電力大數(shù)據(jù)賦能黃河流域生態(tài)保護

■ 國網(wǎng)甘肅省電力公司金昌供電公司 張宏偉

習(xí)近平總書記高度關(guān)注黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展，2019年8月21日，在蘭州考察調(diào)研時指出，甘肅是黃河流域重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和補給區(qū)，要首先擔(dān)負起黃河上游生態(tài)修復(fù)、水土保持和污染防治的重任。

為了保護黃河生態(tài)環(huán)境，國網(wǎng)甘肅省電力公司于2021年初經(jīng)過3個月的設(shè)計、開發(fā)，構(gòu)建“平臺＋數(shù)據(jù)＋運營＋生態(tài)”一體化發(fā)展體系，統(tǒng)籌開發(fā)建設(shè)“電眼看黃河”環(huán)保系列平臺，支撐“甘肅環(huán)保大數(shù)據(jù)管理平臺”，包括“電眼”看生態(tài)保護“紅線”“電眼”看環(huán)境質(zhì)量“底線”“電眼”看資源利用“上線”3個服務(wù)體系，形成了覆蓋黃河流域全場景、全干流、全企業(yè)共同參與的數(shù)字化黃河生態(tài)保護電力監(jiān)控體系，實現(xiàn)從“人在看”到“電在算”，從“現(xiàn)場查”到“線上控”，從“事后管控”到“閉環(huán)管理”，從“數(shù)據(jù)孤島”到“聯(lián)防聯(lián)控”，從“周期長效益低”到“省投資提質(zhì)效”五大轉(zhuǎn)變，助力打造隴原“黃河生態(tài)綠色長廊”，讓黃河真正成為造福人民的幸福河，為黃河流域生態(tài)保護貢獻“電力智慧”。

主要做法和經(jīng)驗

融入戰(zhàn)略，構(gòu)建綠色“隴源”生態(tài)圈

堅持高站位、生態(tài)化，著力將“電力+環(huán)?！奔{入“碳達峰、碳中和”、能源互聯(lián)網(wǎng)、生態(tài)文明建設(shè)的大格局中，推動“生態(tài)電網(wǎng)”“數(shù)字電網(wǎng)”建設(shè)全面融入地方生態(tài)文明建設(shè)和智慧能源綜合服務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，打造隴原“黃河生態(tài)綠色長廊”。

與“雙碳”融合，實現(xiàn)“碳排放”全景監(jiān)測。將黃河水域污染防治與“雙碳”結(jié)合，基于電力大數(shù)據(jù)在“電眼看黃河”平臺開發(fā)碳排放監(jiān)測功能，通過獲取溫室氣體（以CO2當(dāng)量計）高排放企業(yè)名單，對企業(yè)CO2當(dāng)量與用電量進行關(guān)聯(lián)分析，及時對企業(yè)接近閾值排放量行為進行預(yù)警，助力企業(yè)合理規(guī)劃排放，達到減排與經(jīng)營降本增效并重、企業(yè)生產(chǎn)與污染治理并重的目的。

與“產(chǎn)業(yè)”融合，打造電力產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”。以電力資源開放為基礎(chǔ)，實施多異質(zhì)能源協(xié)調(diào)規(guī)劃，通過調(diào)動能源企業(yè)、供能企業(yè)、用能企業(yè)等多方主體參與的積極性，發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢、聚焦客戶需求、增強創(chuàng)新能力，優(yōu)化渠道建設(shè)，根據(jù)“連接開放，共生共贏”整體品牌建設(shè)思路，按照“快速引流聚源、開展生態(tài)運營”的模式逐步推進生態(tài)建設(shè)，打造“隴源”能源生態(tài)，積極承擔(dān)起電力企業(yè)主體責(zé)任，切實助力政府決策。

與“數(shù)字”融合，構(gòu)建“三大”數(shù)據(jù)湖。依托電力大數(shù)據(jù)全行業(yè)貫通、全領(lǐng)域關(guān)聯(lián)，采集頻率高、實時準確性強、覆蓋范圍廣、定位精準、具備內(nèi)在統(tǒng)一性和整體性等特點，并與環(huán)保、企業(yè)數(shù)據(jù)融通，打造“電力、環(huán)保、企業(yè)”三大數(shù)據(jù)湖，為環(huán)境監(jiān)管、督察執(zhí)法、突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急響應(yīng)等提供數(shù)據(jù)支撐。一是從重點污染源研究逐步推向“散亂污”及生產(chǎn)企業(yè)，從黃河干流監(jiān)測推向黃河支流及其他江河流域，全面擴大污染防治透視溯源力度和監(jiān)測跟蹤顆粒度。二是從環(huán)境部門獨立監(jiān)督執(zhí)法到環(huán)境、電力手段融合的多維管控，通過電力、企業(yè)、環(huán)保數(shù)據(jù)的融合，全面提升環(huán)境監(jiān)管、督察執(zhí)法水平。

與“生態(tài)”融合，推動沿黃生態(tài)保護“一盤棋”。探索“精準治污、科學(xué)治污、依法治污”的數(shù)字化生態(tài)保護方法、機制、體系。鑒于甘肅地域多樣性、代表性，通過對黃河流域、祁連山防污治污進行體系化探究有示范價值，針對不同區(qū)域類別、不同場景特點、不同層級需求可給出相應(yīng)的指導(dǎo)意見或解決方。將黃河流域防污治污研究經(jīng)驗向沿黃9省推廣，加快電力大數(shù)據(jù)服務(wù)生態(tài)環(huán)境保護的高端規(guī)劃和全面布局，加強成果共享，推動數(shù)據(jù)融通，促進形成合力，實現(xiàn)全國黃河流域“一盤棋”的高效局面。

“電力+環(huán)保”模式示意圖

沿黃流域大中企業(yè)分布圖

政企聯(lián)動，構(gòu)建生態(tài)聯(lián)防聯(lián)治新格局

柔性組織，形成高效協(xié)同“責(zé)任網(wǎng)”。以環(huán)保機構(gòu)、環(huán)境污染防治需求為導(dǎo)向，借助電力數(shù)據(jù)覆蓋度廣、實時性強、準確度高的優(yōu)勢，綜合應(yīng)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘等新技術(shù)，探索“電力+環(huán)?！毙屡d商業(yè)模式，建設(shè)以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測監(jiān)管協(xié)同機制，創(chuàng)新出一條跨界數(shù)據(jù)融合發(fā)展數(shù)字化新業(yè)態(tài)。

在電力數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，探索生態(tài)環(huán)境保護與污染治理過程中的新方法、新路徑，不斷推進生態(tài)環(huán)境治理的數(shù)字化、智能化，提升中央與地方生態(tài)環(huán)境保護協(xié)同治理能力，推進生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

圍繞生態(tài)環(huán)境治理體系建設(shè)及精準治污、科學(xué)治污、依法治污實際需求，運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)及人工智能等先進技術(shù)，推動電力大數(shù)據(jù)應(yīng)用成為提升生態(tài)環(huán)境治理能力的新動力、新模式、新途徑。

戰(zhàn)略合作，打造政企融合“生態(tài)圈”。一是通過政企合作，在滿足生態(tài)環(huán)境要求的前提下，加強電網(wǎng)建設(shè)項目環(huán)境影響評價協(xié)調(diào)，特別是在噪聲、電磁輻射等方面的檢測、監(jiān)測，以及SF6回收處置、廢油和廢舊蓄電池處置等，全方位提升電網(wǎng)環(huán)保治理水平，更好地服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展。二是推動電力營商環(huán)境優(yōu)化。針對工業(yè)污染企業(yè)，創(chuàng)新開展環(huán)保設(shè)施的“非介入式”負荷辨識，并結(jié)合環(huán)保及電價相關(guān)法規(guī)政策深入一線開展調(diào)研，積極向發(fā)改委爭取環(huán)保設(shè)備專項優(yōu)惠電價政策，減輕企業(yè)治污壓力，激活企業(yè)治污積極性，推動污染防治從政府強力監(jiān)管向企業(yè)主動減排轉(zhuǎn)變。

電力透視，構(gòu)建企業(yè)排污“監(jiān)測網(wǎng)”

通過電力數(shù)據(jù)與黃河生態(tài)保護數(shù)據(jù)融合共享，透過“電眼”看黃河，基于數(shù)字化黃河生態(tài)保護電力監(jiān)控模塊，對企業(yè)狀態(tài)、排污情況進行全景監(jiān)測，實現(xiàn)數(shù)字畫像、歷史行為分析、實時監(jiān)測、動態(tài)管理、預(yù)警預(yù)測、可視化展示、追溯分析、區(qū)位規(guī)劃8個監(jiān)測服務(wù)功能。

企業(yè)監(jiān)測，用電透視企業(yè)“全景圖”。以區(qū)域內(nèi)企業(yè)為單位，實現(xiàn)分級分類的企業(yè)數(shù)字“全景畫像”，并在此基礎(chǔ)上對存量用戶、新增用戶、特殊用戶進行差異化的數(shù)字“個性畫像”，通過不同狀態(tài)下企業(yè)用電特征的分析、監(jiān)測，全景展示企業(yè)環(huán)保狀態(tài)。

排污監(jiān)測，電能透視企業(yè)“全景圖”。以區(qū)域、行業(yè)等為單位，結(jié)合環(huán)保部門實際需求，基于電力、環(huán)保數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析及分布式溯源方法，完成企業(yè)異常排污、許可準入、排污溯源等發(fā)動態(tài)監(jiān)測。

數(shù)據(jù)賦能，構(gòu)建環(huán)保評估“預(yù)測圖”

對“電力+環(huán)?！焙Ａ慷嘣串悩?gòu)數(shù)據(jù)進行深度挖掘，基于常見的工業(yè)空氣質(zhì)量指標AQI（Air Quality Index），對重點污染地區(qū)環(huán)境容量進行預(yù)測分析，經(jīng)過沿黃流域（黃河沿岸流域）重點排污企業(yè)歷史用電數(shù)據(jù)分析，計算形成區(qū)域和企業(yè)的排放空間的時空分布，包括企業(yè)排放空間、月度排放空間2個維度，進而優(yōu)化不同區(qū)域內(nèi)企業(yè)錯峰減排用電策略，并為環(huán)保部門提前采取排污防控措施提供決策和政策依據(jù)。

空間分布，企業(yè)排放空間“知上線”。以沿黃流域重點排污企業(yè)為對象，排除月用電量為0的企業(yè)用戶，通計算得出每月平均用電量情況，并預(yù)估出區(qū)域排放“上線”，在一定裕度下作為重點污染企業(yè)防治管控措施制定依據(jù)，助力執(zhí)法部門監(jiān)測。

時間分布，企業(yè)排放月度“知未來”。以沿黃流域重點排污企業(yè)為對象，計算得出區(qū)域每月剩余的電量分布，由此預(yù)估出變化周期，特別是法定節(jié)假日等特殊時期，提升排污策略優(yōu)化。

實施效果

打造“綠色生態(tài)共同體”，以甘肅黃河流域治理帶動全域高質(zhì)量發(fā)展

以黃河流域生態(tài)治理為切入點，將“生態(tài)電網(wǎng)”建設(shè)全面融入地方生態(tài)文明建設(shè)，基于電力大數(shù)據(jù)與環(huán)保大數(shù)據(jù)多源信息融合，在提升城市生態(tài)環(huán)境管理精細化的同時，挖掘黃河流域甘肅段的生態(tài)保護和發(fā)展?jié)摿?，推動區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。

沿黃流域排污監(jiān)測。構(gòu)建黃河流域重點監(jiān)控排污企業(yè)識別模型，重點關(guān)注火電、造紙等8大行業(yè)181個細分行業(yè)，接入監(jiān)測重點污染企業(yè)及散亂污企業(yè)共3833戶。

提出環(huán)保監(jiān)管建議。通過基于電力大數(shù)據(jù)的區(qū)域環(huán)保監(jiān)測專題分析報告，為環(huán)保部門提供監(jiān)管建議和決策依據(jù)。從重點企業(yè)用電情況分析結(jié)果來看，753戶企業(yè)還是以工業(yè)為主，造成的污染主要是采礦業(yè)形成的廢渣，須要環(huán)保部門加強對采礦業(yè)的監(jiān)督，且臨時用電大工業(yè)企業(yè)及制造業(yè)等排污企業(yè)會對環(huán)境污染造成影響。

融通“電力、環(huán)保、企業(yè)”三大數(shù)據(jù)湖，數(shù)字賦能電網(wǎng)企業(yè)提質(zhì)增效

通過電力大數(shù)據(jù)賦能，黃河流域生態(tài)治理實現(xiàn)從“人在看”到“電在算”，從“現(xiàn)場查”到“線上控”，從“事后管控”到“閉環(huán)管理”，從“數(shù)據(jù)孤島”到“聯(lián)防聯(lián)控”，從“周期長效益低”到“省投資提質(zhì)效”五大轉(zhuǎn)變，不僅節(jié)約大量環(huán)保監(jiān)測成本，而且推動“生態(tài)電網(wǎng)”建設(shè)，助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)，衍生出售電量提升、新能源消納等經(jīng)濟效益。

拓展環(huán)保用電量容量。推動污染防治從政府強力監(jiān)管向企業(yè)主動減排轉(zhuǎn)變，并通過與排污同步監(jiān)測的重點企業(yè)、居民用戶用電異常行為，不僅有效保證排污企業(yè)環(huán)保用電穩(wěn)步增長，而且全面防止了竊電等“跑冒滴漏”現(xiàn)象，沿黃流域重點排污企業(yè)2021年用電量較2020年用電量同期對比明顯增加。

推動新能源并網(wǎng)消納。結(jié)合“十四五”電網(wǎng)規(guī)劃及新能源生態(tài)，積極服務(wù)新能源開發(fā)，利用新能源云平臺等手段，提供新能源消納分析、電源并網(wǎng)等一站式服務(wù)，積極服務(wù)地方政府，服務(wù)新能源企業(yè)，促進清潔能源高效利用，并積極引導(dǎo)用戶企業(yè)避峰、科學(xué)用電，由此避免的負荷過載、峰谷不均等電量及電網(wǎng)損耗成本約200萬元。

深化政企、企企融合，電網(wǎng)引領(lǐng)黃河流域智慧能源服務(wù)生態(tài)圈建設(shè)

堅持“連接開放，共生共贏”原則，形成政府主導(dǎo)、政策引導(dǎo)、市場調(diào)節(jié)、企業(yè)率先、全社會共同參與的生態(tài)聯(lián)防聯(lián)治新格局。

深化和諧政企關(guān)系。有力支撐“甘肅環(huán)保大數(shù)據(jù)管理平臺”建設(shè)運營，形成“電眼”看生態(tài)保護紅線、“電眼”看環(huán)境質(zhì)量底線、“電眼”看資源利用3個服務(wù)體系。

優(yōu)化電力營商環(huán)境。通過企業(yè)用電數(shù)據(jù)情況全景監(jiān)測及預(yù)測，打破傳統(tǒng)行業(yè)與用戶間的觀念壁壘，為排污企業(yè)安全、科學(xué)用電、排污提供支撐幫助，特別是基于區(qū)域和企業(yè)排放空間時空分布的預(yù)測，為企業(yè)錯峰減排用電策略優(yōu)化提供建議。同時，結(jié)合環(huán)保及電價相關(guān)法規(guī)政策深入一線開展調(diào)研，積極向發(fā)改委爭取環(huán)保設(shè)備專項優(yōu)惠電價政策，減輕企業(yè)治污壓力。

發(fā)揮“鏈長”作用。發(fā)揮電網(wǎng)在電力產(chǎn)業(yè)鏈的“鏈長”引領(lǐng)作用，率先開放生態(tài)并與生態(tài)伙伴共同建立“隴源”生態(tài)品牌，加快傳統(tǒng)電力系統(tǒng)源隨荷動向電、熱、冷、汽多能耦合轉(zhuǎn)變，構(gòu)建開放、合作、共贏能源服務(wù)平臺和生態(tài)圈，打造創(chuàng)新、協(xié)同、高效、開放的“能源+業(yè)務(wù)”能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字生態(tài)，保障能源、工業(yè)與城市生活可持續(xù)發(fā)展，全面打造幸福、和諧、宜居、綠色的區(qū)域生態(tài)環(huán)境，有效助力打贏打好污染防治攻堅戰(zhàn)，為黃河流域甘肅段經(jīng)濟社會發(fā)展展現(xiàn)電網(wǎng)擔(dān)當(dāng)。