能源數字經濟全文(5篇)

摘要：企業進行節能審計是一種加強能源管理、節約能源的有效手段和方法，在很多石油企業的審計報告中，有效數字問題比較多且非個案。例如，同一個物理量與條件測量結果的有效數字末位沒有對齊，計算結果的有效數字位數隨意更改等，這些問題大大降低了審計報告的可信度。對此進行了簡單的分析和總結，并給出了相應的建議。

關鍵詞：節能審計；能源管理；石油企業

隨著經濟的發展和社會的進步，對能源的需求越來越大，經濟發展與能源供應之間的矛盾日益加劇。2016年3月，《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》正式。綱要明確要求，到2020年，單位GDP能源消耗降低15%，單位GDPCO2排放量降低18%，萬元GDP用水量下降23%。耗能企業要在瞬息萬變的新競爭環境下求得自身的生存與發展，節能減排成為其必然選擇。重點耗能企業基于節能減排視角開展企業經濟效益審計是其實現節能減排目標的一項重要措施[1]。

1節能審計

企業進行節能審計是一種加強能源管理、節約能源的有效手段和方法，具有很強的監督和管理作用。作為既是產能大戶又是耗能大戶的石油企業，節能審計的監督、促進作用尤甚[2]。在很多石油企業的節能審計報告中，有效數字問題比較多且非個案，例如：同一個物理量與條件測量結果的有效數字末位沒有對齊、計算結果的有效數字隨意更改、計算結果的有效數字位數隨意更改等。這些有效數字問題的出現，使審計報告顯得不夠專業，從而使其可信度下降，甚至讓人懷疑其數據的可靠性。對此，經調研發現，楊陽、崔建明、張艷、高劍芹、王容青等人[3-11]對企業節能審計的多個方面進行了探討和研究，但尚未發現有人討論企業節能審計中的有效數字問題。通常，人們把測量結果中可靠的幾位數字加上最后一位存疑數字統稱為測量結果的有效數字。雖然有效數字的最后一位可疑，但它在一定程度上反映了客觀實際，因此它也是有效的。在書寫測量結果時，應按照有效數字的相關要求書寫[12]。

2企業節能審計中存在的問題

石油企業節能審計報告中涉及的物理量種類比較多，計量單位和數量也常常各不相同。要想確定統一的有效數字位數是非常困難的，但至少同一個物理量與條件測量結果的有效數字末位應對齊，計算結果的有效數字及其位數不能隨意更改。A油田采油廠前置泵改造監測數據如表1所示。從表1中可以看出，進口壓力的有效數位有一位的、有兩位的，還有四位的；電機輸入功率的有效數位有五位的，也有六位的。表1中至少進口壓力測試結果的有效數字應是末位對齊的。進口壓力數值都是通過測試得到的，所用測試工具和測試條件應該相同，所以，3#注水泵的進口壓力值應該測量到0.001MPa，改造前3#注水泵進口壓力測試數據的有效位數就少了一位。改造后，3#注水泵進口壓力測試數據因其量值較大，有效數位達到了4位，從儀器測量精度角度考慮，可以寫成1.137MPa，但從有效數字數位一致的角度考慮，寫成1.1MPa也不影響對其的理解。因此，同一個物理量與條件測量結果的有效數字位數保持一致一般不會影響對其的理解，至少其有效數字的末位應對齊。A油田新鮮水用量、單價及費用變化曲線中有效數字問題依然存在（同一個物理量與條件測量結果的有效數字末位沒有對齊），同時又有新問題出現：2017年2271.93×104t新鮮水按2.00元/t計算，費用應為4543.8600×104元，而圖中只標了4543×104元，計算結果有效數位少了4位；2018年2685.1×104t新鮮水按2.00元/t計算，費用應為5370.200×104元，而圖中標的卻是5400×104元，計算結果有效數位不僅少了3位，而且有效數字也相差較大。計算結果的有效數字及其位數不能隨意更改，應按相應的計算和書寫規則保留其有效數位。例如：在本例中，按計算規則，計算結果分別應為4543.8600×104元和5370.200×104元，在不影響對其理解的前提下，可以分別寫成4543.9×104元和5370.2×104元或4544×104元和5370×104元。因此，同一個物理量經相同的計算，其計算結果的有效數字位數保持一致一般不會影響對其的理解，至少其末位應是對齊的。A油田能源消耗費用統計情況如表2所示。從表2中可以看出，2個百分數的有效數字的位數不一樣，書寫比較隨意。百分數也是一種計算結果，其有效數字的位數也不能隨意更改，而應按相應的計算和書寫規則保留其有效數位。例如：在本例中，同比增減應為-0.1592940454006302329664……（“-”表示降低，其有效數位因計算精度不同而有所不同），在不影響對其的理解時，可寫成-15.9%（與2.67%有效數字位數保持一致）或-16%（“2.67%”相應地寫成“2.7%”）。

摘要：中國提出的“雙碳”目標為推動構建人類命運共同體向全世界做出莊嚴承諾。近年來，數字技術加速創新發展，在推動“雙碳”目標實現上大有可為。結合數字技術在能源、工業、交通、農業領域與“雙碳”融合的天津實踐，從應用轉化、技術支撐、基礎創新三個方面探究天津市利用數字技術賦能“雙碳”目標實現面臨的挑戰，并嘗試給出對策建議。

關鍵詞：數字技術；“雙碳”；綠色化；智能化

20世紀下半葉，全球氣候變化問題逐漸引起國際社會普遍關注。1979年，第一次世界氣候大會在瑞士日內瓦召開，氣候變化首次作為國際社會關注問題提上議事日程；1992年聯合國大會通過《聯合國氣候變化框架公約》，開啟國際社會共同應對全球氣候變化問題新紀元；此后，1997年通過《京都議定書》，2016年簽署《巴黎協定》，全球氣候變化逐漸演變成集政治、經濟、科技、能源、環境等諸多因素于一體的人類文明可持續發展問題。2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上宣布，中國力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和目標。“雙碳”目標是我國按照《巴黎協定》規定更新的國家自主貢獻強化目標以及面向21世紀中葉的長期溫室氣體低排放發展戰略對世界作出的莊嚴承諾，體現了中國推動構建人類命運共同體的堅定決心和大國擔當。當今世界正經歷百年未有之大變局，以大數據、人工智能、區塊鏈、云計算、物聯網為代表的數字技術加速創新發展，不斷融入經濟社會發展的各領域，對于重組各類資源要素、優化產業結構和完善產業鏈體系、改造提升傳統產業和推進產業數字化產生了強大的乘數效應，在推動經濟社會發展的同時，客觀上也起到了綠色、低碳、減排的效果。

2021年10月，中共中央、國務院正式公布《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，對碳達峰碳中和工作作出頂層設計、系統謀劃，明確指出要推動互聯網、大數據、人工智能、第五代移動通信（5G）等新興技術與綠色低碳產業深度融合。國內學者對數字技術在推動“雙碳”目標實現中的重要作用做出了積極的探索和研究。陳曉紅等（2021）認為，隨著數字技術在資源、能源和環境領域的深度融合與應用創新，數字技術在實現碳中和目標中的作用日益受到關注[1]。劉中民（2021）認為，在實現碳中和、碳達峰的過程中，必須重視一些具有戰略意義的新技術發展，比如人工智能、信息技術和數字技術等。莊貴陽（2021）認為，我國在人工智能、能源互聯網、清潔能源技術為代表的新一輪工業革命中，很多領域處于領先地位，為實現“雙碳”目標奠定了技術基礎[3]。在“雙碳”目標指引下，推動數字技術賦能“雙碳”目標實現是天津全面完整準確貫徹新發展理念、落實《京津冀協同發展規劃綱要》、加快建設“一基地三區”的有力舉措，也是天津全面升級產業體系、加快新舊動能轉換、推動高質量發展面臨的時代課題，機遇和挑戰并存，唯有錨定“雙碳”目標，汲取實踐經驗，補短板、強弱項，才能在全面建設社會主義現代化大都市的新征程上實現更加綠色、更可持續的發展。

一、數字技術與“雙碳”融合的天津實踐

（一）智慧能源

基于物聯網、云計算、大數據智能感知等技術打造能源互聯網相關服務平臺，協調供需兩側多能互補，促進整體能耗下降、能效提升。在供給側，通過提高能源開采效率與設備互聯程度，實現能源供給各環節的數據化、集約化、精細化，為能源生產運行提供安全可靠的技術支撐。在需求側，通過高耗能行業數字化轉型優化以煤炭、石油、天然氣為主的能源消費體系，提高能源消費系統整體效率，創新能源消費新模式、新業態[2]。天津市數字技術賦能“雙碳”目標實現面臨的挑戰及對策研究單新文郎楠國網天津電力公司建設“虛擬電廠”，打破傳統電力系統運行過程中發電廠（供給側）之間以及與用戶（消費側）的界限，“串聯”起各種發電、儲能設備和用電負荷，通過監測柔性負荷，自動調優響應電力供應，在保障電網穩定運行的同時，實現能源供應效益的最大化。隨著“虛擬電廠”覆蓋面的不斷擴大，發電煤耗和碳排放顯著降低，為推動能源供給和消費的清潔低碳轉型架起一座連通各方的智慧橋梁。

摘要:隨著在線監測系統在建筑領域的廣泛應用，就如何提高系統的普適性、實時性從硬件結構和軟件結構兩個方面給出優化升級的方案，設計出一種迷你數字儀表遠程監控系統，同時根據系統試運行結果表明，該系統達到了良好的運行效果，穩定可靠，更好滿足了現代能源管理對儀表系統的經濟性及精確性的要求。并通過優化能源管理實現節能減排，從而產生良好的環境效益。

關鍵詞:機器學習，迷你數字儀表，監控系統

0引言

隨著現代化進程的快速發展，能源消耗量日漸增加。而在眾多耗能產業中建筑能耗占比很高，據相關數據統計我國建筑能耗占總能源消耗的25%以上［1］。建筑能耗主要包括采暖、空調、通風、照明和建筑電氣等，其中采暖和空調(暖通空調)能耗占建筑總能耗的50%～60%以上［2，3］，并且暖通空調面積和能耗近些年來仍呈持續增加趨勢，節能增效潛力巨大［4］。近些年，為實現能源合理利用，我國建筑領域開始大量采用在線監測系統作為監測工具［5-7］，輔助建筑領域能源管理，其中能耗監測是能耗統計的核心環節，決定了能耗統計的質量。前端用戶能耗數據遠程監控是監測系統的重要環節，關系到后續能源管理工作數據的準確性［6，8］。但目前在應用的監測系統普遍存在安裝維護成本高［9，10］、應用場景受限、推廣難度高等問題。監測系統的穩定和可靠運行，直接關系到建筑內部能源的數據準確性及管理。具備數據傳輸功能的智能化儀表可實現遠程監控功能，性能穩定可靠，目前在在線監測系統中應用較多［4］。而既有公共建筑和居住建筑數量龐大，僅憑人工定期的抄表讀數來實現數據統計工作，所要耗費的人力財力是巨大的，采用具有遠程監控和數據傳輸功能的數字儀表系統完善能源管理勢在必行。本文中提及的迷你數字儀表系統，就是通過硬件和軟件兩大部分的協調工作，優化了遠程監控和數據傳輸等功能。該系統以機器學習為核心，可外掛在數字儀表周圍，實時采集并傳輸儀表讀數，在不改裝原有管道系統的情況下實現能耗監測功能。

1系統概述

基于機器學習的迷你數字儀表遠程監控系統由硬件和軟件兩部分結構組成。硬件結構包括樹莓派硬件主平臺、圖像采集模塊，以及數據轉換與傳輸模塊，可實現數字儀表從圖像到數字并傳送到云端的功能;軟件系統以機器學習為核心，實現數字儀表從圖像到數字并傳送到云端的功能。迷你數字儀表遠程監控系統優勢明顯，其結構簡單、體積較小，可滿足既有建筑和管道的改造需求;具有更好的普適性、靈活性，安裝便捷、使用方便，無需對現有儀表的安裝方式進行調整，可以根據需要隨時移動或拆裝。初投資小、運行經濟、維護成本低，可滿足大范圍、多節點使用需求;運行穩定、采集數據精準，并適用于多種傳輸方式。基于該系統的諸多特點，其可加裝在既有建筑和管道上的水表、電表、燃氣表和其他數字儀表上，實現水、電、熱等能耗數據的全面監測，為能源管理的可測量化、數據化和準確化提供重要的數據依據。本項目的硬件平臺是通用的，因此可以通過軟件升級提升系統性能。與常規軟件的不同還在于使用了無線數據傳輸，實現了軟件的遠程下載和在線升級。迷你數字儀表遠程監控系統迎合目前能源管理智能化和科學量化的管理需求，應用場景多樣、使用范圍廣泛，推廣前景廣闊。

2系統工作原理及組成

摘要：隨著我國經濟迅猛的發展，我國人民、社會、國家對電力的需求大大增長。不斷提高的電力要求為電力企業增加了非常繁重的工作壓力。變電站作為電力企業配電、送電及控制的重點，是維持電力系統正常運作的重要環節，是加強電力建設的基本，并且能夠將高壓與低壓的轉換無縫銜接。為了緩解我國當前用電緊張的現象，近十年來國家電網斥巨資改善電網結構，大力興建大型水電站、超高壓變電站、超高壓直流輸電線路、智能變電站。同時，在全國強力推廣應用各電壓等級智能變電站通用設計，執行“兩型一化”、“兩型三新”、“三通一標”、“四統一”等基建標準化成果，這些新技術的應用使電氣設計更加有效地遵循“節約占地、節約線路走廊、提高輸送容量、保護環境，提高安全穩定性”的總體原則，提高社會經濟效益。因此，本文將從宏觀全局對輸變電工程設計現狀進行介紹，將安全與經濟放在設計的首要地位，對其進行合理的規劃與設計，挑選出可實施的具有科學性以及先進性的方案，建設起能夠滿足我國發展需求的變電站，促進我國經濟的建設，加快我國全面建設小康社會。同時提出新的設計思想理念，突破傳統平面設計，推動三維數字化設計和工程數據中心建設，實現基建全范圍數字化，實施大數據戰略，提高工程設計質量。

關鍵詞：智能變電站；通用設計；三維數字化設計

1當前我國輸變電工程設計的現階段狀況

近10年時間，在國家電網有限公司的高度重視和統一部署下，變電站電氣設計已由常規變電站設計成功轉型為智能變電站設計，在技術、設備、設計等方面有重大突破，起到里程碑的意義。(智能變電站:是指采用先進、可靠、集成和環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，同時，具備支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策和協同互動等高級功能的變電站。目前的智能變電站是采用現代計算機技術與普通變電站設備的結合產物，它覆蓋了普通變電站的所有功能，計算機技術可以實現遠程操控，數據傳送，實時的智能故障診斷，可以根據專用軟件程序實現部分故障的診斷和自動故障處理)。通用設計的采用，使變電站電氣設計在技術方案上得到全國性的統一優化;當電網發生故障時，通用設備的執行使電氣設備互換更方便快捷，不存在同類設備因外形尺寸、各接口不符而無法快速更換，有效地縮短了停電時間。為繼續深化基建標準化建設，加快推進國家電網有限公司堅強智能化電網建設，進一步提高工程建設效率和效益，總部成功修編及新增智能變電站通用設計方案幾十個，后又相繼修編通用設備，供設計人員選用。國家電網有限公司嚴格督查“兩型一化三新"、“三通一標”、“四新”、“四統一”等技術要求的執行情況，使設備采購、土建施工、電氣安裝更加規范化。國家電網有限公司推行全壽命周期最優設計，實現基本功能和核心功能，在電氣接線、總平面布置、設備選擇、土建等各專業，剝離無用、冗余功能，有效控制工程造價水平。嚴禁豪華裝修，實現“綜合建筑”向“工業設施”的轉變，保證設計方案盡善盡美。

2智能電網建設存在的問題

經過多年來的持續發展，國家電網有限公司實施新時展戰略已經具備了堅實基礎和良好條件，但也存在一些突出矛盾和問題。主要體現在:安全基礎還不牢固，電網安全風險始終存在;電網配置資源能力與清潔能源大規?？焖侔l展還不適應，城鄉區域電網發展不平衡，配電網存在短板;供電服務能力和水平還不能滿足人民日益增長的美好生活需要。

3輸變電工程三維數字化設計的應用背景

隨著能源領域的加速變革，國家電網公司積極制定實施大數據戰略，成立大數據中心，挖掘海量能源數據資源價值，健全數據資產管理體系，用數據驅動管理變革和轉型升級。如何基于智慧城市能源云平臺獲取的海量能源數據資產，運用數據挖掘技術，喚醒沉睡的數據，對數據進行解構、重組、再造，明確數據在哪里、數據有多少、數據如何用，實現資產數據化到數據資產化的轉變，優化與創新市場拓展模式是能源企業亟待解決的問題。

1市場需求分析

1．1市場概況。目前，大數據分析、人工智能等新興技術正在加速能源行業的數字化轉型，挖掘能源數據價值是加速能源行業數字化轉型的重要驅動力。張江科學城10kV及以上電壓等級的719家高壓用戶的電網側數據規模達到TB級，但目前主要從用電保障、應收電費等方面做了初步分析，能源結構、能源效益、能源優化等方面的數據挖掘仍存在較廣泛的空間，潛力巨大。1．2市場需求分析。本文圍繞政府、能源企業、能源客戶、能源服務市場這4類目標客戶發展關鍵要素，細分目標客戶需求。政府：希望及時掌控張江科學城范圍內各行業、各區域的能源供應、能源消費、能源利用類型、能源轉換效率、綠色能源配給情況，實現“以環境論英雄”、“以能耗論英雄”、“以畝產論英雄”、“以效益論英雄”的目標。能源企業：希望做到合理用能、供需平衡及優化運行；挖掘能源數據潛在價值，識別關鍵客戶，精準制定服務管理策略，增強能源服務核心競爭力，提升能源服務附加值，實現企業降本增效。能源客戶：希望及時掌控用能情況，實現能源智能管理；開展能耗診斷分析，實現節能降本增效。能源服務市場：希望推動能源信息互通共享，發掘潛在商機，促進能源資源合理配置。

2數據挖掘邏輯架構的構建

通過對從智慧城市能源云平臺獲取的海量能源數據資產進行數據初篩、數據存儲挖掘，基于不同目標客戶需求及特點，構建評價指標體系，最終建立不同目標客戶能源數據分析模型，構建具體的數據應用場景。2．1數據初篩。全面整合內外部能源數據資源，形成龐大的能源數據資產，通過清洗、去重、去無效、去異常等步驟，形成基礎數據庫。2．2數據存儲及挖掘。采用基于開源的分布式系統架構，運用神經網絡算法、遺傳算法等10余種算法對基礎數據進行交叉比對，經過大量樣本學習，初步實現模型標準化，生成標準評價體系庫。2．3數據應用。基于標準評價體系庫，持續深入挖掘目標客戶潛在需求，構建靶向性目標客戶評價指標體系，為不同目標客戶高效準確的數據分析服務提供基礎架構（見圖1）。

3數字化轉型探索

3．1打造數字化產品?；诟髂繕丝蛻粼u價指標體系，進行全面深入的分析挖掘，找到能效優化的潛力空間，并提供實現優化的解決方案，最終實現定期為目標客戶提供定制化數字產品服務。面向政府：從區域、行業、重點產業3個維度開展能源消費現狀及趨勢分析，為政府提供《張江科學城區域能源分析報告》。面向能源企業：從用電規模、行業屬性、用能特性3個維度開展關鍵用戶識別與分析，為能源企業提供《關鍵用戶識別與分析報告》。面向能源客戶：基于能源客戶關口表數據及能源客戶內部數據，開展綜合用能診斷，為能源客戶提供基于關口表數據的《用能行為分析報告》與內部數據的《用能健康體檢報告》系列報告。面向能源服務市場：收集同行業標桿能源數據，開展行業對標分析，提供業務指導建議，為能源服務市場提供《能源行業對標分析報告》。3．2探索盈利模式。（1）對內騰挪市場空間，提供精準客戶標的。能源企業：依據關鍵用戶的用能特性、區域分布、行業歸屬等維度，為能源企業挖掘具有開展電能替代、節能改造等綜合能源服務潛力的目標客戶，實現業務拓展。（2）對外開啟商業新模式，實現增效政府：從區域、行業、重點產業等維度開展能耗能效分析，形成《區域能源分析報告》，輔助支撐政府決策，獲取政府的政策支持與資金扶持，實現與政府的良性互動；支撐區域能源發展規劃及多能調控，實現政府多樣化監管，實現區域能源的循環經濟和低碳經濟。能源客戶：以基于電力、水務、燃氣關口表數據的《用能行為分析報告》與內部數據的《用能健康體檢報告》為組合拳，打開能源客戶市場，并收取數據分析費；未來，若由此激發更多工程項目，將會帶來更大的收益。能源服務市場：充分挖掘能源數據價值，向能源服務公司提供同行標桿能源數據及行業分析報告，并收取數據分析費。3．3構建交互反饋機制。基于不同目標客戶的特點和需求，遵循“構建評價指標體系－開展個性化數據分析—提供精準服務—實施效果監控”的業務流程（見圖2），形成反饋閉環管理機制，以對各類目標客戶相關數據進行更深入的挖掘，增強客戶對數字產品的信任度和粘度。