慧能源发展过程中起到引领作用。

2 智慧能源产业价值演变趋势

2.1 技术革命下的三流形态

随着能源革命与数字革命的深度融合，能源技术与数字技术将深刻改变能源流、数据流、价值流走向，并影响智慧能源的发展形态。

从能源流来看，电制热、电制氢等技术进一步贯通了电、热（冷）、气等品种能源流向，提高了能源系统一体化水平，分布式电源、纯电动车的广泛接入使得能源流由传统的单向流动向双向互动模式转变，电化学储能等新型储能技术深刻改变了能源流供需平衡特性[6-7]。

从数据流来看，5G时代物联网技术的深度应用打通了源、网、荷、储等各环节的数据堵点，使得数据流渗透至能源系统末梢用户、设备，实现数据流入厂、入户、入设备，极大提升了智慧能源全息感知、泛在互联能力，而人工智能、云计算等技术则进一步提升了智慧能源精准预测及分析决策能力，突破了物理层面的空间与时间限制[8]。此外，随着数据堵点的打通，能源流实现了与政府数据、企业数据、互联网数据等多源数据相融合。

基于能源流及数据流的变化，价值流有了进一步的升级与延伸。从能源系统内部来看，价值流由相互独立的单一能源供应服务向综合能源服务拓展，能源系统规划、建设、运行、维护等业务智慧化水平进一步提升，实现了业务流程、作业效率等方面的价值升级。同时，由于数据堵点被打通，价值流进一步由能源系统内部价值挖掘向服务经济社会发展的价值衍生延伸，衍生价值迅速发展并逐步成为价值挖掘增量的主体[9-11]。

2.2 智慧能源产业价值演变趋势

基于技术革命下的智慧能源产业价值演变整体呈现由供给侧价值创造范围向客户侧价值挖掘范围延伸、由能源供给价值创造内容向衍生价值挖掘内容拓展、由单一环节价值创造方式向生态型价值创造方式升级的趋势。具体来看，呈现以下特征分明又彼此交互的价值演变阶段。

2.2.1 智慧能源保障能源系统运行

该阶段主要特点是：新一代信息通信技术广泛应用于源、网、荷、储各环节，对设备状态进行智能化监测与调控，以非侵入式负荷、新能源发电出力预测等为代表的人工智能模型进一步提升了系统感知、预测的深度与广度，并基于可靠监测信息提供覆盖各环节的辅助决策参考，打造智慧电厂、智能电网等典型形态，在实现各环节智能化升级的基础上，逐步实现不同能源品种互济互补及源、网、荷、储协调互动，最大化挖掘系统灵活性资源潜力，提高能源系统的安全稳定运行水平。

该阶段的突出矛盾是：新一代信息通信技术准确性、稳定性、可靠性不足，无法完全满足能源系统的安全稳定运行要求。尤其是电力系统实时平衡特性对其有极高的可靠性要求，当前大数据、人工智能等在部分场景的预测、决策已具有相对较高的准确性，但部分技术只能作为决策参考，对实际运行调度的参考价值不大；广泛接入的传感器等数字化设备使得系统面临设备故障、物理破坏、网络供给等新型网络安全问题，增加了系统运行维护难度与成本。

未来，随着碳达峰、碳中和目标下新型电力系统的加快构建，分布式光伏、储能、纯电动汽车等新型广义负荷的接入给以电力为核心的能源系统运行带来深刻影响，亟需加强融合终端等新型基础设施的研发及建设，开发基于人工智能的电力气象模型，实现新型广义负荷需求的长时间精准预测，推动虚拟电厂等新型调控技术应用，提高源、网、荷、储一体化以及电力与其他能源品种互补互济水平，推广云边协同的新型运行调控模式，增强设备故障的即时处理能力，提高系统可观、可测、可控水平，加强弹性电网建设，提高系统故障预警与自愈恢复能力[12-16]。

2.2.2 智慧能源服务能源系统运营

该阶段主要特点是：依托大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等新型基础设施建设，服务能源系统规划设计、建设、运营以及运维检修等各流程，打造企业智慧人力、智慧物力、智慧财力与智慧决策管理平台，构建能源系统运营过程中的业务流程，全面提高作业质量与效率，进而提高各类型能源供给服务水平，实现企业人力、物力、财力、智力等全要素生产效率同步提升，降低终端用户用能成本。

该阶段的突出矛盾是：智慧运营相关系统工具开发过程中普遍以可用性为核心目标，而对系统工具好用性关注不足。当前，能源系统中的智慧运营系统工具开发普遍采用项目制，为满足验收条件更注重系统工具的可用性，项目完成后缺乏持续的运营维护与迭代升级，使得系统工具对于作业人员并不友好，影响作业效率。此外，管制制度的相对固化使得业务流程重构后组织模式变化相对滞后，制约了智慧运营相关系统工具优势的发挥。

未来，随着能源系统绿色低碳转型进程持续推进及新型基础设施的加快建设，海上风电、分布式光伏的开发规模逐步扩大及新型负荷的广泛接入，使得故障发生概率大幅提升、故障检修位置更为分散，运维检修难度呈指数级增长，亟需强化智慧供应链等新型场景的开发应用，提高全生命周期管控水平；同时大力推广海量设备故障、作业场景实时监测技术，加强研发预测性维护技术，优化智慧运营作业流程，提高全要素生产效率。

2.2.3 智慧能源优化能源客户服务

该阶段主要特征是：以客户需求为中心，发挥平台经济优势，优化客户关系管理和客户价值管理，通过开展智慧营销服务系统的智慧化升级，提高业务办理的便捷性，优化能源电力营商环境，打造高活跃度应用与服务平台，加快客户需求响应速度，提升客户满意度及客户黏性，并利用先进技术为客户提供衍生价值服务，根据客户数据挖掘客户价值。

该阶段的突出矛盾是：以保障供给为核心的传统服务理念，难以满足互联网时代个性化、差异化的客户服务需求。互联网时代个性化、差异化的客户需求要求能源服务公司更加注重以客户为中心，满足客户个性化需求。然而传统能源服务公司普遍重保供、轻服务，对客户需求的感知与响应能力不足。

未来，随着传统能源供给服务价值增长空间逐渐饱和，以及与用户侧设备级数据堵点的进一步打通，需以用户黏性为关键，通过打造智慧能源服务平台，进一步加强用户信息分析，以增值服务为核心收益点，基于央企品牌及电力服务广泛覆盖等优势，打造各类能源服务公司及用户入口，并利用数据挖掘等技术提供大数据运营等多样化增值服务，最大化挖掘用户价值，衍生价值收益，提升能源供给本身价值。

2.2.4 智慧能源赋能垂直产业升级

该阶段主要特征是：以能源与垂直产业耦合为路径，依托客户资源打造智慧能源产业服务平台，以能源流、数据流的末梢企业或个人为核心链接对象，以共性服务技术对外赋能为核心，以赋能内容共享为主要模式，通过共享围绕能源互联网的先进技术与经验，实现技术与服务的高效供需匹配，赋能上下游生产制造类中小企业，进而进行价值创造并获得收益。

该阶段的突出矛盾是：深耕于单一业务领域的能源服务公司，难以满足能源、数字及垂直产业深度耦合的产业互联网技术要求。当前能源服务公司技术积累主要集中于能源供给领域，可对外赋能的共性技术较少，尤其是工业、建设、交通等行业子领域专业技术性强、差异性显著、前期投入高、客户分散。亟需以用能技术为切入口、以智慧化手段为路径，加快能源与垂直产业融合发展，大力推动以智慧能源为核心的智能家居、智慧楼宇、工业互联网发展。

未来，随着产业互联持续发展并赋能垂直产业，通过数据流将赋能对象延伸到能源系统各个环节，以提高全环节能源开发利用效率为核心价值，为平台用户提供智慧综合能源解决方案，提供碳管理等多样化增值服务，降低企业和园区客户用能综合成本，并以能源大数据实现经济社会活动的精准实时监测。

3 智慧能源产业价值挖掘战略

3.1 智慧能源产业价值挖掘定位

从价值内涵来看，能源供给始终是能源系统发展的底线价值，保障能源安全供给是智慧能源价值创造的底线，需在保障能源系统安全稳定运行的基础上，加强对全产业链风险防范。能源电力行业是关系国家安全以及国民经济命脉的重要行业，随着碳达峰、碳中和目标的持续推进，电力系统安全稳定运行面临更大挑战，智慧能源抢占机遇挖掘衍生价值，必须建立在保障能源系统安全稳定运行的基础之上。此外，随着国内外环境持续变化，智慧能源全产业链风险提升，需加深对全产业链技术、材料、资源等全方位梳理，加强风险防范。

从价值挖掘方向来看，未来能源供给服务价值挖掘的增长空间有限，智慧能源挖掘衍生价值需以能源供给业务支撑，以衍生价值挖掘收益提升能源供给价值。能源电力作为经济社会发展的重要生产要素与物质基础，其低成本供给有利于缓解终端产业发展压力，预计未来能源供给价格上涨可能性不大，能源供给业务利润增长空间有限，需加强对衍生价值的挖掘，持续以能源流、数据流为路径，依托能源供给价值挖掘过程中提供的客户、数据等基础资源，利用衍生价值挖掘的发展，推进能源供给业务。

从价值战略来看，着力实现智慧能源产业价值最大化，需基于现有资源与优势优化存量资源，进一步结合发展形势加速挖掘衍生价值。当前，我国经济社会已经进入高质量发展阶段，对能源系统经济性、安全性、环保性等要求更高。未来，智慧能源产业发展既需基于现有资源与优势优化存量资源，着力实现能源系统的精细化管理，增强土地等资源的复用共享，又需要加强对数据等新型生产要素的价值挖掘。

从价值目标来看，以满足人民日益增长的美好生活需要为根本出发点，智慧能源发展不仅需要关注其自身产业属性，着力实现自身的转型升级，也需要关注能源的生产要素属性，着眼服务经济社会的高质量发展。

3.2 智慧能源产业价值挖掘战略

针对能源绿色低碳转型需求，充分发展智慧能源的资源优化配置优势，充分挖掘源、荷、储侧调节潜力，提升全系统灵活调节能力，推动电力与其他能源系统互联互动，推动多能源系统间协同消纳，提升对高渗透率新能源的支撑能力，扩大新能源的开发利用规模，加速构建以新能源为主体的新型电力系统，以能源电力在碳达峰、碳中和进程中的率先突破，加速全社会绿色低碳转型进程，同时为工业、建筑、交通等行业争取发展空间。

紧抓产业互联网发展趋势，加快研发具有自主知识产权的智慧能源服务核心设备，以用能技术为切入口，重点推动能源电力与用能产业融合发展；对重点行业开展综合能效服务，以电为中心全面推进多能供应服务，打造“能源+数字+产业”的智慧能源产业生态，为经济社会高质量发展注入绿色发展新动力。

针对政府及各行业开展数据价值挖掘，推动能源电力数据管理向碳数据管理升级。近期加强碳数据对绿色金融、经济社会运行、政府治理等的支撑作用，远期推动电力数据、碳数据的开放与社会的广泛参与，打造以电力数据为核心的碳数据生态体系。

4 结束语

智慧能源发展需实现能源流、数据流、价值流的三流合一，智慧能源产业价值挖掘需以能源流、数据流为核心路径，未来不仅需要加快构建新型电力系统，满足能源系统自身绿色低碳转型需求，还需要加强能源与垂直产业的融合发展，向赋能经济社会高质量发展的方向拓展，进而实现智慧能源产业价值最大化。