稳定运行六大关键技术 3.3 经济运行关键技术 3.4 矿山微网解决方案设计全流程 25 06 01 引言 矿冶行业在可持续发展中面临保障供电稳定性与优化经济性 的双重挑战，传统柴油发电因成本高、可靠性差、碳排放严重， 难以适应绿色化、智能化转型需求。 华为智能微网解决方案以构网型储能为核心，融合多能 源协同，既满足矿山高可靠性供电要求，又能降低度电成本超 50%、减少碳 200 万元 / 公里，经济可行性低。 且高海拔、极寒等极端环境使传统发电设备效率下降 40% 以上，供电压力更大。传统柴油发电是当前偏远矿 山主要供电方式，却难适应行业发展。全球矿山年耗柴油约 4000 万吨，碳排放超 1.2 亿吨 CO2，非洲 70% 矿区依赖柴油，年耗 1800 万吨。 ⑴ ⑵ 柴油发电存在固有的技术局限性：相较于大电网或构网型储能，频率和电压稳定性弱，应急响应慢，难满 年全球新能源行业对各金属需求量及增幅 表 1-2：不同矿种电力成本占运营成本比例 更重要的是发电成本居高不下，刚果金某铜矿柴发发电成本达 40 美分 / 度以上，远超光伏 + 储能，且隐 性成本高、偏远矿区柴油运输距离常超 500 公里，运费占燃料总成本的 15%-20%；储存需专用防爆设施， 安全投入大。 随着风光储技术的成熟，柴油发电正从“主力电源”退居“应急备用”，其技术与成本劣势在清洁能源方 案的对比下竞争力弱。

0亿千瓦 时，发电企业1家，电力用户6家。 ·“一对多”直购电合约。 ·无售电公司，无零售市场。 ·新增多月集中竞争、分时集中 竞争； ·代理购电交易。 ·2013年，直接交易扩大试点； ·2014年，价差中长期交易； ·2019年，现货结算试运行。 市 场 体 系 市 场 规 模 交 易 品 种 零 售 市 场 ·2024年，交易电量6176亿千 瓦时，发电企业399家、电力用 7亿千 瓦时，发电企业188家、电力用 户36838家，售电公司507家； ·新增煤电、气电、核电市场主体。 ·新增双边协商、集中竞争、挂牌、 发电侧合同转让、可再生绿电 交易、市场化需求响应、现货市 场“日前+实时”。 ·售电侧改革，引入售电公司，形 成“多买多卖”格局。2021年零 售交易电量 2936 亿千瓦时，占 市场电量比例 99.8%； ·售电公司背景多元，包括发电 背景、电网背景、独立售电公 年国务院出台《关于 印发电力体制改革方案的通知》（国发〔2002〕5 号），提出“打破垄断， 引入竞争，构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发 展的电力市场体系”，正式拉开我国电力市场改革的序幕。广东响应国 家号召，积极开展直供电研究工作，推动打破电力体制垂直一体化格局。 研究制定台山直购电试点实施方案。根据 2004 年 3 月《电力用户向 发电企业直接购电试点暂行办法》（电监输电〔2004〕17

新能源的“调节池” 与“供应池”。 研究发现，首先，西北地区已建成多条特高压外送通道，但实际输送能力未达预期， 部分受端电网接纳能力不足，导致通道利用率偏低；其次，西北地区送端省份新能源发电 波动性与省内调节能力不足并存，跨省交易面临价格机制不完善、输电成本分摊争议等问 题；再次，中东部地区对绿电需求增长，但消纳责任权重分配、跨省绿电环境价值认定等 机制尚未健全，制约了绿电交易规模的增长。 地项目推动新能源 资源的开发利用。截至2024年底，西北电网新能源装机达3.05亿千瓦（其中风电装机1.27 亿千瓦，光伏装机 1.78 亿千瓦），占全国新能源总装机容量的 21.63%，占西北发电总装 机的 56%，部分省份（如青海、甘肃）新能源装机占本省装机容量已超 60%[3]。 除陕西外，西北地区工业基础相对薄弱。2024 年西北五省（区）全社会用电量达到 1.1 万亿千瓦时 [4]，仅占全国的 青海 新疆 陕西 甘肃 宁夏 青海 火电 水电 风电 光伏发电 图 2-1 2024 年西北五省（区）新能源装机占比 数据来源：西北各省区统计局、能源局 图 年西北五省区新能源装机占比 图 年西北五省区电源装机情况（单位：万千瓦） 新疆 陕西 甘肃 宁夏 青海 新疆 陕西 甘肃 宁夏 青海 火电 水电 风电 光伏发电 图 2-2 2024 年西北五省（区）电源装机情况（单位：万千瓦）

中国作为全球最具活力的数字经济市场之一，数据中心产业 正迎来规模扩张与结构升级的双重机遇，同时也面临着绿色 低碳转型、区域协同发展等关键挑战。 为应对上述挑战，数据中心必须重塑电力供应与基础设施策 略，采用包括用户侧发电、微电网和先进储能在内的多元化 方案，加速部署，增强韧性。 西门子能源致力于成为数据中心全生命周期合作伙伴——从 概念规划到运营维护，我们提供一站式电网解决方案、高可 靠性燃气轮机、数字化优化系统及深度咨询服务，助力数据 极性。预计到 2035 年，全球将新增超过 450 TWh 的可再生能源电力用于 支撑数据中心运行。 与此同时，天然气将作为重要的可调度能源，有效补充可再 生能源的间歇性，预计到 2035 年新增发电量约 175 TWh， 主要集中在北美地区。此外，小型模块化核反应堆（SMR） 等新型清洁能源技术也开始受到关注，首批商业化项目有望 在 2030 年前后投入运行。 数据中心行业在人工智能发展的推动下呈现快速增长态势， 关键瓶颈。 国际能源署警告称，若未能及时应对潜在挑战，约 20% 的数 据中心规划项目或将遭遇建设延期。 当前，无论是发电侧还是用电侧，电网接入的周期普遍较长， 审批流程日趋复杂；在一些先进经济体地区，新建长距离输 电线路通常需要 4 至 8 年时间；同时，变压器、电缆、发电 机组等关键电力设备的交付周期也显著延长。在此背景下， 电力行业亟需加速扩容和提效，在电力系统低碳转型、制造 业协同发展和能源可负担性等多重目标之间寻求平衡。

步形成，电力商品的多元价值属性进一步显现，电力市场监管体系 更加健全，电力系统运行效率和资源配置效率不断提升。 “双碳”目标下，我国正在加快构建新型电力系统，风、光 等新能源已成为新增装机主体，发电量占比逐年提高，电力系统 的物理形态和运行特征正在发生深刻变化。同时，一次能源价格 波动、用电负荷增长、气候变化等多重影响，对我国电力体制改 革顶层设计、电力市场体系建设、电价机制完善以及科学监管等 全国统一的电力市场规则体系基本建立。中共中央、国务 院部署新一轮电力体制改革以来，我国电力市场化建设快速推 进，《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕 9 号）、《关于印发电力体制改革配套文件的通知》（发改经体 〔2015〕2752 号）、《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导 意见》（发改体改〔2022〕118 号）等电力体制改革、电力市场 顶层设计政策文件相继出台。《电力市场运行基本规则》（国家 制等方 式，不断完善电力价格形成机制，放开竞争性环节价格，科学反 映电力成本变化和电力商品多元价值，更加适应新型电力系统构 建要求。《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》 （发改价格〔2021〕1439 号）要求燃煤发电和工商业用户全部进 入电力市场，建立了市场化的价格机制。目前，我国已形成跨省 一、发展现状与问题挑战 5 跨区专项工程、区域电网、省级电网三级输配电价体系，输配电

。 电力指挥中心核心职能： 1、电力调度运行管理​ a. 电力系统实时监控​ 电力指挥中心通过遍布电力系统的各类传感器、监测设备以及通信网络，对发电设备、输电线路、变电站、 配电设施等进行全方位、实时化的运行状态监控。采集的数据涵盖发电机出力、母线电压、线路电流、功率因 数、设备温度等关键运行参数。利用电力监控系统（SCADA）和能量管理系统（EMS），将这些实时数据集 中汇总并以直 清晰的系统运行信息，辅助其做出准确决策。 b. 发电计划制定与调整​ 根据电力负荷预测结果、发电设备运行状况、能源政策以及电力市场交易情况等因素，电力指挥中心与发 电企业协同制定科学合理的发电计划。发电计划涵盖各发电厂的发电出力、发电时间安排等内容，旨在实现电 力供需平衡，保障电力系统安全、经济运行。在实际运行过程中，由于用电负荷实时变化、发电设备突发故障、 新能源发电的不确定性等因素影响，电力指挥中心 需实时跟踪电力系统运行情况，及时对发电计划进行动态调 整。例如，当遇到极端天气导致用电负荷急剧增加时，指挥中心迅速协调火电、水电等各类发电企业增加发电 出力，同时优化电网运行方式，确保电力供应满足需求；当某发电厂机组出现故障时，及时调整其他发电厂发 电任务，维持电力系统功率平衡。 c. 电网运行方式优化​ 电力指挥中心负责制定和优化电网运行方式，根据电网结构、负荷分布、设备检修计划等情况，合理安排

著，浮式 风机技术也逐步成为各大主机厂未来关注的重点方向。 2013 年至今，中国风电新增装机和累计装机持续稳居全球首位。截至 2023 年 9 月底，中 国风 电新增装机 3348 万千瓦；风电发电量同比增长 16% ，达到 6305 亿千瓦时；风电平 均利用率 同比提升 0.6% ，达到 97.1% 。在“双碳”目标指引下，中国风电产业正迈向高质 量跃升发展 新阶段。 03 04 截至 2023 过 “风电 + 储能”模式协助平滑电力输出曲线， 辅助风电场调峰、减少弃风电量，实现 电 网负荷平衡和能源供应稳定。 与此同时，风电制氢也取得了一定进展。 氢能被视为下一代能源，利用风力发电直 接驱动电解过程产生绿色氢能，以分散式 风电场搭配制氢、储氢、加氢设施，打造 氢能制造一体化产业链，成为当前解决氢 气提取高成本、高碳排的有效探索，并有 助于服务于下游的运输、工业制造等产业， 时间越来越短，除风电整机向大型化、海上化、数字化方向发展外，风电技术的创新方向正逐渐 由整机系统向零部件、材料端延伸，风电运行可靠性成为全行业焦点。 亟需大力推动全行业标准化 面对资源条件和平价发电带来的“双重压力”，风电全产业链降本增效已经成为行业发展主旋 律。风电机组大型化、轻量化和平台化是风机单位成本下降的主要方式。 当前，国内市场上，风电机组机型多样，技术路线不尽相同。纵观整个风电配套件产业，零部

������ ������ ���������� ���������� ������ 图 11 各应用场景下新型储能时长分布情况 018 2025 中国新型储能发展报告 2024 年，我国新能源发电装机规模首次超过火电。在新能源快 速发展的背景下，新型储能成为促进新能源开发消纳的重要手段。从 调用情况来看，新能源配建储能整体调用情况大幅提高，年均等效利 用小时数 766 小时，比 2023 能技术系统设计和成套装备研制，掌握二氧化碳压缩机、膨胀机、换 热器、柔性气囊等核心技术装备的设计与制造工艺。液态空气储能方 面，形成大型压缩机、膨胀机、冷箱、低温泵、固相蓄冷器等关键装 备制造技术。重力储能方面，实现发电 / 电动一体机、重物输送及装 卸系统等关键装备自主研发。 （4）前沿新型储能技术前瞻性储备 固态电池、热泵储电、氢储能等一批颠覆性前沿新型储能技术加 速发展，以应对未来新型电力系统对于多时间尺度、高安全性能存储 57 项、行业标准 148 项。 国家能源局印发《关于加强发电侧电网侧电化学储能电站安全运 行风险监测的通知》 2023 年 11 月，国家能源局印发《关于加强发电侧电网侧电化学 储能电站安全运行风险监测的通知》（国能综通安全〔2023〕131 号， 以下简称《通知》）。《通知》进一步加强电力行业电化学储能电站安 全管理，强化发电侧、电网侧电化学储能电站安全运行风险监测及预 警，保障电

英飞凌将其领先的低压硅基 MOSFET 技术（例如，OptiMOS™ 7 系列）与芯片嵌入封装技术及专利 3D 集成工艺相结 合，在垂直供电方案中实现了前所未有的功率密度和能效表现。 7 图 3：采用集中发电和配电并在服务器主板进行本地功率转换的高压直流架构示例 预测二：服务器主板将采用高压直流供电架构 随着现代 GPU 功耗的持续攀升，以及每个机架中 GPU 集群规模的不断扩大，单机架的功率需求将很快突破 千瓦时出现。以 48 V 总线架构为例，此时母排需承载 4100 A 至 5200 A 的电流。 展望未来十年后期，数据中心将逐步过渡到集中式发电与配电架构，通过减少转换级数，实现可扩展的新一代高 压直流供电架构。 图 3 展示了基于 800 V DC 的集中发电和高压直流配电的示例。其中，图右为服务器主板。 电子保险丝 / 热插拔功能 未来的服务器主板将直接运行于 800 V 或 ±400 V 的三相交流电网。当每个电源架配 3 至 4 个 PSU 时，可提供超过 100 千瓦的功率输出，当每个侧柜安装最多 10 个电源架时，IT 机架的供电能力即可达到 1 兆瓦。这一架构将成为 迈向集中式发电与配电（详见下一章“预测六”）的重要过渡阶段。图 13 显示了对应的架构，其中三相 PSU 和电 池备用单元（BBU）共同向高压直流总线（例，如 800V DC）供电。 图 13：分离式 IT 机架结构示意，其通过侧柜中的三相