目前，能源行業存在技術、體制與市場壁壘，能源供應側、傳輸側和消費側都存在大量信息不透明、不共享等問題，是能源轉型面臨的重要挑戰。因此，亟需以“透明電網”為核心，推動能源低碳轉型，構建安全高效的現代能源體系。

“要實現碳達峰、碳中和目標，意味著未來中國的能源結構要以可再生能源為主。到2060年，能源供給側脫碳，實現以新能源為主體，消費側以泛電氣化為特征，電成為主力，同時電力系統與電力電子技術、數字技術深度融合。”中國工程院院士李立浧近日在“第五屆IEEE能源互聯網與能源系統集成國際會議”上表示。

基于能源結構調整大勢和碳達峰、碳中和目標，李立浧提出了“透明電網”的構想。“打破能源行業存在的技術、體制與市場壁壘，實現電力系統的可見、可知、可控，狀態透明。未來，能源和電力從生產側到輸送側、用戶側全流程融合發展，實現信息透明，用戶能參與到能源電力的發展過程中。”

能源信息亟需透明和共享

李立浧表示：“預計到2060年，供給側清潔電源將成為主力電源，可再生能源占比或達90%，光伏、風電成為新增能源的主力軍，形成綜合能源系統。消費側方面，電能成為能源消費的主流，電能消耗占比從2020年的20%提升至2060年的70%甚至90%（泛電氣化）。用戶體驗成為新能源車發展的關鍵驅動力，新能源車實現全覆蓋。”

“與常規能源系統以化石能源為主、各類能源獨立運行相比，綜合能源系統中氣、電、冷、熱、蓄、新能源等協調互濟，梯級應用，其復雜性遠高于常規能源系統。”李立浧指出，“屆時，全國發電裝機容量近百億千瓦，而風光新能源單機容量僅兆瓦級別，數量龐大的機組只靠人工調度不可想象。”

如何解決這一問題？李立浧認為，要源網荷儲協同發展，要有數字化、信息化、智能化作支撐。“人工智能等信息化、數字化、智能化技術具有巨大的爆發力，有望成為應對能源電力變革的突破口。目前電力系統特別是電網系統，信息化、數字化、智能化的步伐還需進一步提速，建設‘透明電網’正是朝著這一目標前進。”

順應數字化時代發展趨勢，積極推動能源轉型已成為行業共識。李立浧表示，目前能源行業存在技術、體制與市場壁壘，能源供應側、傳輸側和消費側都存在大量信息不透明、不共享等問題，是能源轉型面臨的重要挑戰。“當前亟需以‘透明電網’為核心，推動能源低碳轉型，構建安全高效的現代能源體系。”

“透明電網”將打破行業壁壘

何為“透明電網”？

李立浧表示，簡而言之，即以數字和數據為核心，實現電力系統的可見、可知、可控，狀態透明。“‘透明電網’是智能電網發展到極致的表現。未來，電力系統不僅僅是發電、輸電和用電的關系，整個透明化系統讓各方充分融合互動。社會各方能夠廣泛深入參與電力生產、消費等各個環節，協同促進能源電力的安全高效、綠色低碳發展。”

李立浧以交通、農業為例，闡述了“透明電網”理念的由來。“交通導航系統將路況、車況可以清晰透明地展現在網絡上，有助于及時判斷交通擁堵狀態、車輛健康狀況、規劃行車路線等完成自動駕駛。現代農業系統中，植物的莖干及葉子上布滿了傳感器，通過數據傳輸處理，系統能自動判斷澆水施肥的量與時間，可以節省15%—30%的水，作物產量能提高20%左右。電力網絡和交通路網有諸多相似之處，縱橫交織的道路和輸電線路、道路車流與電力潮流均可以類比。那么，電力系統的狀態為何不能實時展現呢？”

在李立浧看來，依托“透明電網”正可以實現電力系統狀態的實時展現。“受制于現實條件，長期以來，電力系統的潮流不能直接測量而是需要計算。而隨著小微智能傳感器的突破和海量應用，提供精確的數字數據將成為可能，電網可以變得透明。”

數字孿生技術是關鍵抓手

如何建設“透明電網”？

李立浧認為，“透明電網”的核心是獲取真實、即時的數字數據。一方面，需要體積小、能耗小，且能自取能的小微智能傳感器；另一方面，需要智能設備，實現設備智能化，這些設備不僅能維持原有功能，還能提供電壓、電流、溫度等實時信息。

更關鍵的是，大量的數字和數據信息如何形成系統、發揮作用？這就需要類似于交通導航系統的強大軟件平臺，實現導航運行。屆時，電網管理就能真正體現出數字化、信息化、智能化。

具體而言，構建何種軟件平臺？李立浧認為，構建智慧能源生態系統是我國能源行業的發展趨勢，數字孿生技術將成為解決當前智慧能源發展面臨問題的關鍵抓手。

李立浧進一步指出，電力系統可以基于程序構建數字孿生的軟件平臺，對設備、潮流等進行全自動實時監測和管理，實現系統透明化。“以軟件定義電力系統，研發數字孿生技術，還有許多工作要做，需要電力系統內外的專家共同努力。”

李立浧表示：“我國的數字孿生標準制定尚處于起步階段，亟需啟動數字孿生相關標準的制定。同時，教育和科研機構盡快制定相關人才培養方案，鼓勵相關資源向智慧能源行業的數字孿生技術方向傾斜，增強技術推廣過程中的人才培育；以全球視野和格局進行人才培養和技術交流，為實現我國能源系統的數字化轉型，建設透明電力系統，提供堅強支撐。”