赋能未来：数字孪生驱动能源系统智能化升级

引言

能源是人类文明进步的重要物质基础和动力，攸关国计民生和国家安全。经过多年发展，能源产业智能化升级的进程不断加快，全球能源结构正加速向绿色低碳转型。我国步入构建现代能源体系的新阶段，“双碳”目标的深入推进正驱动能源行业全面拥抱数字化、智能化升级。
国家层面已将智慧能源建设纳入“十四五”规划和“新基建”重点方向。《“电力安全生产“十四五”行动计划》提出，要基于三维数字信息模型技术进行安全预警，依托互联网推动数字孪生、边缘计算等技术应用，大力推进新能源智慧电站建设。运用基于三维数字信息模型技术，实现机组设备在线故障诊断和异常情况即时预警功能，提高新能源发电安全管理成效。《"十四五"工业绿色发展规划》提出，要不断深化数字孪生、区块链等技术在绿色制造领域的应用，提高能源行业转型效率。
2024年《关于推进“上云用数赋智”行动》中明确支持数字孪生技术研发，鼓励能源企业构建全产业链数字镜像，实现设备状态实时监测与碳排放优化。与此同时，5G、AI、物联网等技术的成熟为数字孪生提供了实时数据采集、高精度建模和智能分析能力。2025年2月，国家发改委、国家能源局联合发布《推动新能源全面参与电力市场》政策，进一步明确数字孪生技术在能源领域的战略地位。
随着国家不断推出智慧能源相关的一系列政策，各省市也积极响应国家号召，雄安新区、上海临港、深圳前海等80%的省级行政区将智慧能源建设纳入城市发展规划，启动了多项地方性的智慧能源建设项目。例如：内蒙古启动年产150万吨的绿氢项目，探索"绿能+数字孪生"的发展模式；甘肃依托资源禀赋，打造全国重要的新能源及新能源装备制造基地。
易知微近日发布的《2025数字孪生与智能算法白皮书》从技术需求出发，以某大型能源集团数字孪生智慧燃气管控一体化平台建设为例，探讨如何利用数字孪生技术实现能源治理智能化，为未来智慧能源的数字孪生建设与智能决策提供坚实的技术支撑。
2025数字孪生与智能算法白皮书

一、建设背景

随着国家“十四五”规划强调以数字化推动产业升级，燃气行业需融入工业互联网与智慧城市体系，其数字化转型是在国家多重战略叠加驱动下的必然选择，既是落实“双碳”目标、构建新型能源体系的关键路径，也是韧性城市建设中保障城市生命线安全的核心举措。同时，燃气作为城市生命线的重要组成部分，国家层面已通过制定多项智慧燃气标准推动燃气行业向“主动防御”和“智慧管理”转型。
因此，通过采用数智化技术和管理手段来，为燃气企业构建高效、合理、实用的燃气管网信息系统，使其原有粗放式管理向由数据驱动的精细化管理转型，已成为燃气企业当前的首要任务，亦是“数字城市”、“智慧城市”以及“韧性城市”建设的重要组成部分，也是城市可持续发展的迫切要求。

二、解决方案

数字孪生智慧燃气管控一体化平台致力于提供城市燃气运行运营数字化的全面解决方案，引入包括AI、数字孪生、云计算，大数据等技术，构建覆盖全业务链的“数据中枢+决策大脑”，搭建企业级数据驾驶舱，通过支持多维度数据融合与智能分析，实现了从全局态势感知精准业务管控的闭环管理。助力管理层及相关业务部门快速洞察业务态势，提升决策效率与管理水平，推动燃气企业向数智化转型。

1、该数字孪生智慧燃气管控一体化平台建设存在如下难点：

一是数据孤岛现象严重。该大型能源集团内部存在安全监察、天然气、LPG等多个主营业务，其不同业务的不同模块数据又分别在SCADA、ERP、CRM、LOT设备等多个不同的系统中，需要跨系统整合多业务的数据进行联动分析，实现难度很高。
二是问题追踪定位困难。本次项目的核心建设目标之一是对供气系统进行全天候的动态监控，能够实现快速定位故障隐患并优化应急响应机制。其中涉及到采购、储运、配送等多重供应链环节的复杂数据，需要针对全流程作业的相关实时数据进行优化升级。
三是受众群体广泛。本次项目建设面向公众、政府、运营人员和管理层等多重角色，要求该数字孪生智慧燃气管控一体化平台，可以实现面向不同的适用人群展现不同的使用视角。
2、该项目主要围绕以下建设思路进行：
安全管理升级。通过整合燃气管网压力、流量、泄漏检测等实时数据，实现对供气系统的全天候动态监控，辅助企业精准调配资源，降低运营成本。同时，还可以通过动态分析用户用气量来平衡供需调度，避免区域性的用气紧张或铺张浪费。
运营效率优化。将客户分布、设备状态、市场拓展等分散的业务数据，转化为图表、热力图等可视化的表现形式，为管理层提供宏观的全局视角。有助于分析用户消费行为、挖掘市场趋势，从而制定更精准的营销策略，进一步提升运营效率。
客户体验提升。通过实时展示用户投诉处理进度、工单完成率等数据，构建以用户为中心的智慧服务体系，推动服务流程透明化与高效化，从而进一步提升客户的粘性与满意度。
数智化转型。以“数据驱动、智能协同、生态赋能”为核心，通过数字化技术与智能化应用深度融合，重构燃气行业从“安全防控”到“客户服务”的全链条管理模式，推动企业从传统燃气供应商向“智慧能源综合服务商”的战略升级。

3、该项目主要针对以下场景进行应用建设：

安全监察模块
该模块由风险等级比例、安全监察机构数据分析、安全动态信息、安全履职数据、履职管理数据图、安全教育数据分析、管道检测数据多个视图构成。集中展示了该企业安全监察领域的关键数据，并支持详细查看各地区安全监察中心的具体信息，消除管理盲区，提升企业隐患整改监管率。
该模块通过实时追踪监察任务的分配情况，保障安全监察覆盖的全面性，并通过监控安全履职行为，推动安全责任有效落地，从而实现安全任务的闭环管理。一是通过记录学习进度与考核结果，针对性加强安全培训效果；二是通过实时告警机制，提前识别风险，缩短应急响应时间，达到真正的风险防控。三是通过数字化手段，提升企业安全监察相关动态的透明度，以“人防+技防”的手段落实燃气本质安全管理。

天然气模块
运营板块通过整合安全组织、工程概况、运营分析、客户服务等核心数据，宏观监测天然气施工建设概况，构建全链路数字化运营管理体系。辅助管理层动态调整资源投入，优化资源配置与运营效率，避免工期延误或资源浪费，强化运营管理能力。

全景板块采用WebGL与游戏引擎搭建3D孪生场景，模拟园区漫游效果与各建筑细节展示，同时支持通过业务场景交互动态展示多屏联通效果。

LPG模块
贸易板块整合了历年贸易采购数据、历年贸易销售数据、购销网络信息、运输能力分析、库区管理信息、车辆管理信息等LPG贸易的全流程相关视图，以可视化的形式直观展示全球&全国的购销渠道网络，有利于针对性的布局资源，从而实现贸易决策优化。同时可以通过整合物流相关数据，以及实时监控国内外LPG市场价格波动、供应商动态、库存成本，动态调度相对应的资源以应对突发情况，降低企业运营风险。

终端板块通过整合销售管理数据分析、门店管理数据、客户服务信息、客户管理数据、安检管理数据分析、运营管理数据等LPG终端相关视图，统一展示门店分布、服务能力、业绩排名等数据。可以实现对各区域销售数据的实时监控，有利于结合数据波动，动态调整促销策略。还可以针对运营信息分析车辆利用率、人力成本等，智能优化配送方案，实现资源的动态调度，有效降低物流成本。同时，支持动态统计安检数据，智能生成安检计划，从而降低安全事故风险发生概率。

三、建设成果

系统借助轻量化3D引擎与数字孪生场景，成功实现安全监察、天然气、LPG三部分业务的数智化重构，成功为该大型能源搭建起集团级智慧驾驶舱，实现多业态的业务信息整合。同时，通过聚焦于具体的业务使用场景并关联业务数据，支撑资源调配与策略调整，提升跨部门协同决策效率，实现企业运营成本降低并显著提升管理决策效率，全面推动传统燃气业务向数智化转型。
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易知微基于多年在数字孪生及数据可视化领域丰富实践，沉淀了诸多经验成果，欢迎大家互相交流学习：
《数字孪生世界白皮书》下载地址：https://easyv.cloud/references/detail/51.html/?t=yzwsm
《数字孪生行业方案白皮书》下载地址：https://easyv.cloud/references/detail/120.html/?t=yzwsm
《港口数智化解决方案》下载地址：https://easyv.cloud/references/detail/121.html/?t=yzwsm
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