風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展及趨勢初探

張 杰

(晉能控股電力集團(tuán)熱電三期項(xiàng)目籌備處，大同 037000)

0 引 言

傳統(tǒng)能源企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營的過程中，各個(gè)企業(yè)模塊呈獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)，而且功能比較單一化，業(yè)務(wù)之間存在矛盾、協(xié)同難度比較大；同時(shí)，隨著市場需求的不斷增大，各大業(yè)務(wù)模塊功能也需要不斷擴(kuò)張，那么所要面對的成本以及技術(shù)難度也會不斷攀升。在化石等傳統(tǒng)能源進(jìn)入低增長時(shí)代之后，能源轉(zhuǎn)型將成為發(fā)展趨勢，為此，我國推出了一系列促進(jìn)風(fēng)光水火儲智慧能源發(fā)展以及技術(shù)改革的指導(dǎo)意見以及相關(guān)政策，為風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。以信息技術(shù)為核心，對風(fēng)光水火儲智慧能源系統(tǒng)中流程復(fù)雜、高實(shí)時(shí)性、數(shù)據(jù)密集等問題進(jìn)行解決，將能夠推動風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展。

1 風(fēng)光水火儲智慧能源

從傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)來看，有關(guān)能源的所有活動環(huán)節(jié)，例如，開采、運(yùn)輸、生產(chǎn)、使用、儲存等，其之間的接口比較單一化，主要是借助交易合同來促成各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)開展。如今，傳統(tǒng)能源進(jìn)入到低增長時(shí)代，迫切需要推動能源轉(zhuǎn)型以及技術(shù)革命，而風(fēng)光水火儲智慧能源將成為未來能源領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢。所謂風(fēng)光水火儲智慧能源，簡單來講就是通過人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，將傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)的各個(gè)環(huán)節(jié)合理集成起來，并進(jìn)一步完善能源的開采、生產(chǎn)、運(yùn)輸、調(diào)配、儲存、銷售、調(diào)度等各個(gè)環(huán)節(jié)的性能數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)以及維護(hù)數(shù)據(jù)，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、分析以及計(jì)算，可為能源業(yè)務(wù)的進(jìn)一步開展進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源與信息深度融合的目標(biāo)[1]。“風(fēng)光水火儲一體化”側(cè)重于電源基地開發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源條件和能源特點(diǎn)，因地制宜采取風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭等多能源品種發(fā)電互相補(bǔ)充，并適度增加一定比例儲能，不僅能夠解決傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)中存在的信息孤島問題，從而讓能源管理者、能源需求側(cè)以及能源供給側(cè)廣泛參與進(jìn)來；統(tǒng)籌各類電源的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營，積極探索“風(fēng)光儲一體化”，因地制宜開展“風(fēng)光水儲一體化”，穩(wěn)妥推進(jìn)“風(fēng)光火儲一體化”，讓各個(gè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行朝著自動化、智能化方向發(fā)展，從而讓能源系統(tǒng)持續(xù)保持最佳狀態(tài)。

2 風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展

2.1 構(gòu)建風(fēng)光水火儲智慧能源系統(tǒng)框架

風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化發(fā)展是能源轉(zhuǎn)型以及技術(shù)革命的必然趨勢。從實(shí)際情況來看，構(gòu)建風(fēng)光水火儲智慧能源系統(tǒng)框架非常重要，其中需要加強(qiáng)關(guān)注以及研究的領(lǐng)域主要有：智慧化功能的實(shí)現(xiàn)以及應(yīng)用、對配置進(jìn)行優(yōu)化、加強(qiáng)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)之間實(shí)現(xiàn)深度融合等。對能源市場演變發(fā)展的需求進(jìn)行全面、深入的分析，進(jìn)而掌握現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，并在已有的能源工業(yè)、能源信息化產(chǎn)業(yè)、資源稟賦等基礎(chǔ)上，對能源協(xié)同監(jiān)管、能源自主安全等約束性進(jìn)行分析，可進(jìn)一步滿足不同領(lǐng)域的能源需求；同時(shí)堅(jiān)持綠色、安全、高效、靈活的發(fā)展理念，對風(fēng)光水火儲智慧能源系統(tǒng)進(jìn)行完善，注重風(fēng)光水火儲智慧能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系、風(fēng)光水火儲智慧能源體系市場化機(jī)制的構(gòu)建，從而為業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展與實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對于增量風(fēng)光水儲一體化，按照國家及地方相關(guān)環(huán)保政策、生態(tài)紅線、水資源利用政策要求，嚴(yán)控中小水電建設(shè)規(guī)模，例如，以西南水電基地為基礎(chǔ)，優(yōu)先匯集近區(qū)新能源電力，優(yōu)化配套儲能規(guī)模，因地制宜明確風(fēng)光水儲一體化實(shí)施方案。又例如，以大型煤炭(或煤電)基地為基礎(chǔ)，優(yōu)先匯集近區(qū)新能源電力，優(yōu)化配套儲能規(guī)模，科學(xué)論證并嚴(yán)格控制煤電規(guī)模，明確風(fēng)光火儲一體化實(shí)施方案；對于增量就地開發(fā)消納“一體化”項(xiàng)目，在充分評估當(dāng)?shù)刭Y源條件和消納能力的基礎(chǔ)上，優(yōu)先利用近區(qū)新能源電力，充分發(fā)揮配套煤電和儲能設(shè)施調(diào)節(jié)能力，明確風(fēng)光火儲一體化實(shí)施方案。

2.2 業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展

風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展，體現(xiàn)著傳統(tǒng)能源業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)朝著風(fēng)光水火儲智慧能源智能化業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，在這個(gè)轉(zhuǎn)化的過程中，需要特別注意的是：第一，一體化數(shù)據(jù)倉庫的完善。一體化數(shù)據(jù)倉庫中有各種數(shù)據(jù)源，但是需要將各種數(shù)據(jù)源之間的隔閡打通，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而為一體化數(shù)據(jù)倉庫的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。第二，一體化業(yè)務(wù)平臺，該平臺是跨界平臺，集計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)于一身，并致力于開發(fā)、使用、輸配、銷售、儲存、調(diào)度、使用、生產(chǎn)各類能源，借助實(shí)時(shí)預(yù)測、多參數(shù)尋優(yōu)處理以及閉環(huán)控制等優(yōu)勢，將實(shí)現(xiàn)能源與信息的深度融合；同時(shí)，可最大限度保障風(fēng)光水火儲智慧能源建設(shè)、運(yùn)維以及經(jīng)營管理穩(wěn)定開展，可提升整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測能力、交易決策能力以及供需對接能力[3]。

整體來講，風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺是風(fēng)光水火儲智慧能源發(fā)展的重要方向之一，其他還有國家能源安全發(fā)展、人工智能深度應(yīng)用、自主可控、產(chǎn)業(yè)生態(tài)融合等方向。其中，業(yè)務(wù)一體化平臺可集成以及聚合多態(tài)業(yè)務(wù)、多元數(shù)據(jù)，能夠有效降低集成風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)維成本，同時(shí)，還可以提升業(yè)務(wù)服務(wù)效率與質(zhì)量，有效解決信息孤島、管理隔閡等問題。業(yè)務(wù)一體化平臺體現(xiàn)出這些特點(diǎn)：

(1)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合

風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺是風(fēng)光水火儲智慧能源發(fā)展方向之一，也屬于基礎(chǔ)平臺，因?yàn)槟軌驅(qū)L(fēng)光水火儲智慧能源所需的全生態(tài)數(shù)據(jù)全部打通，并最大限度保障非結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化等各類數(shù)據(jù)可以在平臺實(shí)現(xiàn)共享、傳輸，從而為能源的開采、生產(chǎn)、使用、運(yùn)輸、調(diào)度、經(jīng)營等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的全面融合與優(yōu)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2)促進(jìn)業(yè)務(wù)深度融合

業(yè)務(wù)一體化平臺的整合能力比較強(qiáng)，對于傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)中的零散業(yè)務(wù)可針對性進(jìn)行整合，從而完善生產(chǎn)、控制、經(jīng)營、服務(wù)、管理等各項(xiàng)功能，有利于對業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)速度進(jìn)行優(yōu)化，而更為關(guān)鍵的是智慧應(yīng)用與業(yè)務(wù)場景可以實(shí)現(xiàn)更深層次的融合，也就是可以根據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)際需求而及時(shí)完善智慧應(yīng)用，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)的有序開展奠定基礎(chǔ)。以“風(fēng)光水儲一體化”為例，對于存量水電基地，結(jié)合送端水電出力特性、新能源特性、受端系統(tǒng)條件和消納空間，在保障可再生能源利用率的前提下，研究論證消納近區(qū)風(fēng)光電力、增加儲能設(shè)施的必要性和可行性，鼓勵存量水電機(jī)組通過龍頭電站建設(shè)優(yōu)化出力特性，明確就近打捆新能源電力的“一體化”實(shí)施方案。

(3)加強(qiáng)平臺融合

加強(qiáng)風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺內(nèi)部的融合，主要是對已有的平臺，或者是系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可以通過虛擬化的手段來統(tǒng)一部署以及管理平臺內(nèi)部的系統(tǒng)。同時(shí)，對不同功能模塊的目標(biāo)進(jìn)行分析梳理與整合，為開發(fā)共享、功能融合、智能管理、雙向通信等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

3 風(fēng)光水火儲智慧能源發(fā)展趨勢

3.1 多元化運(yùn)營模式將會長期共存

從風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化的發(fā)展來看，其中前期發(fā)展非常關(guān)鍵，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期的發(fā)展屬于捆綁式發(fā)展，例如，水、風(fēng)、光、儲以及發(fā)電、供熱、制冷等產(chǎn)業(yè)需要以捆綁模式實(shí)現(xiàn)綜合發(fā)展，其作用是將能源供需的協(xié)調(diào)能力提起來，為業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展奠定資源基礎(chǔ)。為了能夠進(jìn)一步發(fā)揮風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化的節(jié)能潛力，現(xiàn)階段還需要充分挖掘天然氣、太陽能、風(fēng)能、水能、煤電等資源組合的優(yōu)勢，借助業(yè)務(wù)一體化平臺的聯(lián)合、協(xié)調(diào)、智能控制的功能，可以增強(qiáng)各個(gè)能源以及系統(tǒng)之間互動性，可實(shí)現(xiàn)能源最優(yōu)分配的目標(biāo)。

此外，風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺的發(fā)展還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)厍闆r，結(jié)合當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)，加強(qiáng)能源系統(tǒng)的建設(shè)與完善，可實(shí)現(xiàn)就地供應(yīng)，可最大限度利用好能源；同時(shí)，以能源為基礎(chǔ)構(gòu)建能源綜合體。整體來講，我國風(fēng)光水火儲智慧能源未來的發(fā)展趨勢還會以多元化運(yùn)營模式長期共存為主，例如，基地式、分布式、集中式等會長期共存[4]。

3.2 形成風(fēng)光水火儲智慧能源共同體

如今，能源消費(fèi)的方式朝著特高壓遠(yuǎn)距離輸電以及可再生能源過渡。在全球能源合作與治理以及“一帶一路”全面推進(jìn)的背景下，風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化發(fā)展將成為我國最新能源的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)以及裝備輸出，與我國風(fēng)光水火儲智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略相符合，目的是從源頭上對醫(yī)療健康、貧困人口、氣候變化、環(huán)境污染等各類難題進(jìn)行解決。風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化發(fā)展將最終能夠形成風(fēng)光水火儲智慧能源共同體，借助云邊端控模式對能源有關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備、終端進(jìn)行控制，進(jìn)而對能源的生產(chǎn)、傳輸、調(diào)度、交易、消費(fèi)、使用、儲存等各個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)行管控；尤其是國際化的風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化平臺以及風(fēng)光水火儲智慧能源共同體，將能夠服務(wù)于更多國家，而且可以促成更多國家在能源上實(shí)現(xiàn)智能協(xié)作[5]。

4 結(jié)束語

在傳統(tǒng)能源進(jìn)入到低增長時(shí)代以及再生能源、清潔能源全面發(fā)展的時(shí)代背景下，對能源轉(zhuǎn)型以及技術(shù)革命提出了要求，這就需要在保障國家能源安全的基礎(chǔ)上，推動風(fēng)光水火儲智慧能源業(yè)務(wù)一體化發(fā)展，借助先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，為市場提供更多優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，并朝著能源高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)不斷前進(jìn)。