1.4.1 数字化及互联网时代

“科学技术是第一生产力”，重大技术突破引领工业革命，推动社会生产生活产生深刻变革。18世纪60年代，蒸汽技术的诞生推动第一次工业革命，人类进入机械化时代。19世纪中期，电磁学崛起引发电气替代蒸汽，第二次工业革命出现，电力、化工等新技术推动人类社会进入电气化时代。20世纪中期，信息技术蓬勃发展，电子计算机、原子能、空间技术和生物工程的应用推动社会进入信息化时代，新兴技术在各行各业不断渗透，带来世界范围内的生产关系变革。

数字智能技术迅猛发展，数字革命深刻影响全球战略布局。当前，传感、通信、大数据、人工智能、芯片等数字智能技术已实现质的突破，数字技术与产业技术的深度融合与全面应用为各行各业创造了巨大的变革空间。以数字经济为代表的科技创新要素成为催生新发展动能的核心驱动力，数字要素创造的价值在国民经济中所占比重不断扩大，世界主要国家均积极推动国家数字化发展战略。在发展举措方面，中国于2020年发布了《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》，旨在提升产业基础能力与产业链现代化水平；在人才培养方面，日本提出了《人工智能战略草案》，涵盖了人工智能专业人才培养政策；在法案约束方面，欧盟推出了《通用数据保护条例》等，为不同行业的数字智能化提供了法律保障。

数字智能技术已成为能源系统安全运行、能源企业运营发展的重要支撑。传感（测量）技术是观测、分析、控制能源系统各环节的前提，实现对发电、输电、变电、配电各环节设备的振动、温度、局部放电等信息的感知，满足不同环境条件下精准感知的需求。随着新能源发电占比的提高，风力风速传感、光照传感等新能源发电状态感知方法逐渐得到应用。电力通信在保障能源系统安全高效运行过程中发挥了重要作用，不仅承担着能源系统的生产调度任务，而且为行政管理和自动化信息传输提供服务，现阶段已形成以光纤通信为主，微波、卫星通信等多种传输技术并存的传输网络。控制技术在电力领域深度融合行业应用，在发电环节，通过综合自动化等控制系统实现电厂生产全方位控制；在变电、输配电环节，电网调度自动化控制是能源系统运行的支柱，变电站自动化、配网管理系统、能量管理系统等实现了能源系统受控安全运行。大数据技术能够挖掘能源大数据价值，完成数据中心、云平台建设，在能源系统发电负荷预测、监测预警等方面深入应用，并且为能源企业经营、市场开发、客户管理、投融资管理决策等方面赋能。

当前，全球正以前所未有的速度迈向数字化时代。全球数据呈现指数级快速增长，仅在过去的5年内互联网流量即增长了三倍，而今天全球约90%的互联网数据是在过去两年中产生的。这种指数级增长迫使数据计量单位越变越大。全球互联网用户和设备也在不断增加，当前全球互联网用户数量已达35亿，接近全球一半人口，而在2001年这一数字仅为5亿。过去5年，全球移动互联网用户数量增加了三倍，并在2017年突破了40亿大关；而全球移动电话的用户数量更是达到了惊人的77亿，比全球总人口还多。受益于物联网技术的发展，互联网设备（智能手表、智能家用电器、智能汽车等）数量呈爆发式增长。互联网产业发展日新月异，智能终端、传感器等设备智慧化、移动化方兴未艾，人们纷纷摆脱信息被动接收者的角色，不断扩大自己参加社会活动的广度和深度，变成了信息的主宰者、创造者。据统计，截至目前，全球每分钟有1620万条信息、2.31亿封电子邮件被发送。谷歌每天需要处理24PB数据，其网站每分钟会产生900万次搜索，使用者每个月通过移动互联网发送和接收的数据高达1.3EB。各行业每分钟的数据产生量如图1-7所示。

图1-7 各行业每分钟的数据生产量

能源部门是数字技术发展早期为数不多的应用领域之一。20世纪70年代，电力公司就引入了数字技术用于促进电网管理和运营。长期以来，石油和天然气公司也利用数字技术来改善勘探和生产投资决策。几十年来，工业部门（特别是重工业）一直在使用过程控制和自动化技术，以最大限度地提高质量和产量、减少能源消耗。不可否认，数字技术已深刻影响了能源生产端。近年来，数字技术应用领域已拓展到了能源消费端，如自动驾驶汽车、智能家居和互联网制造。数字技术已经渗透到了能源行业的方方面面。2014年以来，全球对数字化电力基础设施和软件的投资年均增幅超过20%，2016年达470亿美元。2016年数字化投资比全球燃气发电投资（340亿美元）高出近40%，与印度电力行业总投资（550亿美元）相当。在数字革命席卷全球的背景下，大数据、区块链、人工智能等新一代数字智能技术将逐渐融入能源行业的发展，能源领域也将见证数字智能技术更多创新成果的出现。

同时，能源行业的快速发展能够为技术创新突破提供难得的机遇。20世纪以来，能源行业蓬勃发展，能源系统电压等级不断提升、覆盖范围不断扩大，对能源行业内感知体系建设、数据融通共享、决策控制管理等提出了新要求。电气量感知、电力线载波、自动化控制等技术在能源系统内深化发展，相关科学理论在能源系统应用场景中得到充分论证与应用，不同技术路线的竞争促进技术向低成本、低能耗、更环保等方向发展，使得传统技术有了新突破。