低能耗

本书围绕电力无线传感网技术创新应用，聚焦于低功耗无线传感网在发电、输电、变电、配电、用电等电力行业领域的应用，具体包括电力发电厂监测区域的事故预警、环境状态判断、劣化趋势分析，输电线路的电力巡检和运维管理，变电站内电力设备的运行状态、环境状态等在线监测，配电领域储能和配电自动化业务的监控和故障定位系统，用电采集和精准负荷控制业务的监测和分析管理等。介绍了无线传感网及其产业发展现状，概述了无线传感网主流技术，总结提炼了电力无线传感网在电力领域的应用情况，分析研究了电力无线传感网的应用价值和挑战，探讨提出了电力无线传感网技术应用发展趋势及建议。 无线传感网是大量的静止或移动的传感器节点以自组织和多跳的方式构成的无线网络，可以感知、采集和处理信息，并将获得的详尽信息发送给需要的用户。 “十四五”期间，国家电网有限公司服务新型电力系统构建需求，将“全力推进电力物联网高质量发展”作为重点工作任务之一，其中的各项工作部署均离不开无线传感网的支撑。无线传感器网中众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等。潜在的应用领域可以归纳为军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。新型电力系统的一些重要的、需要被监控的设备上可以安装传感器，实时监控设备的运行状况。采用无线传感网络技术，将监测到的重要参数上传到集中处理平台，智能电力系统可以根据参数的变化，及时发现设备故障等，主动预防可能发生的各种事故。 与传统有线网络相比，无线传感网络具有很明显的优势，主要有：低能耗、低成本、通用性、网络拓扑、安全、实时性、以数据为中心等。无线传感网给电力行业带来应用价值的同时，也面临着极大的挑战。通用无线传感网技术无法满足某些特定的业务需求，变电站、输电线路等某些复杂的电力现场环境对于功耗控制、传输距离、组网灵活性等方面有特定需求，需要结合电力物联网的业务需求和应用场景来实现功耗和连接性能的协同优化；在终端接入和数据传输方面，设备和数据量均呈爆发式增长，海量数据给电力物联网带来了资源和数据传输带宽的压力；传感节点大多布置在户外环境中，恶劣环境和网络攻击均影响传感节点的运行和信息传递，因此，提升终端接入安全和抗干扰能力是保证电力物联网健康发展的重要基础；传感器小型化、无源化技术有待突破，利用电网沿线的磁场、电场、振动及温差等外部条件，实现微源取能是关键难点。为此，电力企业需要弥补现有的不足和短板，结合电力行业发展战略，研究低功耗无线传感网的网络与安全连接技术，全方位地提高感知数据的颗粒度、广度和维度，并持续积极探索基于人工智能的知识赋能、５G通信技术、基于边缘计算的技术、数据开发服务技术等方面融合发展。 联系人：陈姗姗 手 机：13261508443 邮 箱：chenshanshan@eptc.org.cn

数字技术正深刻改变着企业生产方式和组织模式，赋能产业转型升级。数字技术的引入，将给电力行业带来深远变革。针对电力行业数字化智能化转型发展需求，通过数字化智能化技术融合应用，为电力高质量发展提供有效支撑。F5G已演进到F5G Advanced，延伸到绿色敏捷全光网、实时韧性联接、光感知与可视化。拥抱产业发展趋势，光进铜退、光进电退、光进人退，为电力提供最佳解决方案，提升作业效率，降低能耗，达成双碳目标，助力新型电力系统建设。

针对我国长续航、重载氢能交通应用场景，基于国资委和能源局关键装备攻坚项目，形成70Mpa加氢站大容量、低能耗自有化关键技术装备。攻克压缩机气液固耦合精确设计技术、高温高压临氢关键零部件技术和实景工况测试技术，开发首台套自有化90MPa氢气隔膜压缩机，进气压力12.5MPa、排气压力90MPa时，排量大于350Nm³/h，能耗小于2kWh/kg；通过变流量加注和多级压缩工艺创新，开发首台套70MPa快速加氢机和70MPa加氢站动态工艺控制系统，最大加氢流量7.2kg/min，乘用车最快3min、大巴车最快5min、重卡最快10min加满，加注率95 - 100%，大巴车、重卡加注预冷节能30%以上，加氢站能耗低于3.5kWh/kg。已完成第三方认证评审及国资委考核，在2座加氢站示范应用，牵头制订国家标准3项、团体标准2项。

本报告将研究视角聚焦“产业链供应链”，以钢铁、新能源汽车行业为例，在对龙头企业典型案例进行态势跟踪和深度分析的基础上，围绕供给绿色化、需求绿色化、全链绿色化三大重点方向，提炼出12个主要实施路径，并通过对比石化、有色等行业特征，提出典型路径向其他行业扩散的可行性。本报告围绕典型路径，从企业、行业、政府的角度，结合我国国情科学设计推进思路和方案，从源头节能减碳、增强创新动力、扩大绿色需求、促进资源利用等方面，提出各类主体主要着力点，协同提高产业链运行效率，降低能耗物耗和碳排放，希望能为政府和业界推动全链条协同联动、节能提效提供参考。

采用新型换热系统、多泵并联高效运行、表冷盘管变频泵调控等技术，使制冷机组性能检测过程中冷凝器侧产生的热量和蒸发器侧产生的冷量彼此平衡，减少对外部能源的消耗，减少额外的冷热负荷，保障水泵的宽域高效运行，提升系统节能性和稳定性；通过大型试验中心冷源集群调控及变容量压缩冷凝系统自适应控制等技术，优化供水泵组、冷却塔组及冷水机组集群与末端负荷的匹配，保障冷源系统精准控制与低能耗运行，实现大型制冷机组的高效检测。

目前，随着国民经济的高速发展，加速丁电网建设。然而，电能的损耗也随之增加，据电力部门调查，国家电网损耗是电网传输电量的89%以上，巨大的电能损耗早已使我国电力工作者认识到提高铝的导电性，改善电网的输送效率的重要性和紧迫性。目前，大批量应用的电工铝导体（包括稀土优化处理的电工铝导体）导电率为61%IACS。随着科学技术的进步，进一步提高电工硬铝导电率就成为行业中的一个新课题。将电工铝导体导电率由61%IACS提高到63%IACS，也就成为新时期铝导体研究发展的方向。如果能完成63%IACS铝导体的研究并实现工业化生产，无疑对行业相关技术与产品的开发和电力行业的节能具有重要意义。 为此，为了降低能耗，最大限度的节约资源，我们率先将硬铝的导电率提高63%LACS，这样相应的可以减少能耗3%以上，每年有400亿度电的节约。本项目63%IACS高导电率铝导体的研发取得成功，其产品性能完全超过到国际、国家标准，在世界范围内居领先水平，63%1ACS高导电率硬铝绞线是目前国内用于主干输电线路导电性能最好的新技术产品，该技术由国家电网公司设计，导线由我公司负责研制，该导+线的研制，代表着我国导线制造业的最高水平。

从空气中直接捕集二氧化碳(Direct Air Capture，简称 DAC 技术)是一项新兴的负碳化技术，已有多个 DAC 技术项目在美国、加拿大、冰岛等国家实现规模化生产与运营。DAC 技术是遏制全球变暖趋势的一大利器，且能够最小化全生命周期减少碳足迹。但受制于目前捕集成本高(220 美金/吨~460 美金/吨)，规模化捕集受到影响。公司灵感源于世界首台直接碳捕集设备 Orca (Climeworks 公司研发，比尔盖茨投资，市值高达 70 亿美金)。黑鲸能源依托上海交大ITEWA 交叉学科团队的先进材料技术，采用聚胺浸渍高性能介孔吸附剂，研发了“基于蒸汽辅助变温变压吸附技术”的设备，可实现低能耗的空气中的二氧化碳捕集。黑鲸能源基于新吸附剂材料的突破和新工艺的研发，将成功突破捕集成本瓶颈，捕集成本能做到 120 美金吨~150 美金/吨。未来可通过扩大规模，例如采用余热回收再利用等工艺，来进一步降低能耗，从而降低 DAC 技术的捕集成本，力争实现每吨二氧化碳捕集成本 100 美金以内。

采用柔性制动技术，通过综合识别制动转矩、 电机绕组 电流、开关角度等， 自动调节制动功率，实现快速制动及正 反转运行；采用开通角、关断角的自动调节技术，提高单位 电流输出转矩能力、提高电机效率；研发了专用无位置传感 器技术和控制策略，部分场合可省去传感器，提高了电机在 油污、粉尘等恶劣环境下的适应能力，提高可靠性，降低成 本；针对不同行业研发了能充分发挥电机优势的现场匹配技 术，使电机性能指标更匹配现场需求， 以降低能耗。

当前，全球正面临以变暖为主要特征的气候变化，这已是世界各国共同面临的危机和挑战。在全球气候变化的背景下，低污染、低能耗的低碳经济转型已经成为世界经济发展的趋势。2020年9月，第75届联合国大会的召开，各国领导人在共同应对全球气候变化愈发严峻的情况下形成了统一战线。国家主席习近平在大会上也做出明确的阐述，中国作为最大的发展中国家，将会极力推动绿色低碳产业的大力发展，以提高国家的自主贡献率，争取2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的长远战略发展目标。目前各国将低碳行动集中在城市，忽视了乡村的减排。相比于城市，乡村拥有更为广阔的增加碳汇、减少碳排放的空间。因此，从乡村入手，使其走上低碳发展之路，不仅是应对气候变化的一种行之有效的方案，更是构建低碳社会的战略举措。考虑到不同地区的资源禀赋、农村用能方式、经济发展水平、可再生能源推广基础等影响因素，本项目围绕农村能源消费，根据我国气候地理条件，从全国不同地区选取具有代表性的十个村庄进行调查研究，研究提出低碳村庄指标体系，并利用该体系对村庄试点建设效果展开评价并进行分析总结。关注新型能源的引入给村庄带来的变化，结合当下社会各界对低碳生活方式的呼吁，对乡村适宜的低碳化路径进行思考和总结，提出经验模式，这将对推进我国低碳村庄的发展具有极大的现实意义。

企业数字化转型，早已不是“要不要做”的问题，而是“怎么做”的问题。在政策扶持下生长起来的新能源行业，如今已逐步进入商业化阶段。相比传统制造行业，新能源行业离散度高、自动化程度高。但该行业本质依旧是制造业，其数字化转型，除了使用技术手段缩短研发周期、提高生产效率与产品质量、降低能耗、及时响应客户需求等方面，还需要实现公司文化、组织架构和合作伙伴等方面的变革。面对迅疾的市场变化，在大环境中一支独秀的新能源行业，亟需突破传统IT架构的限制，满足个性化的商业系统定制需求、提高产品智能化、应对产业链复杂性，将数字技术融入企业基因。