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觀社會發展史，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。在數字化時代，透過數字化技術加快能源轉型已成為行業共識。但是能源行業存在的體制機制、市場、技術等多重壁壘，為轉型帶來了新的挑戰。
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未來能源發展的主要問題
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面對“2030碳達峰、2060碳中和的目標”，新能源與化石能源在總能耗中的比例，將從目前的15%VS85%，轉變為85%VS15%，這會引發能源行業顛覆性的變革，未來近40年中，將分為幾個發展階段，各個發展階段細化的目標以及技術的進步，將為能源類企業帶來哪些新的市場機遇，需要研究。
能源變革離不開政策的引導，在能源快速變化發展的過程中，政府可能制定並頒發相應的政策，如推進可再生能源政府補貼與綠證交易、新能源替代等，指引發展方向，同時構建有效競爭的市場結構和市場體系，激發市場活力，鼓勵市場主體充分參與，還原能源商品屬性，讓市場發揮決定性作用。電力行業需要探討這一形勢變化可能對行業的規劃、設計、建設產生的影響。
（一）電網側，現有的電網結構和執行管控方式，無法保證大規模可再生能源接入和消納。
五級電網排程體系，很難適應大量不可控、不可調新能源接入，高度離散的新能源發電裝置和高度離散的參與電網負荷變化調整的裝置很難進入現有排程體系，否則，電網的靈活性、可靠性和安全性將受到嚴重影響。從技術層面看，可再生能源發電、儲能等一些瓶頸性技術尚未突破，技術方向仍不清晰，導致電力系統難以承受無任何約束的新能源大規模發展。如何將高度離散化的裝置規模化的整合，變為可調，或者實現自我平衡，對此要進一步探索電力系統在規劃建設中的新做法。
（二）發電側，化石能源發電廠逐步退出市場將成為不可逆轉的趨勢。
碳排放逐步降低的目標，使我國電力行業基礎設施體系的最佳化具有更多的不確定性。從電源結構看，雖然近年來我國傳統化石能源發電裝機比重持續下降，但化石燃料發電仍然佔據主導地位，已建成了較大規模的化石能源發電基礎設施，在未來40年的脫碳程序中，化石能源電力基礎設施將逐漸失去主導地位，要找準新定位挖掘新價值，部分電廠不可避免地面臨資產沉沒的風險，化石能源電廠如何退出市場，電力建築類設計、施工企業的作用將在其中發揮何種作用，需要進一步探索。
（三）用電側，用電終端將呈現複雜多樣化的趨勢。
使用者側可能包括電網供電、自發電、儲能裝置、充電汽車、空調冰箱等，既是電力的使用端，又是參與到電網調節的裝置。面臨電氣冷熱用能綜合調節的需求，情況呈現出複雜化，自主平衡要求進一步加大，自主支撐能力要進一步加強。使用者資產參與電網負荷變化調節中可以大幅度降低電力總投資，但現有的技術手段及執行模式距離這一目標的實現存在很大差距，可能存在巨大的市場空間。
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核心方向與架構設計
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從解決上述問題的角度出發，可以基於現有電網的不斷完善、最佳化、提升，以適應新能源的大量投入；也可以基於未來新技術介入支撐電網，反過來迎接大量新能源的投入，比如從增量電網開始、從微網開始，去提前改革適應，等在下一個路口。
（一）“數字化+可再生能源時代”電力系統的架構。
未來的能源體系是以可再生能源為主的體系，該體系的核心理念、核心架構以及關鍵點，需進一步研究。未來的電力系統架構可能是“NET+GRID+NET”模式，它的系統分工、組織模式、控制方式將會發生變化。
NET結構是一種扁平化的自平衡結構，具有三個特徵：第一是多能協同、源荷儲一體，即負荷與電源不分；第二是要基於物聯網、大資料、雲平臺、區塊鏈和智慧控制，把新能源的不可控、不可調變成可控、可調；第三是要用兩端的NET，來保證中間GRID更好地發揮作用，解決電網未來可能出現的問題。
電網可能形成新的GRID架構，成為核心管道，貫通上下游，調節上下游，電網結構、執行方式、管控模式等可能發生根本性的改變，需要可再生能源發電技術、電網技術、數字技術的持續進步來支撐。GRID未來可能趨向公益化，擺脫既要承擔電力改革的中間主體責任又要承擔市場主體的責任，進一步離開兩端電力市場，真正起到調節平衡作用；擺脫既要照顧方方面面的利益又要透過五級排程來保證電網的安全的責任，進一步強化分工合作確保安全，讓各主體首先負起安全責任，實現自我安全平衡。
基於政策、市場規則和數字化智慧控制平臺，GRID和兩個NET之間簽署協議，明確雙方的責任權利，凡是納入NET的電網資產，均以市場價格算作國有出資，以增強國有資本的控制力和帶動力，併成為市場競爭主體的一部分，真正體現市場的決定性作用。隨著技術的進步、政策的明確和市場規則的完善，納入NET市場化的GRID資產越來越多，GRID主要承擔解決大的區域效能源不平衡和各NET的應急責任，靈活性、可靠性、安全性、可接入性、可及性壓力將主要由NET企業承擔。
（二）未來電源側的NET結構。
未來具有規模性的發電市場可能形成電源側的NET，是基於低碳環保、高質量發展的規劃、建設、運營“風光水火儲一體化”的電源側NET結構。電源側根據資源稟賦，形成多個基於數字化智慧控制的風光水火儲等發電基本平衡的一體化的平行網路架構（NET），基於資本連線的市場主體或者基於數字平臺的虛擬市場主體，最大限制的分擔電網（GRID）靈活性壓力。
未來電源側，可形成多種型別的NET，由一個電源、多個電源等各類電源NET自平衡控制節點組成，這些節點基於低碳、報價等實現自平衡、自我控制。類似虛擬聯合電廠運營模式將大量出現，不同能源主體之間基於碳，可能形成新的交易形式並且自動執行，這一全新的架構需要新的自動化體系、控制體系、結算體系，需要新的基於工業網際網路的作業系統的支撐。
（三）未來用電側的NET結構。
隨著用能方式的多樣化，可能形成“源網荷儲一體化”的使用者側NET架構。隨著對複雜性、即時性要求的不斷提高，智慧化實踐應運而生，未來可能形成多個基於數字化智慧控制的多能協同、源荷儲不分的，能夠實現自我平衡的智慧能源網路（NET），共同分擔電網（GRID）的靈活性、可靠性、安全性、可及性壓力。智慧能源網路以實體或虛擬的形式呈現，但都是真正的市場競爭主體。
未來，一個家庭可能作為一個NET節點，如何自我調節、自我平衡，如何在電網、排程、使用者之間確保安全進行互動，如何讓裝置、電網、使用者之間就利益提前設定進行互動，如何就電氣冷熱低碳低成本綜合實時平衡進行控制，需要有新的辦法來解決。一個家庭，一個建築物，一個醫院、一個學校，一個小區，一個區域……都將形成不同的NET節點。
（四）未來能源的排程模式。
傳統電網五級排程模式，面對不可控、不可調的大量新能源的接入，如何排程、如何實現新的平衡、如何控制安全穩定，都是需要關注的問題。分散的屋頂太陽能、充電汽車、家用裝置等參加電網調節，將更加複雜，需要在電網、汽車家用裝置（端）等之間建立有效的溝通協調，要在端平臺、邊緣平臺、雲平臺間實現自動化的排程通訊，要充分融合資訊化、數字化、智慧化手段，建立自動化、智慧化的智慧能源新體系，形成在確保GRID平衡下的各NET節點實時自我智慧平衡，這一個全新的體系需要攻關。
探討如何實現自動交易，對離散資源實現規模化控制。基於區塊鏈技術的相互直接、間接自動平衡交易、碳交易等等，標定清楚每一度電、每一個碳的來源，實現交易自動化。
（五）數字化平臺對未來能源系統的作用。
未來智慧能源“NET+GRID+NET”“風光水火核儲一體化”“源網荷儲一體化”的自動化系統、控制系統、管理系統、市場系統、結算系統、作業系統等，將作出改變。
新體系的建立，需要強大的資訊化、數字化平臺協同，需要物聯網、大資料、雲平臺、區塊鏈、智慧控制等全面支撐，需要建立新的數字體系、資料平臺和數學模型，建立跨平臺、跨維度、跨區域、跨業務的資料孿生體，需要新的基於資料孿生體電源端平臺、基於超級資料孿生體區域電源邊平臺和基於超級資料孿生體電源控制協同雲平臺，需要藉助雲、邊、端等一體化強大的算力支援。
基於大資料的各類技術，自我平衡、互相平衡、實時平衡、安全平衡、碳平衡、碳中和等新技術，新體系，新能力，率先擁有意味著在未來的能源變革中擁有核心競爭力，佔有主動權。
（六）未來智慧能源新體系的工程全生命管理架構。
“NET+GRID+NET”“風光水火核儲一體化”“源網荷儲一體化”，基於碳控制，新能源規劃、設計、施工、運維全產業鏈、全過程、全壽命的工程架構將發生變革。不同主體之間如何規劃、策劃、投資、建設，以及面對高度離散的電源點，甚至有些小的電源點在無法納入規劃審批的前提下，設計、施工、運維、控制的操作方式，傳統電力建築類企業以何種方式參與到市場競爭中，高度離散的小工程能否規模化，併網裝置質量如何保證等等都是研究的方向。
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階段路徑與行動方案
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面向未來，要加快做好頂層設計，遠近結合，提前做好準備，抓住這一重大方向、重大需求、重大市場和機遇。隨著大量的新能源接入，大批新政策隨之出臺，政治、技術、經濟與行業特點如何結合，例如針對電力市場化改革、電能質量與現貨電價等等，提前研究、提供支援、預測變化。研究目標從三方面著手：第一是能夠支撐國家高比例可再生能源開發，實現碳達峰、碳中和；第二是提高行業正規管理的效能；第三是降低行業整體的成本。
面對大量新能源接入電網，電力系統可能採取的平衡路徑包括：第一，為了增加可靠性，大量建設化石能源電廠，這與目前政策相背離，也整體推高了電力系統的成本；第二，加快抽水蓄能等具有高度靈活性的新型電源建設，既能解決電力，也能解決電量，還能保證電網慣性，但也存在政策不到位，整體推高電力系統成本的問題；第三，建設各類小容量靠近負荷離散配置儲能裝置設施；第四，負荷跟隨電網的波動參與到電網調節，大量降低電力系統傳統裝置的投入，但智慧化、智慧化設施要大量投入。
針對傳統的電網、電廠、綜合能源、智慧能源、智慧社群等建設，如何利用資訊化、數字化手段完善、提高，針對大量新能源接入，需要判斷規模化新能源規劃、建設、運維等領域將帶來哪些新的市場。
從技術體系上，
雲、邊、端，算力部署，雲支邊，邊支端，需進一步研究演變及部署路徑。
從底層技術上，
電力數字化技術體系分為五個層級：一是多維度資料採集平臺。透過物聯網、網際網路、5G、北斗等技術，建立物聯感知網路，全面感知工程生命特徵。具備“多維”“高頻”“高精度”採集和傳輸資料的能力，實現更加全面的資料採集。二是融合的一體化資料庫平臺。透過物理集中或邏輯集中，把不同型別的、不同標準的資料存好、管好。三是視覺化的資料管理平臺。基於物理物件辨識的資料管理，基於GIS+BIM的時空大資料，活靈活現的展示資料和資料關係，上、下、左、右，過去、今天和未來，在物理空間三維重現、孿生，讀懂資料是應用資料的基礎。四是多層多模的資料分析應用平臺。靈活的、能全面呼叫、能載入模型的資料開發平臺，把大腦建在雲上，在雲上建立資料中臺，建立資料加工中心（中央廚房）。五是多場景資料應用展示平臺。包括大屏，計算機，手機，應用系統、APP等等。透過五個平臺提高泛在的連線能力、強大的雲資源能力、資料融合能力、賦能增值能力和安全能力。
從技術應用上，
需要研究開發新的產品。制約的技術並不多，關鍵是缺少應用場景，用場景組合技術。例如，一是建設高度離散的新能源規劃、設計、施工、運維平臺；二是建設新能源的一體化運維平臺；三是就高度離散裝置（充電汽車、家用電器等）參與電網負荷變化調節的新體系、新技術、新平臺、新能力開展研究等等。
從佈局上，
著眼於高比例可再生能源接入，各類能源綜合利用後，實現高可靠低成本能源利用方式的新體系、新架構、新平臺、新技術，逐步去層層挖深、挖透。目標上從大到小，實施上從小到大。這些研究時間緊、任務重、發展快，需要邊研究、邊示範、邊推廣，邊交流、邊提升，各個專案之間協同推進、共同提升。應有所為有所不為，研究判斷長期堅持的專案和短期見效的專案，長期效益與短期效益相結合。
電源側、送端，規劃：
“風光水火儲一體化”，基於數字化智慧控制，發電基本平衡的一體化的平行網路架構（NET），如何規劃、設計、預測。未來能否基於一個集團、一個地區，基於碳中和，基於各種資源、能源成本最低化，來規劃測算電源點的選擇、配置和聯合排程執行。
電源側利用大資料，更好的規劃、設計，在獲取市場、規劃開發資源、服務使用者的同時，為建設、運營提供幫助。同時，挖掘建設、運營積累大資料價值，更好地服務於規劃、設計。
使用者側、受端，規劃：
“源網荷儲一體化”，基於數字化智慧控制的多能協同、源荷儲不分的能夠實現自我平衡的智慧能源網路（NET），如何規劃、設計、預測、平衡，未來能否從一個家庭、一個樓宇、一個（社、園）小區等出發，遞進研究，一方面整體去運作，另一方面作為配套體系參與社會各類競爭主體之中。
以雲控平臺為基礎，建立各個用電單元智慧能源規劃、設計、運營、維護平臺，建立每一臺裝置的IP地址，運用5G通訊，把變電站、資料中心、充電基地聯合起來。
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