▲图为我国首个交直流混联跨江工程——江苏扬州至镇江±200千伏直流输电工程长江段。史俊/摄

“十五五”规划建议提出,“加快智能电网和微电网建设”。

作为完整准确全面贯彻新发展理念、加快构建新发展格局、着力推动高质量发展的重要基础架构,智能电网在推动新型电力系统和新型能源体系建设、保障能源安全、助力“双碳”目标实现等方面发挥关键作用。

放眼全国,借力数字化、智能化手段,电网功能形态、运行管理、服务模式全面焕新。

在浙江舟山东极岛,全国首个自愈式海岛智慧微电网既能抗灾又能自愈。

在广东奥体中心“十五运会”开幕式场馆核心区,全国首台MR遥操作带电作业机器人“悟空”依靠AI诊断系统几分钟内就能锁定线路故障。

在山东滨州滨城区,国内首套全国产化“自主可控多模融合接入终端”实时采集光伏设备运行数据,并通过算法分析自动调节电压和功率。

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建设能源强国,智能电网将深度重塑新型电力系统形态,助力整个能源体系更加安全高效、清洁低碳、灵活可靠,更好保障国家能源安全、赋能经济社会发展全面绿色转型。

以智能电网为代表的能源强国之路

强力支撑起科技强国发展目标

智能电网被称为“电网2.0”,是集成现代信息技术、通信技术、控制技术和电力系统技术的新一代电力网络,具备可感知、可预测以及灵活调控能力,可有效接纳大规模新能源,凸显高度信息化、自动化、互动化特征。

中国工程院院士郭剑波指出,伴随深度学习等人工智能技术的飞速发展,通过数字化赋能电力,实现电网的信息化、数字化和智能化成为未来新型电力系统发展的必然趋势。

位于贵州的贵安新区,承载着“东数西算”国家战略,坐落于此的数据中心集群离不开海量、稳定、绿色的电力供应。当地电网企业与数据中心联合打造的“源网荷储”高度协同供能体系解决了这一需求——电力由丰富的“水风光”供应;坚强的环网结构供电可靠性达到99.99%,电网同时部署先进的传感器和监控系统;数据中心作为巨大的可调节负荷,可为电网削峰填谷;配建的大规模储能电站不仅平滑新能源波动,还通过峰谷价差降低用能成本。

这是当下中国的一个典型场景。随着数据中心、算力中心建设不断提速,以智能电网为代表的能源强国之路强力支撑起科技强国发展目标。

通过强大的预测、调度和储能协调能力,智能电网“驯服”不稳定的绿电,使其成为可靠的电力来源。例如浙江,覆盖1100千伏至0.4千伏全电压等级、源网荷储全要素的“电网一张图”已建成,纳管超20亿台套电网设备,接入240万台生产专用视频摄像头,实现实体电网在数字空间的精准孪生映射。

2025年迎峰度夏前,国网福州供电公司工作人员登录网上电网平台,点击图标调用国家电网“光明电力大模型”,以聊天方式开展电网诊断,仅用5个工作日就完成配电网智能诊断分析报告,效率相较人工诊断分析提升4倍。

“电网断面”是承担特定方向电力输送任务的通道,也是电力系统的关键“动脉”。广西电网公司基于南方电网“大瓦特—天璇”电力调度AI大模型和边缘计算集群,系统开发电网断面调控智能体,监控全区多个断面,实现广西电网“故障告警—断面监视—风险预测—高效预控”全流程智能决策。

智能电网的建设和运营涵盖从高端设备制造、通信网络建设、软件平台开发,到系统集成、数据分析和运维服务的完整链条,可以带动信息技术、高端装备制造、新材料、新能源等相关产业协同发展,形成新的经济增长点。

业内专家认为,智能电网是典型的“新基建”,技术标准和设备制造水平代表国家的工业实力,掌握其核心技术意味着在全球能源装备市场和标准制定中拥有更多话语权。

问题都是在发展中出现,

更要靠发展解决

当前,电能占全球终端能源消费比重已升至20%以上。未来,以电为中心、多能互补,呈现稳定、高效、可交互特征的能源供应系统将支撑社会运转,智能电网正是这个系统的中枢——最大化消纳并整合“水风光”,让绿电稳定可靠;化身“超级大脑”,统一指挥发电厂、用户、储能设备等所有环节,实现高效协同;促进电、氢、热、冷等多种能源协同利用,满足多样化用能需求。

从2009年起,历经十几年技术耕耘,从解决特高压输电、智能电表等基础硬件问题到践行能源安全新战略,智能电网从骨干网向配用电端延伸的规模化发展,成为新型电力系统建设的重要支撑。特别是凭借全球最完备的产业链与庞大的制造业,我国智能电网领域产品持续迭代,一系列兼具高品质与高性价比的产品不断涌现。

与此同时,电网投资持续发力,既为电网升级提供资金支撑,又为能源产业链全面跃迁提供指引,带动特高压、智能微网、超导材料、电力大模型等领域突破。数据显示,2025年,国家电网完成固定投资超6500亿元,南方电网固定资产投资达1750亿元,均创历史新高。

中投顾问研报指出,当前智能电网投资结构正经历深刻重构,硬件设备占比预计从2023年的45%降至2025的38%,而数字化平台与用户侧服务合计占比从25%增至37%。这种“软硬倒挂”现象,标志着电网行业价值重心从“设备制造”向“数据运营”迁移。

解决“从强到智、从集中到分布”的“毛细血管”与“神经网络”协同问题,智能电网推动电力系统发生深刻变化。

面对新能源消纳难题,国网浙江电科院打通电力与气象数据壁垒,将极端天气下的光伏发电出力预测准确率提升至96%以上,保障新能源“发得出、用得上”;盯准保供,云南省首座基于“电鸿”智能台区终端可观、可测、可控的全自主能力的智能配电室在丽江大研古城核心区正式投运,为该地暑期用电提供保障;在辽宁,基于“光明电力大模型”构建的春耕用电预测场景,通过融合农田台账、气象、用电历史等数据,生成精准的“春耕灌溉用电时刻表”,指导农户错峰用电……

这些鲜活场景背后,是“技术+装备+生态”协同推进的强劲态势。

当前,我国智能电网已形成从芯片到装备的完整产业链。例如,北京智芯微电子的芯片方案,大幅降低端侧设备成本。国网信通产业集团的变电运维助手,推动电网运维向“预防性维护”和“状态性决策”的更高阶迈进。南网中科智慧黄村超级充电站通过“源—网—荷—储”智能协同,实现“1秒1公里”快速补能,成为大湾区绿色能源服务的典范。

问题都是在发展中出现,更要靠发展解决。数字孪生电网在预测精度与实际需求上存在的差距,部分地区“弃风弃光”现象的持续,都恰恰说明智能电网的发展方向是正确的,但前路还很长。

“我国电网发展正处于向智能电网转型的关键期,面临两大挑战:首先是‘强主干、弱末梢’的结构性矛盾——特高压‘主动脉’虽已世界领先,但作为智能电网感知与交互基础的配电网,数字化、智能化改造仍有巨大提升空间。其次,实现电网智能化的核心在于智能传感、智能终端等设备,这些领域的自主化水平仍有较大提升空间。”中国能源研究院常务副院长魏秋利告诉《中国能源报》记者。

持续领跑亚太智能电网市场,

在全球产业竞争与合作中占据关键地位

展望“十五五”,电网将不仅是电力输送通道,更是连接能源生产与消费、实现多能转换与优化配置的枢纽,是支撑整个能源体系高效运转的数字化、智能化基座。

国际市场分析机构认为,当前全球智能电网市场即将步入黄金发展期。2024年全球智能电网市场规模已达252亿美元,展现出强劲发展势头。中国作为全球智能电网最大区域市场的领军者,正凭借先进的智能制造能力为亚太市场高速发展提供强大生产力支撑。

在大西洋彼岸的巴西,中国特高压技术首次应用海外,实现巴西北部水电向东南部负荷中心输送,解决2300公里远距离输电难题。

在德国北海海域,BorWin6海上风电柔性直流输电工程成为该区域目前装机容量最大的风电并网配套工程,中国自主知识产权的柔直技术首次进入西方发达国家市场。

根据国家发改委与国家能源局联合公布的《新形势下配电网高质量发展指导意见》要求,到2030年,基本完成配电网柔性化、智能化、数字化转型……展望未来5年,我国有望持续领跑亚太地区智能电网市场,并在全球产业竞争与合作格局中占据愈发关键的地位。

中国工程院院士薛禹胜此前表示,智能电网的未来必然是综合考量经济转型、能源革命、“双碳”目标与社会参与的“能源信息—物理—社会系统”。据《中国能源报》记者了解,在建设能源强国与构建新型能源体系框架下,电力系统或催生出四类新场景——大规模“沙戈荒”新能源基地并网场景、源网荷储一体化协同优化场景、城市配电网多元主体交互场景,以及跨域数字协同调度场景。

面对这些新场景,需要构建什么样的智能电网?

“要构建‘全域感知、智能决策、自主调控、协同交易’的数智化电网体系。”北京邮电大学教授、紫金山实验室未来网络中心主任黄韬指出,在架构设计方面,建立“云—边—端”协同的智能架构。其中,云端构建电网数字孪生平台,实现物理电网的全景映射和仿真推演。边缘侧部署智能网关和边缘算力节点,支撑毫秒级实时响应;终端侧实现海量智能传感器的泛在接入,形成全息感知网络。“构建涵盖状态感知、优化决策、协同控制的智能化体系。”

具体场景上,电力行业智库机构专家表示,在系统协同化方面,智能电网的提档升级将推动源、网、荷、储全要素的智能协同与全局优化,实现电网运行的“一体化”与“互动化”。在清洁能源利用方面,将促进“水风光”等新能源与各类调节资源的深度融合与高效互补,实现清洁能源的规模化与经济化利用。在消费端,我国将以电能为中心,构建电、氢、热、冷、气等多能耦合的综合能源服务体系,实现终端消费的高效与低碳化。

在能源技术与数字化技术协同应用影响下,智能电网还将与社会、技术、能源发展产生更广泛的交互影响,推动电网向“可感知、会思考、自进化”的能源互联网升级。“十五五”时期,电网企业开发的大模型将成为重要着力点。以“光明电力大模型”为例,下一步将加速推广在故障诊断、负荷预测及新能源消纳等关键场景的规模化应用,并同步构建“行业通识+专业专识”的高质量数据集,为模型深化应用与持续迭代提供支撑。

文丨本报记者 苏南 林水静