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“能源大脑”如何赋能新型电力系统

2021-11-08 03:47:26 中国能源报 

近两小时采访,因来电中断数次。坐在记者对面的王海,最后将手机扣在桌上,快速切回主题并再次解释:“短短三年,一件事从无做到有,确实不易。也正因为难度大,我们紧盯着每个环节,紧盯着自己手里的电话,不放过任何一次协调和落地实施的机会。”停顿片刻,他紧握双手说道:“这件事所发挥的作用和将要产生的价值,对当下和未来中国的能源安全和能源转型意义重大,必须全力以赴。”

王海话语所指,正是被喻为“能源大脑”的国家级能源工业互联网平台(以下简称“平台”)。

三年前,在国企改革和数字化浪潮推动下,国务院国资委会同多部委共同打造能源类国有企业“共商、共建、共享”的国家级能源工业互联网平台,旨在以智能化、信息化推动能源行业加快转型,保障国家能源安全。在此背景下,15家能源央企和1家民企出资组建国有资本控股、民企参股、市场机制运作的混合所有制企业——中能融合智慧科技有限公司(以下简称“中能融合”),作为建设运营平台的主体。电力工程行业出身的王海随即受命,由山东赶赴北京,就任这家新公司的董事长,掌舵能源行业一次“跨界”式创业。

在我国加快构建清洁低碳安全高效的能源体系、建设新型电力系统的背景下,平台建设运营三年取得了哪些成果?目前还面临哪些障碍?平台如何应对能源电力行业的新挑战,并赋能新型电力系统?面对记者提问,王海逐一解答。

汇集数据,率先“透视”电力系统

王海办公室的墙上,挂着一张特殊的地图,我国能源资源分布情况、能源生产和消费结构、增长趋势等信息一目了然。创业三年,这些数据他早已熟谙于心。

“作为国家级能源工业互联网平台的建设运营主体,中能融合的主要任务是在安全可靠前提下,推动能源行业关键设备上‘云’,最终实现‘电煤油气’等领域安全、生产、经济和消费数据的汇集和开发利用,为国家能源行业管理决策提供支持,为行业提质增效和节能减排提供服务。”王海说。

据记者了解,基于初始参股企业以电企为主,中能融合率先在电力行业实现了安全类、经济类、消费类及生产类数据的汇集和分析工作,累计接入3600多个场站的安全数据,实现国有发电企业规模以上场站、“风光水火核”五大发电品种、31个省级行政区域全覆盖,占全国装机容量的74%以上。同时,安全类数据采集目前正在向煤炭、石油、天然气领域和水务领域延伸,已开展10个煤矿、4个炼厂(油田)和4个水处理厂试点工作。

“另外,我们已与11家能源央企开展了电力经济类数据试传输,覆盖场站约2500个,目前平台已汇集4家电力企业的部分历史数据。”王海透露,消费类数据方面,目前正与有关企业进行对接,同时也在推动生产数据采集试点,已接入生产控制系统和监控信息系统实时采集的部分指标数据。

“目前收集经济类、消费类数据仍有很大困难,很多企业认为这些数据是商业机密,不愿分享。但实际上,这些数据是通过专线从央企数据中心送到相关部委监管平台,经过数据清洗、模型搭建、隐私计算脱敏后,再将结果送至中能融合。”王海坦言,平台本身不归集企业自身的原始数据,归集的都是经过脱敏的“大颗粒”数据。

感知短板,确保电力系统安全

随着以新能源为主体的新型电力系统加快构建,新能源大规模开发和高比例并网,以及新能源发电设备的低抗扰性和弱支撑性短板,将对电力系统的功率平衡、抗冲击能力以及电网安全和运行控制带来严峻挑战。而从能源工业互联网角度审视,新型电力系统的工控安全也正面临风险。

“通过已有数据分析发现,几乎所有发电场站存在不同程度的网络安全问题,尤其是新能源发电企业的工控网络安全形势异常严峻。”王海表示,风电和光伏场站的各类数据很多都是都通过公网传输,相当于“裸奔”状态,一旦集中式场站出现较大的网络安全风险,将对整个电力系统的安全造成严重影响。

王海表示,能源工业互联网是能源行业内网,目的是打通能源场站、能源企业集团、数据平台公司、国家相关单位,建立能源行业专属网络连接,以安全可靠、经济高效的方式为平台连接主体提供安全接入服务。

“内网纵向覆盖至各能源场站,实现场站边缘节点数据上传、应用下发和远程管理等功能,横向实现主体间互联互通。借助全天候全方位工控网络安全态势感知服务,确保场站安全运行,而且在满足电力工控系统网络安全监管要求的同时,提高机组可利用率,提升新能源消纳水平,增加场站的经济效益。” 王海告诉记者。

此外,新型电力系统中,煤电将更多扮演调节性电源角色,机组深度调峰频度增加、技改投资减少、人员流失等问题将逐渐凸显,给机组安全运行、设备可靠性埋下隐患。

“这些问题两三年内就会凸显,并给电力系统造成影响。”王海说,“我们可以搭建专属互联网,把主要设备制造企业全部拉进来,通过他们已有和我们新建的预防性维护及远程诊断预警模型,帮助电厂实施设备远程维修维护,确保机组安全运行。”

预测预警,护航电力供需平衡

今年以来,叠加气候变化、能源资源价格高企,国内煤炭和电力供应紧张,多地实施限电和有序用电政策。中电联近日发布报告预测,今年迎峰度冬期间全国电力供需总体偏紧,部分地区电力供需形势紧张。其中,燃料供应保障和冬季气候情况是影响电力供需形势的主要不确定因素。

“在多种因素综合影响下,今年能源行业保供压力较大,远远超出政府和行业预期。”有业内分析人士表示,燃料、气候变化等不确定因素影响依然存在,需要积极应对。“凡事预则立,能源供需两侧的预测预警诉求已经变得十分急迫。”

对此,王海表示,经济运行数据、消费数据和工控安全数据,都是为国家能源行业管理提供决策,对国家能源安全做预警预测预报。“目前,电力侧能源工业互联网平台已初步建成,平台覆盖发电厂站占全国规模以上厂(场)站装机容量74%,具备向其他能源领域复制推广的条件。我们计划今年年内实现能源工业互联网平台在石油、天然气、煤炭等领域全覆盖,全面实施平台安全管理体系,同时建立、发布大数据分级分类管理标准。”

“以新能源为主体的新型电力系统,应急是很大的课题。”王海直言,中能融合能做的,就是利用数据为城市、区域和某种能源的发展趋势做“画像”,提前分析,发现漏洞,做出预测,为应急提供可行方案,确保供需平衡。“比如某个城市的能源消费趋势,中、东、西部产业转型用能情况,局部地区局部时段的用能诉求等,以及不同气象条件下新能源的发电功率预测,都可以做后台分析。”

王海解释,新型电力系统意味着新能源发电量占比将达到50%以上,但受制于“风光”间歇性、波动性特点,一旦负荷达不到,整个系统如何应急兜底,都需要配套数据支持。“能源工业互联网平台的潜力正在逐步释放,未来不管是电力生产、消费,还是电力交易,都可以借力‘能源大脑’实现高效运转,继而为企业和社会降本增效、节能降碳发挥支撑作用。”

(责任编辑:张泓杨 )
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