智慧能源总体架构是以智能化为核心，基于智能云、物联网等基础设施平台以及AI中台、知识中台、业务中台、数据中台等，借助云计算、人工智能、大数据、区块链等技术，最终推动能源企业实现智能化转型。架构主体包括数字化基础设施层、平台层、应用层，可根据不同企业特性和要求，形成定制化解决方案。同时，为有序推进智慧能源建设，架构还包括能源生态体系、运营服务体系、网络安全保障体系和标准规范体系。
数字化基础设施层是能源企业的信息基础设施，包括机器人、无人机、智能传感器（如烟雾、油温等）、智能燃气表、服务器、存储、网络设备等，支撑企业信息沟通、服务传递和业务协同。
数字化平台层是实现新兴技术对能源企业赋能的核心，以智能云平台、IoT平台为基础，AI中台为核心，配合数据中台、知识中台与业务中台，打通企业的能源流、信息流、价值流，助力企业智能化转型全过程。AI中台是企业AI能力的生产和集中管理平台，包括AI能力引擎、AI开发平台两部分核心能力以及管理平台。能力引擎包括如人脸识别、语音识别（ASR）、自然语言处理（NLP）等通用服务以及领域专用AI服务。基于AI中台，企业将拥有建设AI开发和应用的自主能力，集约化管理企业AI能力和资源，统筹规划企业智能化升级版图。知识中台是基于知识图谱、自然语言、搜索与推荐等核心技术，依托高效生产、灵活组织、便捷获取的智能应用知识的全链条能力，理清业务逻辑，用机器可以理解的方式将知识组织起来，从而建立符合企业需求的智能化应用，推动企业向智能化发展，重塑企业发展格局。
数字化应用层是将人工智能、云计算、大数据、区块链等技术与能源勘探、开采、生产、储运、消费场景深度融合，广泛应用于能源企业各个场景。以智能化手段可以解决能源企业发展中的突出问题，支撑能源企业智能生产、精益管理、业务创新，提升企业生产服务能力，帮助企业提质增效，最终实现企业智能化转型。按照能源业务价值链划分，可以将能源智慧化应用分为三大应用领域，分别是智慧生产、智慧营销、智慧管理。
四体系是指智慧能源建设的四大保障体系，分别是能源生态体系、运营服务体系、网络安全保障体系、标准规范体系。能源生态体系指包括能源企业、高科技信息化技术企业、设备制造企业、咨询机构、工程建设企业、运输服务企业、能源交易中心等共建共享生态圈；运营服务体系包括运营模式、管理组织、创新交流等；网络安全保障体系包括信息安全监管、测评、应急处置等体系；标准规范体系包括总体标准、基础设施、支撑技术与平台、管理与服务等标准规范。
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