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人工智能+引爆能源范式革命——300 个典型场景的底层破局与系统创新（电力篇）

作译者：梁建勇

出版时间：2026-03 千字数：753 版次：01-01 页数：448

开本：16开装帧： I S B N ：9787121523847

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纸质书定价：￥198.0

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第一部分
第一章 人工智能的定义、发展历程与核心价值................................................................002
一、人工智能的核心定义与学科本质..............................................................................................002
二、人工智能的技术底座：三大核心原理.....................................................................................002
三、人工智能的发展脉络：理论迭代逻辑.....................................................................................003
四、人工智能的核心价值：多领域理论贡献.................................................................................004
五、人工智能的风险应对与未来理论发展方向.............................................................................005
六、总结................................................................................................................................................005
第二章 人工智能在能源行业的重要作用...........................................................................006
一、能源勘探环节：人工智能的“资源表征与概率预测”原理................................................006
二、能源生产环节：人工智能的“动态优化与状态感知”原理................................................007
三、能源调度环节：人工智能的“供需协同与不确定性调控”原理........................................008
四、能源消费环节：人工智能的“行为分析与需求响应”原理................................................008
五、总结................................................................................................................................................009
第三章 本书的目的、价值和意义 .....................................................................................010
一、贯彻落实党中央、国务院对人工智能发展的战略部署........................................................010
人工智能+引爆能源范式革命——300 个典型场景的底层破局与系统创新（电力篇）
二、政策落地的“转化器”与“工具书”..................................................................................... 011
三、技术与场景的“连接器”与“展示窗”................................................................................. 011
四、行业转型的“导航仪”与“催化剂”..................................................................................... 011
五、全球能源转型的“中国方案”载体......................................................................................... 011
六、总结 ............................................................................................................................................... 012
第二部分
第四章 人工智能+电网......................................................................................................014
一、电网规划类................................................................................................................................... 014
二、调度运行类................................................................................................................................... 021
三、输电运维类................................................................................................................................... 031
四、变电运维类................................................................................................................................... 043
五、配电服务类................................................................................................................................... 054
六、客户服务类................................................................................................................................... 065
七、安全管控类................................................................................................................................... 073
八、能源协同类................................................................................................................................... 080
第五章 人工智能+能源新业态...........................................................................................085
一、虚拟电厂运营类........................................................................................................................... 085
二、综合能源服务类........................................................................................................................... 095
三、储能新业态类................................................................................................................................111
四、氢能与人工智能融合类.............................................................................................................. 122
五、分布式能源智能管理类.............................................................................................................. 129
六、能源交易智能优化类.................................................................................................................. 142
七、绿电溯源与碳管理类.................................................................................................................. 149
八、微电网智能运行类 ...................................................................................................................... 154
九、能源互联网平台类 ...................................................................................................................... 158
十、新型负荷互动类........................................................................................................................... 160
|XVI
目 录
第六章 人工智能+新能源..................................................................................................166
一、新能源规划设计类.......................................................................................................................166
二、新能源功率预测类.......................................................................................................................173
三、新能源运维管理类.......................................................................................................................184
四、新能源并网消纳类.......................................................................................................................202
五、新能源智能控制类.......................................................................................................................207
六、新能源安全管控类.......................................................................................................................217
七、新能源综合协同类.......................................................................................................................226
第七章 人工智能+水电......................................................................................................234
一、水电规划设计类...........................................................................................................................234
二、流域调度智能优化类...................................................................................................................242
三、大坝安全监测类...........................................................................................................................252
四、水电设备运维类...........................................................................................................................262
五、发电运行优化类...........................................................................................................................272
六、防汛应急智能优化类...................................................................................................................281
七、水电生态环境保护类...................................................................................................................288
八、综合协同智能优化类...................................................................................................................294
第八章 人工智能+火电......................................................................................................301
一、火电燃料智能管理类...................................................................................................................301
二、锅炉燃烧智能优化类...................................................................................................................307
三、火电设备智能运维类...................................................................................................................317
四、火电环保智能治理类...................................................................................................................329
五、火电智能控制与调度类..............................................................................................................336
六、火电节能降耗智能优化类..........................................................................................................345
七、火电碳管理智能优化类..............................................................................................................352
八、火电综合协同智能优化类..........................................................................................................357
人工智能+引爆能源范式革命——300 个典型场景的底层破局与系统创新（电力篇）
第九章 人工智能+核电......................................................................................................364
一、核电规划设计类........................................................................................................................... 364
二、核电设备智能运维类.................................................................................................................. 370
三、核安全智能监测类 ...................................................................................................................... 383
四、核电运行智能优化类.................................................................................................................. 394
五、辐射防护智能优化类.................................................................................................................. 403
六、核电数字化与数字孪生类.......................................................................................................... 411
七、核应急智能优化类 ...................................................................................................................... 417
八、核设施退役与废物管理类.......................................................................................................... 423

前 言
能源电力是国民经济的基础产业，是关系国家安全和经济命脉的战略性、支柱性产业，
是实现中国式现代化的重要支撑。作为实现“双碳”目标的主战场，能源电力系统转型是推动
发展方式绿色变革的主力军。“人工智能+能源电力”对构建清洁低碳、安全高效的现代能源
体系具有决定性作用。
2024 年，我国一次能源消费总量达 58 亿吨标准煤，其中化石能源占比 79.6%，可再生
能源发电量达 3.8 万亿千瓦时，占总发电量的 31.2%，装机容量突破 18.89 亿千瓦，占总装
机容量的 56%，低碳转型不断提速。
在能源变革转型期，多重矛盾凸显：化石能源碳排放高、煤炭回收率仅 60%；风电夜间
出力骤降 70%、光伏在多云天气下功率波动超过 30%，年弃电量超过 200 亿千瓦时；全产业
链存在油气储层钻遇率不足 80%、输电损耗约 6%、运维依赖人工等。这些困境亟须人工智能
技术破局。
人工智能技术正深度赋能能源电力行业。2025 年国家发展和改革委员会、国家能源局发
布的《关于推进 “人工智能+”能源高质量发展的实施意见》明确提出，到 2027 年实现“五
十百”工程目标，即推动五个以上专业大模型在能源行业深度应用、挖掘十个以上重点示范
项目、探索百个典型应用场景赋能路径、制定完善百项技术标准。在实践中，国家电网“光明
电力大模型”覆盖电网全业务领域，供电方案编制效率提升 7 倍以上；南方电网“大瓦特”
模型实现智能巡检人工替代率超过 80%；中石油“昆仑大模型”使油气勘探效率提升 10 倍；
国家能源集团“擎源”模型覆盖电力全链条。这些都充分体现了人工智能对能源电力行业的
重塑与赋能作用。
本书以“底层破局+系统创新”为主线，通过介绍六大领域 300 个典型场景，拆解人工智
能赋能路径。内容遵循“理论与原理—典型案例—可复制方案”框架，构建“人工智能+电网、
能源新业态、新能源、水电、火电、核电”六大领域 300 个典型场景体系。
一、人工智能+电网。人工智能在电网领域的渗透率超过 40%，解决了调度效率低、缺陷
识别滞后等诸多问题。在理论层面，基于千亿级参数量的多模态大模型融合电网拓扑与运行
数据，通过计算机视觉与算法实现精准识别和调度优化。在典型案例中，国家电网“光明电力
大模型”输电缺陷识别准确率达 88%，设备状态评估时间缩短至分钟级；南方电网“大瓦特”
模型使深圳变电站巡检时间从 800 小时缩短至 2 小时。在复制应用中，可在省级部署大模型
人工智能+引爆能源范式革命——300 个典型场景的底层破局与系统创新（电力篇）
中枢，在地市级采用“云边协同”架构，在县级接入央企 API 接口，这样部署周期可缩短至
1 个月。
二、人工智能+能源新业态。聚焦虚拟电厂、储能优化等场景，推动“智能增效”转型。
在理论层面，通过时序预测与强化学习双驱架构，实现市场价格预测和资源聚合调度。在典
型案例中，坤电科技人工智能交易系统对现货价格预测准确率达 90%，广东用户单月套利
收益提升 20%；南网总调新能源功率预测模型实现 3 千米×3 千米×15 分钟的高精度预测。
在复制应用中，虚拟电厂可采购算法模块，工业企业可采用轻量化控制器，储能运营商可接
入市场预测服务，接入成本仅占项目投资的 5%。
三、人工智能+新能源。人工智能在新能源场站的覆盖率超过 60%，解决了功率波动大、
运维低效等痛点。在理论层面，时空序列模型融合气象与发电数据实现功率预测，深度学习
模型用于设备异常检测。在典型案例中，华为与华电合作方案使 15 分钟功率预测准确率提升
至 97.24%，风电场考核费用降低 27%；龙源电力“擎源”模型覆盖 2 万台风机，每年减少停
机损失超过 8000 万元。在复制应用中，可在大型基地定制专用系统，在中小型场站接入 SaaS
服务，单场站年投入可控制在 10 万元以内。
四、人工智能+水电。聚焦流域调度与大坝监测，实现多目标协同优化。在理论层面，通
过水文气象耦合模型捕捉流域时空关联，凭借知识图谱构建设备故障模型。在典型案例中，
雅砻江水电站群人工智能调度系统使响应速度提升 3 倍，单站年增发电量超过 1 亿千瓦时；
长江电力“智慧大坝”渗漏预警准确率超过 95%。在复制应用中，可在大型流域建设联合调
度平台，在单一水电站优先部署安全监测模块，在小型水电站采用轻量化水文预测工具。
五、人工智能+火电。助力火电清洁高效转型，解决煤耗高、碳排放高等痛点。在理论层
面，融合机理建模与强化学习优化燃烧参数，结合频谱分析与人工智能实现故障预警。在典
型案例中，国家能源集团相关系统使煤耗降低 3%~5%，单台 60 万千瓦机组年节省成本千万
元；京东系统使锅炉热效率提升 0.8%，年节煤 2400 吨。在复制应用中，大企业可改造现役机
组，中小企业可采用“人工智能改造+节能分成”模式，投资回收周期为 1~2 年。
六、人工智能+核电。构建“预测—诊断—维护”体系，保障核电安全运行。在理论层面，
融合核级设备失效机理与深度学习以评估设备健康状态，利用高灵敏度传感数据耦合人工智
能识别异常。在典型案例中，中核集团“核智”大模型设备评估准确率达 92%，检修周期缩
短 20%；中国广核辐射监测系统响应时间达毫秒级。在复制应用中，由具备核级资质的服务
商提供定制方案，先试点辅助设备，再扩展至关键系统，大型基地可共建共享运维中心。
六大领域数据表明，人工智能大模型已实现对能源行业全链条赋能，2025 年直接经济效
益超过 800 亿元。本书既有央企标杆案例，也有中小企业轻量化方案，兼顾深度与实用性，
为从业者、开发者及政策制定者提供参考，助力能源转型与“双碳”目标实现。
本书既是科普性著作，也是从业者的工具书。期待本书能够成为连接政策制定者、企业
实践者、科技公司及技术创新者的桥梁，成为决策者的重要参考，能源电力行业的科普书和
工具书，人工智能技术落地能源电力行业的入门指南，有志创业者的指导书，大学人工智能
和能源电力专业的教学参考书。期望以此促进人工智能技术在能源电力领域的落地应用，推
动现代能源体系和新型电力系统建设迈向新高度，为实现 “双碳” 目标与能源强国战略提
供坚实支撑。

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