摘要：新能源“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目的落地實(shí)施為提高新能源集中控制、數(shù)據(jù)共享、智慧運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)代生產(chǎn)運(yùn)維集聚生態(tài)提供了基礎(chǔ)保障。在“一區(qū)域一集控”背景下，圍繞工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用打造新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維的集聚管理生態(tài)平臺(tái)成為新時(shí)期提高能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平和智慧運(yùn)作能力的關(guān)鍵。本文在闡述“一區(qū)域一集控”內(nèi)涵和特征的基礎(chǔ)上，針對(duì)當(dāng)前新能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，分別從新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)建設(shè)可行性、設(shè)計(jì)需求和主要建設(shè)內(nèi)容方面進(jìn)行分析，最后探討了平臺(tái)應(yīng)用可能的成效。

關(guān)鍵詞：“一區(qū)域一集控”；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)；新能源；生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)

DOI：10.12433/zgkjtz.20242914

能源作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，是關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性資源。在“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程中，如何實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展被視作經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新的關(guān)鍵。習(xí)近平總書記指出，“要抓住新一輪能源結(jié)構(gòu)調(diào)整及能源技術(shù)變革趨勢(shì)，建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展”，這為新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的方向指引，新能源生產(chǎn)運(yùn)維管理受到廣泛重視。國(guó)家“十三五”規(guī)劃中首次提到能源互聯(lián)網(wǎng)，并明確了“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”協(xié)同式發(fā)展、集成互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)體系。這在一定程度上凸顯了以數(shù)字化平臺(tái)對(duì)新能源的生產(chǎn)運(yùn)維進(jìn)行統(tǒng)籌管理的重要性。

在此基礎(chǔ)上，國(guó)家能源集團(tuán)提出的“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目為提高能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)水平提供了良好的范例。 作為一種基于數(shù)字經(jīng)濟(jì)理念進(jìn)行集中管理的現(xiàn)代化體系，“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目充分實(shí)現(xiàn)了新能源的 “集中控制、數(shù)據(jù)共享、智能運(yùn)維、資源協(xié)同、無人值班、少人值守”，在很大程度上便于有關(guān)人員對(duì)新能源項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)維的全流程介入，提高了新能源場(chǎng)站的管理效率。截至2024年5月，“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目在風(fēng)能、光伏領(lǐng)域的應(yīng)用已取得重大成果，比如構(gòu)建了海量新能源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)體系， 實(shí)現(xiàn)百萬新能源基站觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，在新能源集控運(yùn)行方面貢獻(xiàn)良多。在“一區(qū)域一集控”背景下 ，打造基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源資源的統(tǒng)籌優(yōu)化管理，這是中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。

一、新能源“一區(qū)域一集控”的內(nèi)涵與特征

（一）新能源“一區(qū)域一集控”的內(nèi)涵

新能源“一區(qū)域一集控”是以省區(qū)為單位，通過對(duì)區(qū)域內(nèi)的新能源場(chǎng)站進(jìn)行集中控制，圍繞區(qū)域內(nèi)協(xié)同調(diào)度和運(yùn)行的具體目標(biāo)，面向多運(yùn)營(yíng)主體進(jìn)行信息交換與共享，繼而實(shí)現(xiàn)新能源的“集中控制、數(shù)據(jù)集約運(yùn)用、數(shù)字化運(yùn)維” ，新能源企業(yè)和場(chǎng)站能夠更好地實(shí)現(xiàn)“少人值守、無人值班”的數(shù)字智能化綜合運(yùn)維體系?！耙粎^(qū)域一集控”項(xiàng)目對(duì)于區(qū)域跨度大、管理難度高的新能源場(chǎng)站的生產(chǎn)與運(yùn)維具有突出貢獻(xiàn)， 管理人員可在不親臨場(chǎng)站的情況下根據(jù)電子系統(tǒng)中反映的生產(chǎn)運(yùn)維數(shù)據(jù)信息，及時(shí)準(zhǔn)確地了解設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的情況以及可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，并采取相應(yīng)的管理手段提早介入，繼而提高新能源場(chǎng)站運(yùn)行管理水平。

（二）新能源“一區(qū)域一集控”的特征

1.全生命周期系統(tǒng)建設(shè)

“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目的布局和應(yīng)用具有全周期性，部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)了對(duì)外推廣和商業(yè)化應(yīng)用。其全周期性體現(xiàn)在新能源場(chǎng)站的建設(shè)、生產(chǎn)、運(yùn)維具有同步性，不僅項(xiàng)目的立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、運(yùn)用和維護(hù)與新能源場(chǎng)站的建設(shè)、成長(zhǎng)、發(fā)展密切相關(guān)，而且對(duì)于諸如光伏、風(fēng)電、核能等新能源產(chǎn)品的全生命周期迭代創(chuàng)新同樣具有良好的契合性，能夠?yàn)樾履茉串a(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提供支持。

2.經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目能夠充分發(fā)揮能源產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，并通過強(qiáng)化一體化管控將新能源從“源隨荷動(dòng)”的傳統(tǒng)利用形式向多種能源解耦運(yùn)行的方式轉(zhuǎn)變。例如實(shí)現(xiàn)風(fēng)光火儲(chǔ)的一體化發(fā)展，在改變能源利用形式、轉(zhuǎn)變新能源管理體制的同時(shí)也能夠促進(jìn)國(guó)家能源經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化創(chuàng)新，通過不斷提升能源產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)維管理效率來實(shí)現(xiàn)更高水平的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。在實(shí)踐應(yīng)用中，“一區(qū)域一集控”具有鮮明的經(jīng)濟(jì)特性能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域協(xié)同調(diào)度能力，結(jié)合區(qū)域能源市場(chǎng)對(duì)能源交易的供需情況進(jìn)行綜合判斷，繼而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化交易策略，發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益最大化的特質(zhì)。

二、打造基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)的可行性

（一）市場(chǎng)前景廣闊

隨著能源市場(chǎng)的快速發(fā)展，新能源產(chǎn)業(yè)鏈日益完備，市場(chǎng)需求日益旺盛，市場(chǎng)前景廣闊。近年來，新能源產(chǎn)業(yè)抓住新一輪能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的機(jī)遇，形成多樣化細(xì)分市場(chǎng)和差異化競(jìng)爭(zhēng)格局，新能源市場(chǎng)主體不斷豐富，將產(chǎn)生大量的信息化市場(chǎng)需求，而產(chǎn)業(yè)鏈提供數(shù)據(jù)分析與技術(shù)支持的數(shù)字平臺(tái)也將獲得高速成長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。

（二）技術(shù)儲(chǔ)備完善

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展而日漸成熟。當(dāng)前圍繞新能源產(chǎn)業(yè)搭建的智慧運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)、虛擬新能源場(chǎng)站智能管控平臺(tái)等已在全國(guó)開展廣泛應(yīng)用，在能源生產(chǎn)管理、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)提取和分析、實(shí)時(shí)調(diào)控和輔助決策方面已積累起相對(duì)成熟的技術(shù)體系，能夠滿足基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)建設(shè)和實(shí)際使用的需求，因而在技術(shù)層面也具有可行性。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)建設(shè)

（一）設(shè)計(jì)概述

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)的建設(shè)，旨在利用“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，通過完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字化能源管理的整合創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)平臺(tái)型管理體系建設(shè)，打造“新能源產(chǎn)品+服務(wù)”全流程數(shù)字化體系。在構(gòu)建過程中，圍繞前期、基建、智慧運(yùn)行、智能運(yùn)維等基建生產(chǎn)運(yùn)維集束管理的全生命周期管控體系， 通過現(xiàn)代數(shù)據(jù)集成打通新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集束管理全過程。充分發(fā)揮多種數(shù)字化技術(shù)如5G、云計(jì)算、人工智能、機(jī)器視覺等實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源場(chǎng)站或企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)維的“人機(jī)料法環(huán)”等環(huán)節(jié)的全面管控。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維管理模式，由此實(shí)現(xiàn)新能源區(qū)域集控建設(shè)目標(biāo)。圖1顯示了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新能源生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)框架。

（二）新能源生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理平臺(tái)的建設(shè)需求

智能通信網(wǎng)絡(luò)、傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件、大系統(tǒng)層級(jí)管控等諸多新技術(shù)的廣泛應(yīng)用為新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)的建設(shè)提供了良好的技術(shù)支撐，相比普通新能源調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)而言，平臺(tái)的特有需求如下：

一是需要接入的設(shè)備數(shù)量更多，信息量顯著增長(zhǎng)，因而集中管控和系統(tǒng)集成的難度增加。

二是數(shù)據(jù)類型更加多樣，需針對(duì)不同的新能源產(chǎn)品類型以及基建設(shè)施的實(shí)際建設(shè)情況處理不同類型數(shù)據(jù)，例如需有光伏和風(fēng)電等新能源類型特有的數(shù)據(jù)模型。

三是對(duì)“一區(qū)域一集控”系統(tǒng)功能的深化，實(shí)現(xiàn)同時(shí)關(guān)聯(lián)不同的能源調(diào)度系統(tǒng)，甚至需要進(jìn)行跨省聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，這對(duì)新平臺(tái)的系統(tǒng)穩(wěn)定性和兼容性提出了新的要求。

（三）組成架構(gòu)分析

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)組成架構(gòu)主要分為如下幾方面：

一是底層感知層。作為實(shí)現(xiàn)新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維底層數(shù)據(jù)打包的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)通過設(shè)備、機(jī)器視覺、人工智能和工業(yè)PDA等數(shù)字技術(shù)和物理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源場(chǎng)站“人機(jī)料法環(huán)”等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的感知和編碼，為實(shí)現(xiàn)新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)幫助。

二是網(wǎng)絡(luò)層。通過部署設(shè)置5G網(wǎng)絡(luò)，借助新能源工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線和云基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的傳輸、計(jì)算與存儲(chǔ)。

三是平臺(tái)層。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已形成多態(tài)化的數(shù)據(jù)匯集、協(xié)議轉(zhuǎn)換和邊緣計(jì)算體系。利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)搭建包括大數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)共享及智能分析等在內(nèi)的功能，整合傳統(tǒng)ERP、SAP系統(tǒng)融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，在一定程度上能夠促進(jìn)新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維水平提升。 圖2顯示了基建生產(chǎn)運(yùn)維全壽命集聚管理業(yè)務(wù)的組織架構(gòu)。

（四）實(shí)施內(nèi)容

生產(chǎn)管理智能化功能?！耙粎^(qū)域一集控”為新能源企業(yè)及場(chǎng)站的智能化生產(chǎn)運(yùn)維管理提供了必要保障。生產(chǎn)管理主要包括運(yùn)行監(jiān)控、物資管理、計(jì)劃管理、安全監(jiān)察以及系統(tǒng)信息管理等多個(gè)方面。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)賦能之下，通過與SAP、ERP等信息管理系統(tǒng)進(jìn)行全過程的數(shù)據(jù)交流，建立起新能源生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。圍繞實(shí)際運(yùn)行、安全、檢修、設(shè)備等方面的智能化管理是提高新能源生產(chǎn)管理智能化水平的關(guān)鍵，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)場(chǎng)站設(shè)備、人員和日常工作的智能管理水平，統(tǒng)籌生產(chǎn)運(yùn)行、物資管理、統(tǒng)計(jì)分析和信息查詢等功能，提高新能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)的遠(yuǎn)程操控水平。

運(yùn)維決策智慧化功能。新能源基建運(yùn)維管理的智慧化包括生產(chǎn)過程監(jiān)控、場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)流分析等。建設(shè)實(shí)現(xiàn)對(duì)包括新能源產(chǎn)能（裝機(jī)總量、發(fā)電量等）指標(biāo)以及機(jī)組的工作狀態(tài)、功率、故障情況的統(tǒng)計(jì)分析。在此基礎(chǔ)上通過對(duì)比發(fā)電量、等效小時(shí)數(shù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，了解新能源場(chǎng)站或企業(yè)的運(yùn)營(yíng)水平及差距，在此基礎(chǔ)上使用智慧辦公系統(tǒng)，便于各層級(jí)管理人員掌握新能源基建設(shè)施設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，不斷提高智慧化決策水平。

網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布。平臺(tái)要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)發(fā)展的目標(biāo)，數(shù)據(jù)作為網(wǎng)絡(luò)信息的重要載體在其中扮演著重要的角色，建設(shè)該平臺(tái)的過程中，通過集中配置Web服務(wù)器，在集控中心辦公區(qū)域建設(shè)一套與集控系統(tǒng)完全一致的鏡像網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用web服務(wù)器及時(shí)對(duì)集控畫面和生產(chǎn)運(yùn)維的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線發(fā)布。主要的內(nèi)容有：局域網(wǎng)內(nèi)以網(wǎng)頁形式呈現(xiàn)的新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維實(shí)時(shí)畫面、在線的生產(chǎn)數(shù)據(jù)歸集和查詢、運(yùn)用數(shù)據(jù)指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)工作等。

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控功能。新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維過程需要通過視頻監(jiān)控保證全過程參與。主要建設(shè)內(nèi)容包括圖像采集、視頻錄制和回放等，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)在線處理不同企業(yè)、不同場(chǎng)站的多路視頻并展示在大屏幕上，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)監(jiān)控不同場(chǎng)站建設(shè)運(yùn)營(yíng)情況的目標(biāo)。必要時(shí)還可通過VR及AR輔助技術(shù)，解決新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維環(huán)節(jié)的安全風(fēng)險(xiǎn)防控問題，提高安防水平。

（五）實(shí)施成效

應(yīng)用基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理平臺(tái)后，國(guó)家能源投資集團(tuán)（濟(jì)南）新能源有限責(zé)任公司在新能源利用、綜合效益提升方面產(chǎn)生顯著成效。

一是發(fā)電效率進(jìn)一步提升。應(yīng)用新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理平臺(tái)后，公司發(fā)電效率呈現(xiàn)穩(wěn)步提升趨勢(shì)，在平臺(tái)化管理前，綜合發(fā)電效率波動(dòng)明顯，連續(xù)運(yùn)行10h條件下，峰值發(fā)電效率僅41.3%，谷值為20.9%，存在一定的能源浪費(fèi)情況。而在使用后，同樣條件下的峰值綜合發(fā)電效率可接近70%，平均達(dá)到66.4%，相比使用新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理平臺(tái)前提升25%以上，這也使得公司對(duì)外供電服務(wù)能力進(jìn)一步提升。

二是經(jīng)濟(jì)效益有所提升。裝機(jī)10萬千瓦風(fēng)電/光伏站在應(yīng)用基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打造的基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)后，全年增發(fā)電量售電收入達(dá)350萬元，光伏按年均1000小時(shí)計(jì)，全年增發(fā)電量等效小時(shí)數(shù)5%，即50小時(shí)可帶來售電收入175萬元。

三是有效延長(zhǎng)新能源設(shè)備使用年限，降低場(chǎng)站設(shè)備配置費(fèi)用。使用平臺(tái)后，通過進(jìn)行設(shè)備智能預(yù)警和故障診斷分析，新能源場(chǎng)站預(yù)計(jì)每年可節(jié)省費(fèi)用100萬元。

四、結(jié)語

深化“一區(qū)域一集控”，充分發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在推動(dòng)新能源場(chǎng)站智能化運(yùn)營(yíng)管理方面的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源基建生產(chǎn)的集中控制運(yùn)行、遠(yuǎn)程生產(chǎn)監(jiān)控及綜合數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)一運(yùn)維管理，對(duì)提高新能源運(yùn)營(yíng)水平、實(shí)現(xiàn)降本增效具有積極價(jià)值。本文的研究著重探析了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新能源基建生產(chǎn)運(yùn)維集聚管理生態(tài)平臺(tái)建設(shè)可行性，并就其實(shí)際需求和主要內(nèi)容進(jìn)行分析，為進(jìn)一步提升“一區(qū)域一集控”項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值奠定了可行路徑，具有積極意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊會(huì)，黃懿，劉俊虹，等.基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的企業(yè)中臺(tái)在多能源區(qū)域集控的研究與應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2024（2）：99-100.

[2]王磊，耿介坦，尚舵，等.能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展研究[J].電力信息與通信技術(shù)，2023，21（12）：27-37.

[3]莫異周，陳雙權(quán)，鄧大亮.基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智慧能源監(jiān)控平臺(tái)[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2023，46（6）：96-99.

[4]肖祥武.基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新能源智慧企業(yè)體系架構(gòu)研究與實(shí)踐[J].電力信息與通信技術(shù)，2022，20（9）：100-107.

[5]張繼元，孫建旸，王衛(wèi)宏.基于儲(chǔ)能云架構(gòu)的能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)研究與應(yīng)用[J].電氣技術(shù)，2022，23（8）：68-74.