數(shù)字化在新能源資產(chǎn)管理的應(yīng)用

新華電力發(fā)展投資有限公司 項(xiàng) 武 胡友龍

由于新能源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸進(jìn)入白熱化階段，因此新能源企業(yè)急需完善投資，以此減少生產(chǎn)過(guò)程中所消耗的資料費(fèi)用。同時(shí)，鑒于社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，新能源系統(tǒng)的可靠性也一再被要求提高，因此，新能源企業(yè)市場(chǎng)與業(yè)務(wù)模式迫切需要進(jìn)行更高層次的業(yè)務(wù)管理優(yōu)化，以期提升新能源資產(chǎn)管理水準(zhǔn)，而國(guó)家新能源資產(chǎn)管理核心技術(shù)的運(yùn)用，與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)以及通信科技的支持分割不開(kāi)，故而，本文以新能源資產(chǎn)管理研究成果為論述基礎(chǔ)，解析現(xiàn)代數(shù)字化信息技術(shù)在我國(guó)新能源資產(chǎn)管理方面的關(guān)鍵運(yùn)用，為我國(guó)新能源資產(chǎn)管理核心技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域研究提供思路。

1 新能源資產(chǎn)管理樞紐技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況

新能源資產(chǎn)管理中的數(shù)字化關(guān)鍵運(yùn)用包含多項(xiàng)環(huán)節(jié)，如圖1所示，在每一個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)作中，需要合理設(shè)計(jì)各類(lèi)核心應(yīng)用技術(shù)，為新能源資產(chǎn)管理提供技術(shù)保障。

圖1 新能源資產(chǎn)管理中基于數(shù)字化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

1.1 新能源資產(chǎn)管理中的狀態(tài)評(píng)估技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的設(shè)備評(píng)估方法相對(duì)較多，其中最被人熟悉且廣泛使用的方法為狀態(tài)評(píng)估方法。它是以專(zhuān)家系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估方法，可以分別根據(jù)設(shè)備狀態(tài)、缺陷的檢測(cè)故障次數(shù)和故障概率來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估方法示意圖

隨著人工智能算法的發(fā)展，出現(xiàn)了一種基于機(jī)器研究的設(shè)備狀態(tài)評(píng)估方法，如圖3所示。與傳統(tǒng)的評(píng)估相比，數(shù)據(jù)抽樣學(xué)習(xí)可以獲得比較準(zhǔn)確的狀態(tài)預(yù)測(cè)。然而，此類(lèi)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)過(guò)程已經(jīng)固化，難以適應(yīng)外部因素的影響，這也是機(jī)器學(xué)習(xí)的弊端之一。

圖3 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)方法示意圖

除了改進(jìn)方法外，狀態(tài)評(píng)估的對(duì)象也逐漸從設(shè)備級(jí)擴(kuò)展到系統(tǒng)級(jí)。目前，國(guó)家新能源公司已經(jīng)建立了配新能源健康指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用軟件網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，并在試點(diǎn)城市開(kāi)展了配新能源評(píng)價(jià)，以此全面衡量配新能源的健康狀況，從而進(jìn)行資產(chǎn)管理、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。

1.2 新能源資產(chǎn)管理中的可靠性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

設(shè)備狀態(tài)、故障檢測(cè)、系統(tǒng)維護(hù)和日常運(yùn)行數(shù)據(jù)可以被集成用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以此支持新能源規(guī)劃和風(fēng)險(xiǎn)管理[1]。資產(chǎn)管理中的可靠性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估包括設(shè)備層面與系統(tǒng)層面，在設(shè)備層面，能夠?qū)收蠚v史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)故障狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，評(píng)估系統(tǒng)的可靠性，再根據(jù)設(shè)備故障概率的風(fēng)險(xiǎn)，衡量系統(tǒng)故障對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響，并形成設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。在系統(tǒng)層面上，其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估則會(huì)反映出沉積元件故障造成的潛在損失。

2 新能源行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展

基于我國(guó)能源市場(chǎng)不斷向前邁進(jìn)的前提，由于其在發(fā)展階段的技術(shù)裝備沒(méi)有達(dá)到足夠完善的程度，因此時(shí)常會(huì)發(fā)生生產(chǎn)資料與物質(zhì)資料陳舊、無(wú)法將最新技術(shù)投入到新能源建設(shè)、部分體量較大的零件出現(xiàn)故障等問(wèn)題。這些問(wèn)題驅(qū)使著供應(yīng)商與運(yùn)營(yíng)商使用水平更加高的操作技巧與管理方式，隨后將其運(yùn)用到現(xiàn)在所擁有的設(shè)備與模式中，對(duì)已有的事務(wù)進(jìn)行重新統(tǒng)合，使其成為新的整體。目前，新能源行業(yè)受各項(xiàng)因素影響，已然發(fā)生了質(zhì)的改變。

2.1 政策形式

2015年至2020年，我國(guó)陸續(xù)推出了關(guān)于新能源的政策，從政策的進(jìn)展情況來(lái)看，未來(lái)新能源的開(kāi)拓發(fā)展、資產(chǎn)管理運(yùn)營(yíng)前進(jìn)的基本目標(biāo)已經(jīng)大致確定。具體來(lái)說(shuō)，便是以數(shù)字化智能化為第一要義，緊密環(huán)繞綠色低碳的目標(biāo)，推進(jìn)新能源技術(shù)的發(fā)展，將全新模式與全新業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)的形式狀態(tài)呈現(xiàn)出來(lái)。

2.2 人員能力

在新能源建設(shè)的初步階段，受互聯(lián)網(wǎng)科技以及安保技術(shù)裝備的約束，無(wú)法運(yùn)用遠(yuǎn)程的檢測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行大范圍數(shù)據(jù)傳輸，許多運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員只能堅(jiān)持守在地理位置偏遠(yuǎn)且條件艱難的地區(qū)，與城市相隔甚遠(yuǎn)。此舉雖能保證設(shè)備正常運(yùn)行，但也造成了運(yùn)維人員不能夠提升自我修養(yǎng)，缺乏創(chuàng)新意識(shí)，繼而與技術(shù)人員之間交流出現(xiàn)矛盾的尷尬局面。另一方面，面對(duì)艱苦的工作環(huán)境，極少工作人員愿意留在當(dāng)?shù)?，擁有核心技術(shù)的人才渴望回到城市，以謀求更好的工作機(jī)會(huì)，這對(duì)于新能源的建設(shè)帶來(lái)了發(fā)展阻力。而人才的流失，使得項(xiàng)目技術(shù)問(wèn)題無(wú)人能夠解決，于設(shè)備可靠性來(lái)說(shuō)，也是巨大的挑戰(zhàn)。

2.3 傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式

以往的新能源模式以駐場(chǎng)為主，每一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)都按照值班表配備現(xiàn)場(chǎng)人員，使其進(jìn)行運(yùn)營(yíng)與維修工作。然而，隨著數(shù)字智能化技術(shù)引入，新能源行業(yè)內(nèi)各項(xiàng)運(yùn)營(yíng)模式不斷推陳出新，改變以往的傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式，使單獨(dú)的場(chǎng)站管理逐漸向多個(gè)場(chǎng)站管理發(fā)展，增加了運(yùn)營(yíng)管理的可靠性與技術(shù)性。而綜合管理模式包含了集中控制的傳統(tǒng)模式、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)一體的管理模式、無(wú)人值班看守的監(jiān)管模式、以及派單處理的業(yè)務(wù)模式。

3 數(shù)字化技術(shù)在新能源資產(chǎn)管理中的應(yīng)用

多重關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)字化技術(shù)的一部分，在當(dāng)代新能源系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中，數(shù)字化技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)密不可分，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也將數(shù)字化技術(shù)提升到了全新的層面。數(shù)字化技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面發(fā)揮著重要作用，直接影響著資產(chǎn)管理的分析和決策過(guò)程。

3.1 通信技術(shù)

目前，智能網(wǎng)絡(luò)對(duì)通信技術(shù)可靠性、靈活性、安全性和時(shí)效性的要求不斷提高，以確保新能源資產(chǎn)管理有效有序。通信技術(shù)通過(guò)交叉應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新，極大提高了設(shè)備的識(shí)別靈敏度、操作運(yùn)行質(zhì)量精度和生產(chǎn)效率。如圖4為通信技術(shù)在設(shè)備檢修中的運(yùn)用。在新能源設(shè)備狀態(tài)檢修方面，通信技術(shù)通過(guò)改變?nèi)藛T派工方式提高了人員的服務(wù)和管理效率。根據(jù)我國(guó)以往的新能源維修工作流程，只有在調(diào)度中心下達(dá)工作指令之后，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員才可以對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維修。因此，更有效地利用全球定位系統(tǒng)（GPS）和4G 技術(shù)[2]，可以實(shí)時(shí)定位檢修人員位置，方便監(jiān)測(cè)檢修人員工作情況，并對(duì)其維修行為進(jìn)行規(guī)范，提高檢查維修效率。另外，現(xiàn)場(chǎng)維修人員可以在移動(dòng)操作設(shè)備中輸入設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，以此快速獲取現(xiàn)場(chǎng)資產(chǎn)信息數(shù)據(jù)資料和系統(tǒng)歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并及時(shí)與數(shù)據(jù)庫(kù)的已有數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)比較，從而能夠?qū)π履茉促Y產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)維護(hù)的目的。

圖4 通信技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)檢修中的應(yīng)用

3.2 信息技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)新能源設(shè)備的智能監(jiān)控和管理，是一種有效的自動(dòng)化手段。信息技術(shù)的發(fā)展為資產(chǎn)管理的數(shù)字化和完善提供了軟件平臺(tái)，但在信息數(shù)據(jù)保護(hù)方面依舊存在問(wèn)題，如數(shù)據(jù)公開(kāi)和隱私保護(hù)之間存在著深刻矛盾[3]。因此，為了全面確保新能源信息傳遞安全，除了需要改進(jìn)數(shù)據(jù)加密和安全網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的技術(shù)體系外，還需要構(gòu)建有效的監(jiān)管政策、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和倫理道德框架，使三者互相合作。

3.3 大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)處理技術(shù)涵蓋了數(shù)據(jù)管理的整個(gè)生命周期，如信息產(chǎn)生、采錄、存儲(chǔ)、變換、集聚、開(kāi)掘、研析、計(jì)量、示范、信息的應(yīng)用與維護(hù)等。該技術(shù)主要用于數(shù)據(jù)管理采集、分析挖掘、數(shù)據(jù)論證等。隨著新能源規(guī)模的快速增長(zhǎng)、其結(jié)構(gòu)也愈發(fā)具有復(fù)雜性。由于資產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和新能源運(yùn)行兩者并行，因此這些數(shù)據(jù)除了具有多樣性、異構(gòu)性和復(fù)雜性的特點(diǎn)外，還有分散性、稀疏性，為大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了空間。大型數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以集成設(shè)備的基本數(shù)據(jù)、運(yùn)行故障數(shù)據(jù)、維修測(cè)試數(shù)據(jù)，家庭性缺陷數(shù)據(jù)等，由于各類(lèi)用戶(hù)設(shè)備對(duì)運(yùn)行可靠性的需求逐年增加，新能源企業(yè)對(duì)于遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控分析系統(tǒng)的建設(shè)也趨于迫切，傳統(tǒng)的在線(xiàn)大型實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理平臺(tái)技術(shù)在應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)分析時(shí)，難以保證其性能。因此，大數(shù)據(jù)在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中的重大任務(wù)之一便是建立一套模型，該模型基于自然語(yǔ)言和抽象認(rèn)知進(jìn)行計(jì)算，能夠有效推動(dòng)智能體系的轉(zhuǎn)變。而當(dāng)前，大數(shù)據(jù)需要將抽象知識(shí)經(jīng)驗(yàn)具體化，使其進(jìn)行知識(shí)轉(zhuǎn)化與歷史集成，并逐漸將經(jīng)驗(yàn)融入到更有深度的知識(shí)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中。

4 對(duì)我國(guó)新能源資產(chǎn)管理的建議

4.1 深化數(shù)字化技術(shù)對(duì)資產(chǎn)管理的支持作用

目前國(guó)內(nèi)輸變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)控體系日益健全，但由于新能源資產(chǎn)范圍分布較廣，因此在線(xiàn)監(jiān)控體系很難全面覆蓋狀態(tài)控制系統(tǒng)。利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算方法，可以從多個(gè)來(lái)源獲得有效的數(shù)據(jù)信息，建立海量數(shù)據(jù)提取解析模型，進(jìn)一步提高新能源的產(chǎn)能與負(fù)載的精度，加強(qiáng)診斷和狀態(tài)評(píng)估的準(zhǔn)確性[4]。

4.2 推進(jìn)多種關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)新能源資產(chǎn)管理技術(shù)起步較晚，關(guān)鍵管理技術(shù)在各個(gè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)同尚未真正完成。推進(jìn)多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，可以切實(shí)提高國(guó)家新能源資產(chǎn)管理效率與管理水平，強(qiáng)化實(shí)時(shí)狀態(tài)評(píng)估檢測(cè)方法，使風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可靠性和準(zhǔn)確性得到保障，優(yōu)化新能源狀態(tài)評(píng)估修復(fù)管理策略。在設(shè)備退役改造環(huán)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)行的綜合狀態(tài)、可靠性評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，制定設(shè)備退役以及更換的安全戰(zhàn)略。

由于數(shù)字化技術(shù)的突破和廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的新能源資產(chǎn)管理系統(tǒng)也已從被動(dòng)修復(fù)轉(zhuǎn)為可預(yù)測(cè)維護(hù)，數(shù)字化資產(chǎn)管理模式將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。本文全面分析當(dāng)前數(shù)字化智能技術(shù)在新能源資產(chǎn)管理過(guò)程中的支持作用，并據(jù)此深入闡述了未來(lái)我國(guó)智能化技術(shù)在新能源資產(chǎn)管理中的應(yīng)用趨勢(shì)與挑戰(zhàn)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)新能源資產(chǎn)管理提出了許多具有實(shí)踐性的合理化建議，希望能在技術(shù)層面為我國(guó)新能源資產(chǎn)管理的深入系統(tǒng)研究提供有益的現(xiàn)實(shí)參考。