Al 赋能新型电力系统建设 中国南方电网有限责任公司 年电力信息 新技术大会 第一部分：电力系统的发展趋势 第二部分：新趋势面临的新挑战 第三部分：南方电网的实践 第四部分：下一步展望 数相纸能新 建说 2024 年电力信息通 信 新技术大会 在“双碳”目标引领下，电力系统积极拥抱能源清洁化与数字化转型。政 辅助发电企业实现生产、运营、服 务的降本增效和创新升级。 全球视角下的电力系统发展和转型趋势 市场层面 级能 建 证 2 0 2 4 年 电 力 信 息 通 信 新 技 术 大 会 中国南方电网 CHINA SoUTHERN POWER GRID EP ICT 3 我国新型电力系统建设的主要成就 中国南方电网 CHINA SoUTHERN POWER GRID 我国新型电力系统建设取得显著进步：清洁能源大规模接入电网；储能技术快速发展，系统的智能化水平不断提 高，电力传输和供应更加灵活和稳定；体制机制改革深化，促进市场化交易和资源配置优化；国际合作不断加强， 共同推动全球能源转型。这一系列成就为构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系打下了坚实基础。 清洁能源

2024 年 8 月 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 扫码了解更多 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 扫码了解更多 1 前言 2 第一章：文献综述与方法论 4 ● 美国的算力增长预期，分歧重点在市场 5 ● 中国算力增长预期，不确定性主要在技术 5 第二章：测算方法与结果 7 ● 中国智能算力每年增长 70% 7 ● 乐观情景下国产芯片有望突破 第四章，智算加速建立新型电力系统 17 ● 24/7 全天候“智”“能”调度 17 ● 绿电直供与跨区域交易 18 ● 源网荷储碳一体的配电网与微电网 18 ● 虚拟电厂 19 结论：让智算率先实现净零碳电力 21 附录 22 关于报告 23 ● 未尽研究 23 ● 环球零碳 23 目录 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 扫码了解更多 年间有用能源供应的变化趋势：所有部门不包括非能源用途。有用能源的估计值有所不同，这里我们采用了国际应 用系统分析研究所（IIASA）的数据，这是我们见过的最详细的数据。 天然气 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 扫码了解更多 3 从技术上来讲，摩尔定律和黄氏定律可以也必须持续下去，但它必须投入更大 的研发资金以及消耗更多的能源，能源革命并没有改变杰文斯悖论。而经济和 商业规律决定了，这些投资体

2024 年 8 月 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 1 前言 2 第一章：文献综述与方法论 4 ● 美国的算力增长预期，分歧重点在市场 5 ● 中国算力增长预期，不确定性主要在技术 5 第二章：测算方法与结果 7 ● 中国智能算力每年增长 70% 7 ● 乐观情景下国产芯片有望突破 8 ● 第四章，智算加速建立新型电力系统 17 ● 24/7 全天候“智”“能”调度 17 ● 绿电直供与跨区域交易 18 ● 源网荷储碳一体的配电网与微电网 18 ● 虚拟电厂 19 结论：让智算率先实现净零碳电力 21 附录 22 关于报告 23 ● 未尽研究 23 ● 环球零碳 23 目录 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 2 能源 年间有用能源供应的变化趋势：所有部门不包括非能源用途。有用能源的估计值有所不同，这里我们采用了国际 应用系统分析研究所（IIASA）的数据，这是我们见过的最详细的数据。 天然气 AI 改变能源 智算如何引领新型电力系统 3 从技术上来讲，摩尔定律和黄氏定律可以也必须持续下去，但它必须投入更大 的研发资金以及消耗更多的能源，能源革命并没有改变杰文斯悖论。而经济和 商业规律决定了，这些投资体现为更高的能量密度和算力密度的基础设施，必

年学者”，国家级海外高层次引进人才，“杨嘉墀科技奖”获得者，现任中国自动化学 会副秘书长、武汉市自动化工程技术研究中心主任、武汉产业创新发展研究院智能工业软件研究所副所长。张俊教授研究领域包括新型电力系统领域中复 杂系统建模、人机混合增强智能、生成式人工智能大模型、多源异构数据和知识的融合计算和处理等理论方法。张俊教授近 5 年主持或参与二十余项国家 级、省部级、行业科技项目，包括承接科技创新 2030“新一代人工智能”重大项目。近

45%。然而，这种增长也带来了严峻的能源问题，全国数据中心年 耗电量突破 1500 亿千瓦时，占全社会用电量的 1.6%，单次 AI 大模 型训练的能耗相当于数百个家庭年用电量。与此同时，我国电力系 统正在经历深刻变革，新能源装机占比已突破 50%，但“弃风弃 光”与东部电力短缺并存的结构性矛盾日益凸显。这种算力需求激 增与能源转型的双重压力，使得构建高效、低碳的算电协同体系成 为实现“双碳”目标的关键路径。 基础设施主要集中在东部负荷中心，依赖化石能源供电，而西部新 能源富集区却面临算力需求不足的问题，影响了绿电的消纳。在系 统协同层面，算力调度以性能优化为导向，电力系统则以稳频调峰 为目标，二者缺乏统一的优化框架，造成新能源利用率损失 3%- 5%。技术层面，算力系统的异构性与电力系统的波动性难以通过传 统控制模型实现兼容，跨域协同效率低下。这些问题的存在严重制 约了算力产业与能源系统的协同发展。 本白皮书详细 第九届未来网络发展大会白皮书 算电协同技术白皮书 IV 建设，并探讨了算电协同面临的技术挑战和未来发展方向。我们期 待本白皮书能够为政产学研各界提供系统性参考，推动算力网络与 新型电力系统从简单叠加走向深度融合，最终实现“绿色算力赋能 数字经济，高效能源驱动算力革命”的美好愿景。 第九届未来网络发展大会白皮书 算电协同技术白皮书 V 目 录 一、算电协同发展背景

量。以电力行业为例，新一代 AI 技术（如大模型） 与电力系统加速融合，依托大数据分析与机器学习 算法，可显著提升可再生能源发电预测精度、优化 需求侧灵活性资源调度、实现电网故障智能预警与 诊断，全方位增强电网运行的安全性与效率。 然而，电力数智化转型并非一蹴而就。当前各国发 展水平差异显著 ：部分国家已启动面向未来的新型 电力系统部署，部分国家仍停留在传统电网阶段。 IEEE Fellow 现状 与阶段性特征，并提出“传统电网—智能电网—新 型电力系统”的演进路径，为全球电力行业转型升 级提供参考依据和实施框架。 清华大学与华为长期保持深度合作，围绕电力 - 算 力协同等前沿方向开展系列创新性研究。我们欣见 华为在电力数智化领域再次推出具有引领性的理念 与实践成果，期待未来双方进一步深化合作，共同 推动电力系统智能化转型，为构建高质量、可持续 的能源未来注入更多智慧动能。 发展，并在区域内确立领导地位。摩洛哥制定了一 个宏大的目标 ：到 2030 年，52% 的电力将来自可 再生能源。这一目标让摩洛哥成为全球能源转型的 重要参与者。 摩洛哥地理上靠近欧洲，其电力系统可与西班牙电 力系统互联，从而在可再生能源发电高峰期向欧洲 市场出口多余电力。连接摩洛哥与西班牙的海底电 缆助力实现无缝跨境能源传输。同时，摩洛哥还对 能源储存和智能电网解决方案进行了大量投资，以

居家：从生活空间向懂你的智慧空间演进，让生活更舒适 制造：设计即制造，制造即智能，制造即服务 金融：AI 重构金融生产力，打开智慧金融服务新纪元 电力：新能源主导电源格局，成为主力力量，推动电力系统革命性重构 物流：AI 驱动全球物流供应链实现智慧化赋能与高品质精准交付 矿业：“智探矿脉，office mining”重塑矿区生产 城市：AI 让城市焕发自进化的生命力 37 47 53 随着新能源技术的不断发展，预计到 2030 年风光新能源装机容量将超越传统石化能源，2035 年风光发电量将超越传统石化能源而成为主力电源。这是人类能源史上具有里程碑意义的技术节 点。随着风光新能源比例的不断提升，未来新型电力系统的可靠性，稳定性等问题也越发突出，构 网技术将成为解决这一问题的必要技术。新能源的稳定供电是未来十年或更长时期内人类社会面临 的具有高度战略价值的重大技术挑战之一。 储能是绿色能源发展的主要挑战，目前，电池储能占新型储能的 削峰填谷的调节作用，车网互动实现双向充电是未来关键趋势。 热储能技术作为非常重要的中长时储能技术之一，预计 2035 年全球热储装机容量约将达到 500GW，热储系统的热电联供效率提升至 80%，冷热储发电将成为新型电力系统的“稳定器”。 预计 2035 年，氢能将在重卡远洋船运领域和工业燃料替代等获得大规模应用的机会，全球市 场规模将突破 1.5 万亿美元。 核能发电现在已经进入第四代核电技术阶段，未来朝着核能与新能源的耦合、人工智能

投资建议： 看好国内数据中心建设带来的电源国产替代机会，以及技术迭代加速后 HVDC 以及巴拿马电源和 SST 的发展机遇。产业链标的包括：欧陆通，中 恒电气，明阳电气，伊戈尔。最后，我们重申于《新型电力系统成本篇：多 维解决消纳问题，新能源迈入 2.0 时代》（2024.10.25）中对于配网建设， 储能平价和风电发展的看好，我们认为数据中心建设将加速国内能源转型和 提升新能源有效需求，绿色电源和数据中心耦合将成为趋势。 对电力负荷和 用电量形成进一步拉动。 图表2： 国内主要云厂商数据中心资本开支统计 资料来源：华泰研究预测 AI 数据中心有望促进我国新能源消纳 与美国情况不同，我国电力系统当前供需格局趋于宽松，且电网保供能力较强，数据中心 企业尚可以依赖电网供电实现 AI 大模型训练和推理，与核电、气电等稳定电源签订直连保 供协议的必要性弱于美国同行，这也反过来给新能源供数据中心提供了机会。从项目角度 入实施“东数西算”工程 加快构建全国一体化算力网的实施意见》首次提出到 2025 年底，国家枢纽节点新建 数据中心绿电占比超过 80%。2024 年国家发展改革委、国家能源局发布的《加快构 建新型电力系统行动方案（2024—2027 年）》和国家发展改革委、工业和信息化部等 发布的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》重申并强调这一目标。地方政策也在 逐步提升要求。2021 年北京要求新建数据中心绿电占比≥10%；2024