能源数字经济全文(5篇)

摘要：企业进行节能审计是一种加强能源管理、节约能源的有效手段和方法，在很多石油企业的审计报告中，有效数字问题比较多且非个案。例如，同一个物理量与条件测量结果的有效数字末位没有对齐，计算结果的有效数字位数随意更改等，这些问题大大降低了审计报告的可信度。对此进行了简单的分析和总结，并给出了相应的建议。

关键词：节能审计；能源管理；石油企业

随着经济的发展和社会的进步，对能源的需求越来越大，经济发展与能源供应之间的矛盾日益加剧。2016年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》正式。纲要明确要求，到2020年，单位GDP能源消耗降低15%，单位GDPCO2排放量降低18%，万元GDP用水量下降23%。耗能企业要在瞬息万变的新竞争环境下求得自身的生存与发展，节能减排成为其必然选择。重点耗能企业基于节能减排视角开展企业经济效益审计是其实现节能减排目标的一项重要措施[1]。

1节能审计

企业进行节能审计是一种加强能源管理、节约能源的有效手段和方法，具有很强的监督和管理作用。作为既是产能大户又是耗能大户的石油企业，节能审计的监督、促进作用尤甚[2]。在很多石油企业的节能审计报告中，有效数字问题比较多且非个案，例如：同一个物理量与条件测量结果的有效数字末位没有对齐、计算结果的有效数字随意更改、计算结果的有效数字位数随意更改等。这些有效数字问题的出现，使审计报告显得不够专业，从而使其可信度下降，甚至让人怀疑其数据的可靠性。对此，经调研发现，杨阳、崔建明、张艳、高剑芹、王容青等人[3-11]对企业节能审计的多个方面进行了探讨和研究，但尚未发现有人讨论企业节能审计中的有效数字问题。通常，人们把测量结果中可靠的几位数字加上最后一位存疑数字统称为测量结果的有效数字。虽然有效数字的最后一位可疑，但它在一定程度上反映了客观实际，因此它也是有效的。在书写测量结果时，应按照有效数字的相关要求书写[12]。

2企业节能审计中存在的问题

石油企业节能审计报告中涉及的物理量种类比较多，计量单位和数量也常常各不相同。要想确定统一的有效数字位数是非常困难的，但至少同一个物理量与条件测量结果的有效数字末位应对齐，计算结果的有效数字及其位数不能随意更改。A油田采油厂前置泵改造监测数据如表1所示。从表1中可以看出，进口压力的有效数位有一位的、有两位的，还有四位的；电机输入功率的有效数位有五位的，也有六位的。表1中至少进口压力测试结果的有效数字应是末位对齐的。进口压力数值都是通过测试得到的，所用测试工具和测试条件应该相同，所以，3#注水泵的进口压力值应该测量到0.001MPa，改造前3#注水泵进口压力测试数据的有效位数就少了一位。改造后，3#注水泵进口压力测试数据因其量值较大，有效数位达到了4位，从仪器测量精度角度考虑，可以写成1.137MPa，但从有效数字数位一致的角度考虑，写成1.1MPa也不影响对其的理解。因此，同一个物理量与条件测量结果的有效数字位数保持一致一般不会影响对其的理解，至少其有效数字的末位应对齐。A油田新鲜水用量、单价及费用变化曲线中有效数字问题依然存在（同一个物理量与条件测量结果的有效数字末位没有对齐），同时又有新问题出现：2017年2271.93×104t新鲜水按2.00元/t计算，费用应为4543.8600×104元，而图中只标了4543×104元，计算结果有效数位少了4位；2018年2685.1×104t新鲜水按2.00元/t计算，费用应为5370.200×104元，而图中标的却是5400×104元，计算结果有效数位不仅少了3位，而且有效数字也相差较大。计算结果的有效数字及其位数不能随意更改，应按相应的计算和书写规则保留其有效数位。例如：在本例中，按计算规则，计算结果分别应为4543.8600×104元和5370.200×104元，在不影响对其理解的前提下，可以分别写成4543.9×104元和5370.2×104元或4544×104元和5370×104元。因此，同一个物理量经相同的计算，其计算结果的有效数字位数保持一致一般不会影响对其的理解，至少其末位应是对齐的。A油田能源消耗费用统计情况如表2所示。从表2中可以看出，2个百分数的有效数字的位数不一样，书写比较随意。百分数也是一种计算结果，其有效数字的位数也不能随意更改，而应按相应的计算和书写规则保留其有效数位。例如：在本例中，同比增减应为-0.1592940454006302329664……（“-”表示降低，其有效数位因计算精度不同而有所不同），在不影响对其的理解时，可写成-15.9%（与2.67%有效数字位数保持一致）或-16%（“2.67%”相应地写成“2.7%”）。

摘要：中国提出的“双碳”目标为推动构建人类命运共同体向全世界做出庄严承诺。近年来，数字技术加速创新发展，在推动“双碳”目标实现上大有可为。结合数字技术在能源、工业、交通、农业领域与“双碳”融合的天津实践，从应用转化、技术支撑、基础创新三个方面探究天津市利用数字技术赋能“双碳”目标实现面临的挑战，并尝试给出对策建议。

关键词：数字技术；“双碳”；绿色化；智能化

20世纪下半叶，全球气候变化问题逐渐引起国际社会普遍关注。1979年，第一次世界气候大会在瑞士日内瓦召开，气候变化首次作为国际社会关注问题提上议事日程；1992年联合国大会通过《联合国气候变化框架公约》，开启国际社会共同应对全球气候变化问题新纪元；此后，1997年通过《京都议定书》，2016年签署《巴黎协定》，全球气候变化逐渐演变成集政治、经济、科技、能源、环境等诸多因素于一体的人类文明可持续发展问题。2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布，中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。“双碳”目标是我国按照《巴黎协定》规定更新的国家自主贡献强化目标以及面向21世纪中叶的长期温室气体低排放发展战略对世界作出的庄严承诺，体现了中国推动构建人类命运共同体的坚定决心和大国担当。当今世界正经历百年未有之大变局，以大数据、人工智能、区块链、云计算、物联网为代表的数字技术加速创新发展，不断融入经济社会发展的各领域，对于重组各类资源要素、优化产业结构和完善产业链体系、改造提升传统产业和推进产业数字化产生了强大的乘数效应，在推动经济社会发展的同时，客观上也起到了绿色、低碳、减排的效果。

2021年10月，中共中央、国务院正式公布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，对碳达峰碳中和工作作出顶层设计、系统谋划，明确指出要推动互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信（5G）等新兴技术与绿色低碳产业深度融合。国内学者对数字技术在推动“双碳”目标实现中的重要作用做出了积极的探索和研究。陈晓红等（2021）认为，随着数字技术在资源、能源和环境领域的深度融合与应用创新，数字技术在实现碳中和目标中的作用日益受到关注[1]。刘中民（2021）认为，在实现碳中和、碳达峰的过程中，必须重视一些具有战略意义的新技术发展，比如人工智能、信息技术和数字技术等。庄贵阳（2021）认为，我国在人工智能、能源互联网、清洁能源技术为代表的新一轮工业革命中，很多领域处于领先地位，为实现“双碳”目标奠定了技术基础[3]。在“双碳”目标指引下，推动数字技术赋能“双碳”目标实现是天津全面完整准确贯彻新发展理念、落实《京津冀协同发展规划纲要》、加快建设“一基地三区”的有力举措，也是天津全面升级产业体系、加快新旧动能转换、推动高质量发展面临的时代课题，机遇和挑战并存，唯有锚定“双碳”目标，汲取实践经验，补短板、强弱项，才能在全面建设社会主义现代化大都市的新征程上实现更加绿色、更可持续的发展。

一、数字技术与“双碳”融合的天津实践

（一）智慧能源

基于物联网、云计算、大数据智能感知等技术打造能源互联网相关服务平台，协调供需两侧多能互补，促进整体能耗下降、能效提升。在供给侧，通过提高能源开采效率与设备互联程度，实现能源供给各环节的数据化、集约化、精细化，为能源生产运行提供安全可靠的技术支撑。在需求侧，通过高耗能行业数字化转型优化以煤炭、石油、天然气为主的能源消费体系，提高能源消费系统整体效率，创新能源消费新模式、新业态[2]。天津市数字技术赋能“双碳”目标实现面临的挑战及对策研究单新文郎楠国网天津电力公司建设“虚拟电厂”，打破传统电力系统运行过程中发电厂（供给侧）之间以及与用户（消费侧）的界限，“串联”起各种发电、储能设备和用电负荷，通过监测柔性负荷，自动调优响应电力供应，在保障电网稳定运行的同时，实现能源供应效益的最大化。随着“虚拟电厂”覆盖面的不断扩大，发电煤耗和碳排放显著降低，为推动能源供给和消费的清洁低碳转型架起一座连通各方的智慧桥梁。

摘要:随着在线监测系统在建筑领域的广泛应用，就如何提高系统的普适性、实时性从硬件结构和软件结构两个方面给出优化升级的方案，设计出一种迷你数字仪表远程监控系统，同时根据系统试运行结果表明，该系统达到了良好的运行效果，稳定可靠，更好满足了现代能源管理对仪表系统的经济性及精确性的要求。并通过优化能源管理实现节能减排，从而产生良好的环境效益。

关键词:机器学习，迷你数字仪表，监控系统

0引言

随着现代化进程的快速发展，能源消耗量日渐增加。而在众多耗能产业中建筑能耗占比很高，据相关数据统计我国建筑能耗占总能源消耗的25%以上［1］。建筑能耗主要包括采暖、空调、通风、照明和建筑电气等，其中采暖和空调(暖通空调)能耗占建筑总能耗的50%～60%以上［2，3］，并且暖通空调面积和能耗近些年来仍呈持续增加趋势，节能增效潜力巨大［4］。近些年，为实现能源合理利用，我国建筑领域开始大量采用在线监测系统作为监测工具［5-7］，辅助建筑领域能源管理，其中能耗监测是能耗统计的核心环节，决定了能耗统计的质量。前端用户能耗数据远程监控是监测系统的重要环节，关系到后续能源管理工作数据的准确性［6，8］。但目前在应用的监测系统普遍存在安装维护成本高［9，10］、应用场景受限、推广难度高等问题。监测系统的稳定和可靠运行，直接关系到建筑内部能源的数据准确性及管理。具备数据传输功能的智能化仪表可实现远程监控功能，性能稳定可靠，目前在在线监测系统中应用较多［4］。而既有公共建筑和居住建筑数量庞大，仅凭人工定期的抄表读数来实现数据统计工作，所要耗费的人力财力是巨大的，采用具有远程监控和数据传输功能的数字仪表系统完善能源管理势在必行。本文中提及的迷你数字仪表系统，就是通过硬件和软件两大部分的协调工作，优化了远程监控和数据传输等功能。该系统以机器学习为核心，可外挂在数字仪表周围，实时采集并传输仪表读数，在不改装原有管道系统的情况下实现能耗监测功能。

1系统概述

基于机器学习的迷你数字仪表远程监控系统由硬件和软件两部分结构组成。硬件结构包括树莓派硬件主平台、图像采集模块，以及数据转换与传输模块，可实现数字仪表从图像到数字并传送到云端的功能;软件系统以机器学习为核心，实现数字仪表从图像到数字并传送到云端的功能。迷你数字仪表远程监控系统优势明显，其结构简单、体积较小，可满足既有建筑和管道的改造需求;具有更好的普适性、灵活性，安装便捷、使用方便，无需对现有仪表的安装方式进行调整，可以根据需要随时移动或拆装。初投资小、运行经济、维护成本低，可满足大范围、多节点使用需求;运行稳定、采集数据精准，并适用于多种传输方式。基于该系统的诸多特点，其可加装在既有建筑和管道上的水表、电表、燃气表和其他数字仪表上，实现水、电、热等能耗数据的全面监测，为能源管理的可测量化、数据化和准确化提供重要的数据依据。本项目的硬件平台是通用的，因此可以通过软件升级提升系统性能。与常规软件的不同还在于使用了无线数据传输，实现了软件的远程下载和在线升级。迷你数字仪表远程监控系统迎合目前能源管理智能化和科学量化的管理需求，应用场景多样、使用范围广泛，推广前景广阔。

2系统工作原理及组成

摘要：随着我国经济迅猛的发展，我国人民、社会、国家对电力的需求大大增长。不断提高的电力要求为电力企业增加了非常繁重的工作压力。变电站作为电力企业配电、送电及控制的重点，是维持电力系统正常运作的重要环节，是加强电力建设的基本，并且能够将高压与低压的转换无缝衔接。为了缓解我国当前用电紧张的现象，近十年来国家电网斥巨资改善电网结构，大力兴建大型水电站、超高压变电站、超高压直流输电线路、智能变电站。同时，在全国强力推广应用各电压等级智能变电站通用设计，执行“两型一化”、“两型三新”、“三通一标”、“四统一”等基建标准化成果，这些新技术的应用使电气设计更加有效地遵循“节约占地、节约线路走廊、提高输送容量、保护环境，提高安全稳定性”的总体原则，提高社会经济效益。因此，本文将从宏观全局对输变电工程设计现状进行介绍，将安全与经济放在设计的首要地位，对其进行合理的规划与设计，挑选出可实施的具有科学性以及先进性的方案，建设起能够满足我国发展需求的变电站，促进我国经济的建设，加快我国全面建设小康社会。同时提出新的设计思想理念，突破传统平面设计，推动三维数字化设计和工程数据中心建设，实现基建全范围数字化，实施大数据战略，提高工程设计质量。

关键词：智能变电站；通用设计；三维数字化设计

1当前我国输变电工程设计的现阶段状况

近10年时间，在国家电网有限公司的高度重视和统一部署下，变电站电气设计已由常规变电站设计成功转型为智能变电站设计，在技术、设备、设计等方面有重大突破，起到里程碑的意义。(智能变电站:是指采用先进、可靠、集成和环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的变电站。目前的智能变电站是采用现代计算机技术与普通变电站设备的结合产物，它覆盖了普通变电站的所有功能，计算机技术可以实现远程操控，数据传送，实时的智能故障诊断，可以根据专用软件程序实现部分故障的诊断和自动故障处理)。通用设计的采用，使变电站电气设计在技术方案上得到全国性的统一优化;当电网发生故障时，通用设备的执行使电气设备互换更方便快捷，不存在同类设备因外形尺寸、各接口不符而无法快速更换，有效地缩短了停电时间。为继续深化基建标准化建设，加快推进国家电网有限公司坚强智能化电网建设，进一步提高工程建设效率和效益，总部成功修编及新增智能变电站通用设计方案几十个，后又相继修编通用设备，供设计人员选用。国家电网有限公司严格督查“两型一化三新"、“三通一标”、“四新”、“四统一”等技术要求的执行情况，使设备采购、土建施工、电气安装更加规范化。国家电网有限公司推行全寿命周期最优设计，实现基本功能和核心功能，在电气接线、总平面布置、设备选择、土建等各专业，剥离无用、冗余功能，有效控制工程造价水平。严禁豪华装修，实现“综合建筑”向“工业设施”的转变，保证设计方案尽善尽美。

2智能电网建设存在的问题

经过多年来的持续发展，国家电网有限公司实施新时展战略已经具备了坚实基础和良好条件，但也存在一些突出矛盾和问题。主要体现在:安全基础还不牢固，电网安全风险始终存在;电网配置资源能力与清洁能源大规模快速发展还不适应，城乡区域电网发展不平衡，配电网存在短板;供电服务能力和水平还不能满足人民日益增长的美好生活需要。

3输变电工程三维数字化设计的应用背景

随着能源领域的加速变革，国家电网公司积极制定实施大数据战略，成立大数据中心，挖掘海量能源数据资源价值，健全数据资产管理体系，用数据驱动管理变革和转型升级。如何基于智慧城市能源云平台获取的海量能源数据资产，运用数据挖掘技术，唤醒沉睡的数据，对数据进行解构、重组、再造，明确数据在哪里、数据有多少、数据如何用，实现资产数据化到数据资产化的转变，优化与创新市场拓展模式是能源企业亟待解决的问题。

1市场需求分析

1．1市场概况。目前，大数据分析、人工智能等新兴技术正在加速能源行业的数字化转型，挖掘能源数据价值是加速能源行业数字化转型的重要驱动力。张江科学城10kV及以上电压等级的719家高压用户的电网侧数据规模达到TB级，但目前主要从用电保障、应收电费等方面做了初步分析，能源结构、能源效益、能源优化等方面的数据挖掘仍存在较广泛的空间，潜力巨大。1．2市场需求分析。本文围绕政府、能源企业、能源客户、能源服务市场这4类目标客户发展关键要素，细分目标客户需求。政府：希望及时掌控张江科学城范围内各行业、各区域的能源供应、能源消费、能源利用类型、能源转换效率、绿色能源配给情况，实现“以环境论英雄”、“以能耗论英雄”、“以亩产论英雄”、“以效益论英雄”的目标。能源企业：希望做到合理用能、供需平衡及优化运行；挖掘能源数据潜在价值，识别关键客户，精准制定服务管理策略，增强能源服务核心竞争力，提升能源服务附加值，实现企业降本增效。能源客户：希望及时掌控用能情况，实现能源智能管理；开展能耗诊断分析，实现节能降本增效。能源服务市场：希望推动能源信息互通共享，发掘潜在商机，促进能源资源合理配置。

2数据挖掘逻辑架构的构建

通过对从智慧城市能源云平台获取的海量能源数据资产进行数据初筛、数据存储挖掘，基于不同目标客户需求及特点，构建评价指标体系，最终建立不同目标客户能源数据分析模型，构建具体的数据应用场景。2．1数据初筛。全面整合内外部能源数据资源，形成庞大的能源数据资产，通过清洗、去重、去无效、去异常等步骤，形成基础数据库。2．2数据存储及挖掘。采用基于开源的分布式系统架构，运用神经网络算法、遗传算法等10余种算法对基础数据进行交叉比对，经过大量样本学习，初步实现模型标准化，生成标准评价体系库。2．3数据应用。基于标准评价体系库，持续深入挖掘目标客户潜在需求，构建靶向性目标客户评价指标体系，为不同目标客户高效准确的数据分析服务提供基础架构（见图1）。

3数字化转型探索

3．1打造数字化产品。基于各目标客户评价指标体系，进行全面深入的分析挖掘，找到能效优化的潜力空间，并提供实现优化的解决方案，最终实现定期为目标客户提供定制化数字产品服务。面向政府：从区域、行业、重点产业3个维度开展能源消费现状及趋势分析，为政府提供《张江科学城区域能源分析报告》。面向能源企业：从用电规模、行业属性、用能特性3个维度开展关键用户识别与分析，为能源企业提供《关键用户识别与分析报告》。面向能源客户：基于能源客户关口表数据及能源客户内部数据，开展综合用能诊断，为能源客户提供基于关口表数据的《用能行为分析报告》与内部数据的《用能健康体检报告》系列报告。面向能源服务市场：收集同行业标杆能源数据，开展行业对标分析，提供业务指导建议，为能源服务市场提供《能源行业对标分析报告》。3．2探索盈利模式。（1）对内腾挪市场空间，提供精准客户标的。能源企业：依据关键用户的用能特性、区域分布、行业归属等维度，为能源企业挖掘具有开展电能替代、节能改造等综合能源服务潜力的目标客户，实现业务拓展。（2）对外开启商业新模式，实现增效政府：从区域、行业、重点产业等维度开展能耗能效分析，形成《区域能源分析报告》，辅助支撑政府决策，获取政府的政策支持与资金扶持，实现与政府的良性互动；支撑区域能源发展规划及多能调控，实现政府多样化监管，实现区域能源的循环经济和低碳经济。能源客户：以基于电力、水务、燃气关口表数据的《用能行为分析报告》与内部数据的《用能健康体检报告》为组合拳，打开能源客户市场，并收取数据分析费；未来，若由此激发更多工程项目，将会带来更大的收益。能源服务市场：充分挖掘能源数据价值，向能源服务公司提供同行标杆能源数据及行业分析报告，并收取数据分析费。3．3构建交互反馈机制。基于不同目标客户的特点和需求，遵循“构建评价指标体系－开展个性化数据分析—提供精准服务—实施效果监控”的业务流程（见图2），形成反馈闭环管理机制，以对各类目标客户相关数据进行更深入的挖掘，增强客户对数字产品的信任度和粘度。