Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 用户侧综合智慧能源与虚拟电厂融合创新与思考 国家电投集团山东电力工程咨询院 国新毅 2024 年 07 月 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 知识产权声明 is permitted without the prior written permission of SPIC. ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 3 立足一期，推广二期 前言 在“双碳”目标下，随着可再生能源尤其是分布式新能源快速 发展，以及终端用能电气化尤其是电动汽车等新型电力负荷的高速 增长，导致电力系统供给侧与需求侧的随机性越发显著。 Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 （二）用户侧融合开发的机遇与挑战 CONTENTS 目 （一）虚拟电厂发展面临的问题 录 （三）创新实践与布局 （四）相关认识与思考 ©SPIC 2022. All Rights Reserved. 绿色 创新 融合，真信 真干 真成 5

Month Year 融合生态 拥抱智能： 2030中国智能制造 及自动化行业展望 2025年6月 伴随工业4.0的蓬勃发展和生成式AI领 域的技术颠覆，全球智能制造和工业自 动化行业变革提速。麦肯锡从自动化延 展性、自我组织、数据分析、数字化技术 栈、数字化工人、生态融合和商业模式 七个维度分析智能制造行业发展情况。 我们认为，到2030年，中国、日韩和西欧 等先进制造市场有望率先实现自动化革 励和支持行业发展。《“十四五”智能制 造发展规划》提出推进智能制造的总 体路径是：立足制造本质，紧扣智能特 征，以工艺、装备为核心，以数据为基 础，依托制造单元、车间、工厂、供应链 等载体，构建虚实融合、知识驱动、动 态优化、安全高效、绿色低碳的智能制 造系统，推动制造业实现数字化转型、 网络化协同、智能化变革。到2025年， 规模以上制造业企业大部分实现数字 化网络化，重点行业骨干企业初步应用 智能化。到2035年，规模以上制造业企 化PLC、人工智能、工业大模型等多项 创新技术令更多自动化、智能化场景成 为可能。制造业企业应全面拥抱“开放、 智能、融合”的智能制造软硬件平台， 选择开放融合的合作伙伴，抓住工业自 动化行业技术变革带来的效率提升机 会。 融合生态 拥抱智能： 2030中国智能制造及自动化行业展望 1 融合生态 拥抱智能： 2030中国智能制造及自动化行业展望 2 制造企业智能化转型也需要因时而变， 从四个方面内外兼修，实现成功变革。

（三）技术装备持续迭代升级 ............................ 12 （四）煤矿信息化产业基础日益夯实 ...................... 16 （五）数实融合发展稳步推进 ............................ 18 （六）标准体系逐步统一和完善 .......................... 19 （七）协同创新生态初步形成 ................................ 26 第四章 我国煤矿智能化科技攻关方向与重点任务 ............ 28 （一）信息基础设施向网络综合承载与数据融合应用发展 .... 28 （二）地质保障向精准探测与隐蔽致灾精准防控方向发展 .... 29 （三）掘进系统向数智少人化方向发展 .................... 30 （四）综采智能化向高阶数智开采方向发展 33 （八）供电智能化向数字低碳方向发展 .................... 34 （九）煤矿灾害预警向多模态智能防控方向迈进 ............ 35 （十）煤矿大模型向通专融合的高价值场景驱动发展 ........ 36 （十一）煤矿机器人向具身智能方向发展 .................. 37 （十二）选煤厂智能化向全流程智能协同方向迈进 ........

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，认真贯彻党 的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神，深入落实 “四个革命，一个合作”能源安全新战略，坚持新发展理念，加快新 一代信息技术与煤炭产业深度融合，推进煤炭产业高端化、智能 化、绿色化转型升级，实现煤炭开采利用方式的变革，提升煤矿 智能化和安全水平，促进煤炭行业高质量发展。 （二）基本原则 ——分类建设，分级达标。针对我国煤矿智能化建设基础与 岗位及重要设备实现智能无人操控，建成安全、节能、环保的智能 化选煤厂。 二、煤矿智能化总体设计 智能化煤矿将人工智能、工业互联网、云计算、大数据、机 器人、智能装备等与现代煤炭开发技术进行深入融合，形成全面 感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的 智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安 全保障、经营管理等全过程的智能化运行。新建煤矿及生产煤矿 应根 制自动化、安全本质化、管理信息化、业务协同化、知识模型化、 决策智能化的目标进行相应的业务模块应用设计，实现煤矿地质 勘探、巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风、排水、供液、供 电、安全防控、经营管理等各业务系统的数据融合与智能联动控 制。 2.生产煤矿智能化建设技术路径 生产煤矿应根据矿井的地质条件、建设基础、建设目标制定 科学合理的智能化升级改造方案，可以按照“基础系统高容量—采 5 掘系统高可靠—感

所处的创新阶段， 工程前沿可分为侧重理论探索的工程研究前沿和侧重实践应用的工程开发前沿。 2024 年度全球工程前沿研究采用专家与数据多轮交互、迭代遴选研判的方法，通过专家研判与数据分 析深度融合，在 9 个领域共遴选出 92 个工程研究前沿和 92 个工程开发前沿，并重点解读 29 个工程研究 前沿和 29 个工程开发前沿。各领域前沿数量分布如表 1.1 所示。 工程前沿研究基本流程包 等。围绕船舶全生 命周期，目前相关研究主要集中在数字孪生驱动的船舶设计、建造、故障预测与健康管理、运营管理等。 未来具体的技术发展趋势包括基于数字孪生的船舶设计建造一体化、基于数字孪生的船舶虚实融合试验、 多学科船舶数字孪生模型精准构建与同步演化、船岸虚实平行运维管控等。 表 2.1 机械与运载工程领域 Top 10 工程研究前沿 序号 工程研究前沿 核心论文数 被引频次 篇均被引频次 平均出版年 基站大尺度 / 长基线约束下的 快速高精度定位方法，基于低轨星座导航信号增强、复杂时空碎片化观测数据的 GNSS 定位性能提升算法， 融合智能手机等操作终端特性的低成本平台高精度定位算法，面向室内外全景无缝定位覆盖的异构异质 GNSS/ 多传感器数据融合技术等。 （6）快速超分辨超声成像 超声成像是利用超声波扫描人体或者材料内部结构，通过接收和处理反射信号来获得内部组成的图像。 超声成

景，促进其在不断的探索与验证中完成 技术创新与迭代。特别是新型电力系 统，作为联接清洁能源生产与消费端的 桥梁和优化资源配置的关键枢纽，毫无 疑问地成为这一变革中的焦点。数字化 智能化技术与电力系统的融合，不仅带 来了清洁能源开发与消纳的更优方案， 驱动电力系统低碳转型，还将孕育出如 虚拟电厂和共享储能等创新业态，深刻 影响工业进程和我们的生活方式。 在此背景下，德勤中国和远景智能携手 撰写了本报告。凭借我们在电力领域多 转换、互 济互通将实现多种能源的灵活配置，极大优化能源综合利用效 率。另一方面，伴随能源系统的演进而涌现的新兴技术和新兴 市场机制将重新定义用能模式，能源网络与交通网络、算力网 络等跨行业的融合，将催生车网互动、虚拟电厂、零碳算力中 心等新兴场景，引入跨领域主体深度参与能源互动，共同组成 朝气蓬勃的能源生态。 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 高度复杂的新型能源体系需要更强大的数字化智能化手段保障 通过数 字化手段提升电力系统的灵活性和智能化水平。展望未来， 数字技术在能源领域的应用将不断深化，不仅优化能源管理 流程，更将通过其强大的数据处理和分析能力，为能源系统 注入智慧，推动跨行业融合，引领能源系统形态的革新。 图 1：全球多国相继制定能源数字化战略 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 主要经济体 欧盟 • 《塑造欧洲数字未来》（2020）

景，促进其在不断的探索与验证中完成 技术创新与迭代。特别是新型电力系 统，作为联接清洁能源生产与消费端的 桥梁和优化资源配置的关键枢纽，毫无 疑问地成为这一变革中的焦点。数字化 智能化技术与电力系统的融合，不仅带 来了清洁能源开发与消纳的更优方案， 驱动电力系统低碳转型，还将孕育出如 虚拟电厂和共享储能等创新业态，深刻 影响工业进程和我们的生活方式。 在此背景下，德勤中国和远景智能携手 撰写了本报告。凭借我们在电力领域多 转换、互 济互通将实现多种能源的灵活配置，极大优化能源综合利用效 率。另一方面，伴随能源系统的演进而涌现的新兴技术和新兴 市场机制将重新定义用能模式，能源网络与交通网络、算力网 络等跨行业的融合，将催生车网互动、虚拟电厂、零碳算力中 心等新兴场景，引入跨领域主体深度参与能源互动，共同组成 朝气蓬勃的能源生态。 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 高度复杂的新型能源体系需要更强大的数字化智能化手段保障 通过数 字化手段提升电力系统的灵活性和智能化水平。展望未来， 数字技术在能源领域的应用将不断深化，不仅优化能源管理 流程，更将通过其强大的数据处理和分析能力，为能源系统 注入智慧，推动跨行业融合，引领能源系统形态的革新。 图 1：全球多国相继制定能源数字化战略 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 主要经济体 欧盟 • 《塑造欧洲数字未来》（2020）

”。《中共中央 关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》明确提 出“健全促进实体经济和数字经济深度融合制度，加快推进新 型工业化”。 能源化工行业是国民经济支柱产业，具有产业链条长、涉 及领域广、技术含量高、经济带动性强等特点，工业互联网作 为数字经济与实体经济深度融合的关键基础设施，正不断催生 新产业、新模式、新动能，成为培育新质生产力和支撑新型工 业化加速发展的重要驱动力量。通过工业互联网赋能能源化工 一、工业互联网发展现状 （一）工业互联网的内涵与意义 近年来，数字经济浪潮席卷全球，新一轮产业变革蓬勃兴 起，以未来网络、数字孪生、大数据、人工智能等为代表的新 一代信息技术与工业技术加速融合，在一定程度上颠覆了传统 的生产和商业运营模式。各工业大国凭借各自在信息技术领域 的领先优势，加快实施一系列针对传统工业数字化转型升级的 “再工业化”战略，谋求抢占新一轮竞争制高点。通过数字化 、全价值 2 链的新型工业网络协同制造与服务体系，推动传统产业加快转 型升级、新兴产业加速发展壮大。 近年来，工业互联网在实体经济数字化转型中扮演着愈发 重要的角色。作为数字经济与实体经济融合的重要载体，工业 互联网深入能源、化工、交通等多个领域，提供强大的网络连 接、计算处理和数据分析等新型能力支撑，通过优化资源配置 和促进产业链协同，推动各行业研发模式创新与生产流程优化， 助力传统工业制造体系和服务体系的重构。

4 飞轮储能……………………………………………………………………………37 3.2.5 氢能………………………………………………………………………………39 目 录 第四章 数智化与储能产业的融合发展…………………………………………………………41 4.1 人工智能+储能…………………………………………………………………………42 4.2 区块链+储能………………………………………………………………………………46 准配置，适用于零碳园区、新能源配储、台区储能等多种应用场景，但当前其仍面临较高的投资和运 维成本。交直流一体方案通过将以电池单元为核心的直流系统与PCS为核心的交流系统在结构上和应 用上进行一体融合，实现了结构的更优更简。高压级联储能系统采用级联式的拓扑结构，直接输出高 压电能，无需通过变压器，大幅提升系统效率。 随着技术发展及市场需求的扩大，未来将呈现出以下几大发展趋势： 趋势一，储能 品的应用体验。智能化的控制策略和更加友好的人机交互是目前EMS升级的主要方向，也是为了满足 电力改革背景下，越来越复杂的应用场景和客户需求。首先是智能化，随着人工智能（AI）、机器学 习和大数据技术的深度融合，EMS可以通过实时分析运行工况、电价波动、负荷需求等多种变量，自 动调整储能系统的运行模式；同时可以利用 AI 算法对储能系统的健康状况进行预测，提前发现潜在故 障并提出解决方案，在未来，EM