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

Optimus，它整合了特斯拉 在电动汽车和人工智能方面的多项技术进步，实现了相对流畅的肢体运动[1]。 美国波士顿动力公司的 Atlas 和中国优地的 H1 以其卓越的移动性能而闻名， 其动力系统和平衡控制能力表现突出[1][10]。中国优必选的 Walker 系列和 AGIbot 远征系列在智能方面独树一帜，专注于将人工智能技术深度整合到机 器人的行为决策中[1]。 然而， Optimus 整合了特斯拉在电动汽车和人工智能领域的多项技术进步，使其肢体 运动相对流畅[1]。而波士顿动力的 Atlas 和中国 Unitree 的 H1 则以其卓越的 移动性能著称，其动力系统和平衡控制能力表现突出[1]。 人形机器人面临的主要技术挑战包括全身运动控制的复杂性。由于人形机器人 具有多自由度关节，其运动学和动力学模型极为复杂，传统控制算法往往难以 精确协调各 采用特斯拉阀微通道、微混合器等微流控技术，解决机器人液压系统中的流体 控制问题，实现精确控制、减小表面冲刷、增强稳定性等效果，提高特斯拉人 形机器人的动作精度和响应速度。 动力系统与驱动技术 利用特斯拉阀脉冲发动机、热驱动液体泵等技术，解决机器人动力系统中的能 源浪费、机械结构复杂等问题，实现制造成本低、机械结构简单、高输出功率 等效果，为特斯拉人形机器人提供高效稳定的动力来源。 6、人形机器人行业主要竞争者