基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的新能源智能化運(yùn)營監(jiān)管技術(shù)研究

許 青

（山東省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究院,山東 濟(jì)南 250101）

隨著“碳達(dá)峰，碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的深入推進(jìn)，我國能源結(jié)構(gòu)開始全面調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。我國的新能源優(yōu)勢(shì)極為顯著，風(fēng)能、光能以及地?zé)崮茉谛履茉窗l(fā)展中占據(jù)有利地位，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于發(fā)電、生產(chǎn)、供暖等各方面。隨著生態(tài)宜居城市與美麗和諧城市建設(shè)與發(fā)展的深入，對(duì)以風(fēng)能、光能以及地?zé)崮転橹鞯那鍧嵞茉葱枨笤絹碓酱蟆Ｈ欢?，由于新能源?yīng)用量逐年遞增，加之歷年來形成的一系列粗放型應(yīng)用模式，使得新能源的開發(fā)與應(yīng)用效率不高、效果不明顯，尤其是集中應(yīng)用新能源的形勢(shì)不容樂觀，供求矛盾也日漸突出。因此，通過對(duì)新能源的高效開發(fā)與利用，實(shí)現(xiàn)“在開發(fā)中保護(hù)，在保護(hù)中開發(fā)”已成為當(dāng)前新能源運(yùn)營管理的主要任務(wù)。要實(shí)現(xiàn)新能源開發(fā)的節(jié)約、集約利用，就要不斷加強(qiáng)以大數(shù)據(jù)信息技術(shù)為主要手段的新能源精細(xì)化管理。而以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為依托的新能源智能化運(yùn)營監(jiān)管技術(shù)可以推動(dòng)新能源得以高效應(yīng)用。

1 研究背景及現(xiàn)狀

1.1 研究背景

隨著科技發(fā)展的推動(dòng)，地?zé)?、風(fēng)電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐越來越快，成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要推動(dòng)力。同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字智能技術(shù)與傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了深度融合。傳統(tǒng)能源數(shù)據(jù)系統(tǒng)在應(yīng)用中存在很多問題，難以適應(yīng)新時(shí)代背景下新能源管控的需求。大數(shù)據(jù)中心新能源管控平臺(tái)是支撐能源高效管理與利用的中樞。大數(shù)據(jù)中心新能源管控平臺(tái)的構(gòu)建不可復(fù)刻常規(guī)的區(qū)域能源管控模式，應(yīng)該結(jié)合新能源應(yīng)用需求與新能源供給方式，深入探索平臺(tái)的各項(xiàng)功能，滿足新能源需求預(yù)測(cè)、區(qū)域源網(wǎng)荷儲(chǔ)優(yōu)化調(diào)度、綠電電力代交易、能效與運(yùn)營管理等方面的需求。近年來，關(guān)于大數(shù)據(jù)在運(yùn)營管理領(lǐng)域的研究與實(shí)踐深受國內(nèi)外的重視，但現(xiàn)今的研究還有很多不足之處。因此，開展基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的新能源智能化運(yùn)營監(jiān)管技術(shù)研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化技術(shù)迅猛發(fā)展的推動(dòng)，以及能源革命與數(shù)字革命的快速融合，新能源領(lǐng)域步入全面轉(zhuǎn)型時(shí)期。國內(nèi)外新能源企業(yè)與新能源設(shè)備廠商紛紛開展了新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)，并利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)開展了相關(guān)業(yè)務(wù)。美國通用電氣公司于2015年在國際領(lǐng)先的風(fēng)機(jī)與風(fēng)電行業(yè)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施上，建立了動(dòng)態(tài)的、可聯(lián)網(wǎng)的，同時(shí)具有較強(qiáng)適應(yīng)性的數(shù)字化風(fēng)電場，將其發(fā)電量提高約20%，為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的價(jià)值[1]。國內(nèi)的新能源廠商、風(fēng)機(jī)廠商以及研究人士同樣圍繞大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化技術(shù)在風(fēng)機(jī)和風(fēng)場應(yīng)用的基礎(chǔ)上展開了一系列的研究。吳智泉等的“智慧風(fēng)電體系架構(gòu)研究”、魏鎖的“國家電投探索建設(shè)智慧企業(yè)”等，都對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)在新能源中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹[2-3]。遠(yuǎn)景能源有限公司構(gòu)建的EnOS能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)就是在智慧風(fēng)場的大數(shù)據(jù)平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的[4]?；诖?，本文提出了以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為依托的新能源智能化運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)了新能源平臺(tái)的高效利用，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與數(shù)字變革。

2 新能源大數(shù)據(jù)運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)

隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于這一領(lǐng)域的運(yùn)營監(jiān)管需求日益增強(qiáng)。新能源大數(shù)據(jù)運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)正是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生，旨在通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)新能源領(lǐng)域的全面、實(shí)時(shí)和智能的監(jiān)管。這一平臺(tái)的出現(xiàn)，不僅有助于提高新能源運(yùn)營的效率和安全性，也有助于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 平臺(tái)構(gòu)建原則

第一，統(tǒng)籌規(guī)劃原則。平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌考慮新能源設(shè)施的布局、規(guī)模、類型等因素，制定科學(xué)合理的規(guī)劃，確保平臺(tái)的覆蓋范圍和功能滿足實(shí)際需求。第二，依法合規(guī)原則。遵守相關(guān)法律法規(guī)和政策規(guī)定，確保數(shù)據(jù)的合法性和安全性。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)與政府部門溝通與合作，共同推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。第三，因地制宜原則。充分考慮不同地區(qū)的新能源設(shè)施特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r，制定針對(duì)性的解決方案，提高平臺(tái)的適應(yīng)性和實(shí)用性。第四，自主創(chuàng)新原則。注重技術(shù)創(chuàng)新和業(yè)務(wù)創(chuàng)新，積極探索新能源大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景，推動(dòng)新能源技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。第五，安全性和完整性原則。采取有效的安全措施和技術(shù)手段，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。同時(shí)，應(yīng)建立健全安全管理制度和應(yīng)急預(yù)案，提高平臺(tái)的安全防范能力。

2.2 平臺(tái)構(gòu)建理念

第一，新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建應(yīng)結(jié)合國內(nèi)外領(lǐng)先的能源大數(shù)據(jù)實(shí)踐結(jié)果，并引入數(shù)據(jù)空間設(shè)計(jì)理念，旨在處理新能源大數(shù)據(jù)共享與傳輸中存在的安全、信任以及標(biāo)準(zhǔn)等問題，可以完成多主體在線供需對(duì)接以及多對(duì)多的數(shù)據(jù)安全共享。第二，新能源設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)是動(dòng)態(tài)變化的，因此平臺(tái)應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋能力。這要求平臺(tái)能夠快速獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并及時(shí)向用戶提供相關(guān)信息。第三，數(shù)據(jù)安全是平臺(tái)建設(shè)的重要考量因素。應(yīng)采取有效的安全措施和技術(shù)手段，確保數(shù)據(jù)不被非法獲取、篡改或損壞。同時(shí)，平臺(tái)應(yīng)具備高可用性和高可靠性，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。第四，平臺(tái)應(yīng)提供全面、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持，幫助決策者做出科學(xué)、合理的決策。通過對(duì)數(shù)據(jù)的深入分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和機(jī)會(huì)，為決策提供有力依據(jù)。第五，平臺(tái)應(yīng)以提升新能源運(yùn)營效率為目標(biāo)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決運(yùn)營過程中的問題；通過智能化分析和預(yù)測(cè)，優(yōu)化運(yùn)營策略，提高運(yùn)營效率。第六，平臺(tái)應(yīng)具備創(chuàng)新服務(wù)模式的能力。結(jié)合新能源領(lǐng)域的特點(diǎn)和需求，提供定制化、個(gè)性化的服務(wù)模式。同時(shí)，借助大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，不斷創(chuàng)新服務(wù)模式，提升用戶體驗(yàn)。第七，平臺(tái)應(yīng)促進(jìn)新能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過優(yōu)化運(yùn)營和提高效率，降低能源消耗和環(huán)境污染；通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策和創(chuàng)新服務(wù)模式，推動(dòng)新能源技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。

3 大數(shù)據(jù)功能

新能源電站是一種新能源應(yīng)用的建設(shè)形式，主要由核心發(fā)電裝置、儲(chǔ)能系統(tǒng)、輸電與配電系統(tǒng)組成。將新能源電站接入大數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)邊緣計(jì)算的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與預(yù)處理、數(shù)據(jù)重抽樣與統(tǒng)計(jì)計(jì)算、專用業(yè)務(wù)計(jì)算等各項(xiàng)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)新能源場站整體運(yùn)行的集中控制與安全監(jiān)督，為新能源發(fā)電企業(yè)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化監(jiān)控、集約化管理等提供有力支撐。所謂的邊緣計(jì)算，即指在接近外圍設(shè)備或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，憑借網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)以及應(yīng)用等核心能力為一體的開放平臺(tái)，就近提供最近端服務(wù)。邊緣計(jì)算的應(yīng)用程序在邊緣端發(fā)起，形成快速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)響應(yīng)，滿足新能源場站與集中控制中心在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、智能監(jiān)管與運(yùn)營等方面的基本需求。邊緣計(jì)算可在物理實(shí)體中間，也可處在物理實(shí)體的頂層，而云計(jì)算依舊能夠訪問邊緣計(jì)算的歷史數(shù)據(jù)[5]。由于利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以此來出具分析數(shù)據(jù)，并且只是將處理后的數(shù)據(jù)上傳到平臺(tái)，所以減少多余的數(shù)據(jù)混入其中，有效地保證數(shù)據(jù)安全，減少控制中心的運(yùn)行壓力，緩解平臺(tái)因?yàn)閭鬏敂?shù)據(jù)所造成的壓力。

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與預(yù)處理

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與預(yù)處理是大數(shù)據(jù)運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)中至關(guān)重要的一環(huán)。由于新能源數(shù)據(jù)來源廣泛、類型多樣，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)清洗、異常值處理、缺失值填充等操作，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，是指按照配置把數(shù)據(jù)值的一個(gè)類型轉(zhuǎn)換成另一個(gè)類型，例如，F(xiàn)LOAT基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為Double數(shù)據(jù)類型；將INT數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化為BOOL數(shù)據(jù)類型等。同樣，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換按照配置，把遙測(cè)信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成遙信信息數(shù)據(jù)，所用的轉(zhuǎn)換策略就是配置與遙信值相適應(yīng)的遙測(cè)值區(qū)間，此時(shí)就能夠?qū)⑺邮盏倪b測(cè)值根據(jù)區(qū)間來轉(zhuǎn)化成適合的遙信值。數(shù)據(jù)清洗的目的是去除重復(fù)、錯(cuò)誤或不完整的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。異常值處理則是識(shí)別并處理偏離正常范圍的異常數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和可靠性。缺失值填充則是采用一定的方法對(duì)缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，以避免數(shù)據(jù)分析時(shí)出現(xiàn)偏差。

3.2 數(shù)據(jù)重抽樣與統(tǒng)計(jì)計(jì)算

第一，數(shù)據(jù)重抽樣是通過反復(fù)從訓(xùn)練集中抽取樣本，然后對(duì)每一個(gè)樣本重新擬合一個(gè)感興趣的模型，來獲取關(guān)于擬合模型的附加信息。對(duì)新能源場站風(fēng)機(jī)組來說，根據(jù)新能源場站的具體配置把已經(jīng)獲取的風(fēng)機(jī)可編輯邏輯控制數(shù)據(jù)，通過重抽樣，將高頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成低頻數(shù)據(jù)，兩種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換可以在滿足新能源集中控制中心要求的基礎(chǔ)上，最大限度地降低數(shù)據(jù)的傳輸量。第二，統(tǒng)計(jì)計(jì)算涉及的方面較多，主要是統(tǒng)計(jì)方法與實(shí)際計(jì)算的結(jié)合。要想實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)計(jì)算功能，必須在數(shù)據(jù)采集內(nèi)部設(shè)置一定的緩存，并緩存相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的秒級(jí)數(shù)據(jù)，然后按照一定的統(tǒng)計(jì)周期，對(duì)數(shù)據(jù)展開定期的統(tǒng)計(jì)，最后輸出統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并傳輸給新能源集中控制中心，或者傳輸?shù)脚c之相關(guān)的各類外部數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)中，例如，新能源場站風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)的60 s數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、300 s數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及600 s數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等[6]。

3.3 專用業(yè)務(wù)計(jì)算

現(xiàn)今，基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的新能源場站專用業(yè)務(wù)計(jì)算主要分為三種。第一種，風(fēng)機(jī)組狀態(tài)計(jì)算可以按照電網(wǎng)新能源發(fā)電要求，把場站的風(fēng)機(jī)組從現(xiàn)有的運(yùn)營狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，以此提高風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量。第二種，風(fēng)機(jī)組故障計(jì)算能夠憑借對(duì)新能源配置的遙信變位動(dòng)作的先后順序與準(zhǔn)確時(shí)間等情況實(shí)施綜合性計(jì)算，以探索和分析風(fēng)機(jī)組故障，這能夠第一時(shí)間處理風(fēng)機(jī)組工作期間出現(xiàn)的故障，從而促進(jìn)風(fēng)機(jī)組運(yùn)行效率的提升。第三種，風(fēng)機(jī)組數(shù)據(jù)狀態(tài)計(jì)算可以利用新能源配置的各項(xiàng)條件來輔助完成，以此來改變風(fēng)電機(jī)組的可運(yùn)行狀態(tài)，確保風(fēng)機(jī)組可以對(duì)多變的運(yùn)行環(huán)境產(chǎn)生較強(qiáng)的適應(yīng)性。

4 新能源大數(shù)據(jù)智能化運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

4.1 新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

4.1.1 平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)所具有的核心功能旨在為多主體能源相關(guān)數(shù)據(jù)給予安全可信的跨域流通空間，并憑借數(shù)據(jù)的共享與交易完成數(shù)據(jù)賦能以及價(jià)值傳遞。平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的幾個(gè)關(guān)鍵方面：（1）硬件基礎(chǔ)設(shè)施，包括高性能的服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，以滿足大數(shù)據(jù)處理和分析的運(yùn)算和存儲(chǔ)需求。同時(shí)，需要具備容錯(cuò)和災(zāi)備功能，以確保數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（2）軟件基礎(chǔ)設(shè)施，涉及操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等軟件的選型和配置，這些是支撐大數(shù)據(jù)處理和分析的基礎(chǔ)軟件環(huán)境。選擇穩(wěn)定、可靠的開源或商業(yè)產(chǎn)品是關(guān)鍵。（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)，采用分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，以支持海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。這種架構(gòu)能夠提供高可用性、高性能和高擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。（4）數(shù)據(jù)處理流程，包括數(shù)據(jù)采集、清洗、轉(zhuǎn)換、分析等環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)合理的數(shù)據(jù)處理流程，以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和處理效率。

4.1.2 平臺(tái)功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

在新能源大數(shù)據(jù)智能化運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，功能架構(gòu)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一環(huán)。該架構(gòu)旨在確保平臺(tái)能夠滿足新能源行業(yè)的運(yùn)營監(jiān)管需求，具備穩(wěn)定性、靈活性和可擴(kuò)展性。首先，功能架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)明確平臺(tái)的核心功能和擴(kuò)展功能。核心功能包括數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、分析和可視化等，是平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。擴(kuò)展功能則是根據(jù)新能源行業(yè)的特點(diǎn)和需求，提供定制化、個(gè)性化的服務(wù)，如預(yù)測(cè)模型、智能決策支持等。其次，功能架構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮平臺(tái)的模塊化結(jié)構(gòu)。將平臺(tái)劃分為多個(gè)模塊，如數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和用戶界面模塊等，有助于提高平臺(tái)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。各模塊之間通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口進(jìn)行通信，確保數(shù)據(jù)的流通性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后，功能架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注重平臺(tái)的可擴(kuò)展性。隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展和業(yè)務(wù)需求的不斷變化，平臺(tái)應(yīng)具備良好的可擴(kuò)展性，能夠平滑地適應(yīng)未來的變化。為此，功能架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循開放式體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化的接口，便于功能的增加和系統(tǒng)的升級(jí)[7]。

4.1.3 平臺(tái)安全架構(gòu)設(shè)計(jì)

安全架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)從整體上考慮平臺(tái)的安全需求和風(fēng)險(xiǎn)控制，這包括數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全等，確保平臺(tái)在數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、分析和可視化等各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性。首先，數(shù)據(jù)安全是平臺(tái)安全架構(gòu)設(shè)計(jì)的核心。為了保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，應(yīng)采取一系列安全措施。例如，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲(chǔ)過程中的機(jī)密性；實(shí)施訪問控制機(jī)制，限制對(duì)數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露；定期進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)，防止數(shù)據(jù)丟失和意外損壞等。其次，網(wǎng)絡(luò)安全是平臺(tái)安全架構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面。新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)需要與各種設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因此網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)重要。應(yīng)采取防范措施，如部署防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)等，防止網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意入侵；同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通信的安全性，采用加密通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性和完整性。再次，新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)涉及各種應(yīng)用系統(tǒng)的操作和管理，應(yīng)確保應(yīng)用系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。例如，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行安全審計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)安全漏洞；加強(qiáng)應(yīng)用系統(tǒng)的身份認(rèn)證和授權(quán)管理，防止非法登錄和操作；定期對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行安全加固和更新，提高系統(tǒng)的抗攻擊能力等。最后，平臺(tái)安全架構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮應(yīng)急響應(yīng)和恢復(fù)機(jī)制。在發(fā)生安全事件或系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)迅速采取應(yīng)急響應(yīng)措施，減小損失和影響范圍。

4.2 新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

4.2.1 體系頂層設(shè)計(jì)

體系頂層設(shè)計(jì)應(yīng)明確標(biāo)準(zhǔn)體系的目標(biāo)和定位，新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)體系的目標(biāo)是規(guī)范和指導(dǎo)新能源運(yùn)營監(jiān)管的各個(gè)環(huán)節(jié)，提升運(yùn)營監(jiān)管的效率和效果。標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)定位為行業(yè)內(nèi)的指導(dǎo)和規(guī)范，為新能源行業(yè)的運(yùn)營監(jiān)管提供統(tǒng)一、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。體系頂層設(shè)計(jì)應(yīng)遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性和可操作性的原則。科學(xué)性原則要求標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)基于科學(xué)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確保標(biāo)準(zhǔn)的合理性和有效性；系統(tǒng)性原則要求標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)全面考慮新能源運(yùn)營監(jiān)管的各個(gè)方面，確保標(biāo)準(zhǔn)的整體性和協(xié)調(diào)性；可操作性原則要求標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)注重實(shí)際應(yīng)用和實(shí)施效果，確保標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性和可行性。

4.2.2 體系標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

在新能源大數(shù)據(jù)智能化運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)中，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是實(shí)現(xiàn)平臺(tái)規(guī)范化、高效化運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。通過制定和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，可以確保平臺(tái)在數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、分析和可視化等方面的規(guī)范性和一致性，提高平臺(tái)的運(yùn)行效率和可靠性。

第一，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)應(yīng)明確標(biāo)準(zhǔn)制定的原則和依據(jù)。在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)遵循科學(xué)性、實(shí)用性、可操作性和前瞻性的原則，確保標(biāo)準(zhǔn)的合理性和有效性。同時(shí)，應(yīng)參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和最佳實(shí)踐，結(jié)合新能源行業(yè)的實(shí)際情況和發(fā)展需求，制定適合的平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。第二，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)應(yīng)注重?cái)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定。數(shù)據(jù)是新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)的核心要素，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制定對(duì)于確保數(shù)據(jù)質(zhì)量、一致性和可比較性至關(guān)重要。應(yīng)制定數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，明確數(shù)據(jù)來源、格式、質(zhì)量和頻率等方面的要求；制定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)方式和存儲(chǔ)介質(zhì)；制定數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)不同系統(tǒng)、平臺(tái)和組織之間的數(shù)據(jù)共享和交換。第三，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)還應(yīng)關(guān)注技術(shù)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)制定。針對(duì)新能源大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和需求，應(yīng)制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)處理和分析方法、算法和模型等方面的標(biāo)準(zhǔn)；制定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同應(yīng)用場景和需求，制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用規(guī)范和操作流程。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定將有助于提高平臺(tái)的技術(shù)水平和應(yīng)用效果。第四，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和監(jiān)督機(jī)制。通過制定實(shí)施細(xì)則和操作指南，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳和培訓(xùn)，增強(qiáng)相關(guān)人員的標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)和能力。建立標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)督和評(píng)估機(jī)制，定期對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況進(jìn)行檢查和評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施中存在的問題，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化。第五，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)應(yīng)加強(qiáng)國際合作與交流。新能源大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作是一個(gè)全球性的任務(wù)，國際合作與交流有助于推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的一致性和互操作性。積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的相關(guān)工作，跟蹤國際標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)態(tài)，借鑒國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提升我國在新能源大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的國際地位和影響力。

4.3 新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)智能化運(yùn)營監(jiān)管技術(shù)應(yīng)用與案例分析

4.3.1 新能源大數(shù)據(jù)智能化運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)應(yīng)用

第一，新能源需求預(yù)測(cè)。新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)智能化運(yùn)營監(jiān)管技術(shù)顯得尤為重要，這種技術(shù)應(yīng)用可以對(duì)新能源發(fā)電進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)區(qū)域內(nèi)分布式能源發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)電負(fù)荷和冷負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而為運(yùn)營者和管理者提供決策支持，確保新能源設(shè)施的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。（1）新能源發(fā)電預(yù)測(cè)。通過收集和分析新能源設(shè)施的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能算法，對(duì)新能源發(fā)電的功率、電量等進(jìn)行預(yù)測(cè)。這有助于提前了解發(fā)電情況，優(yōu)化調(diào)度和運(yùn)營管理。（2）區(qū)域內(nèi)分布式能源發(fā)電預(yù)測(cè)?；诖髷?shù)據(jù)分析，對(duì)區(qū)域內(nèi)分布式能源的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，包括分布式光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能等。這有助于合理規(guī)劃能源布局，提高能源利用效率。（3）電負(fù)荷監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電負(fù)荷情況，包括負(fù)荷的分布、變化趨勢(shì)等。通過數(shù)據(jù)分析，可以預(yù)測(cè)未來的用電需求，優(yōu)化電力調(diào)度，提高供電可靠性。（4）冷負(fù)荷監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)。依照區(qū)域的實(shí)際情況，利用制冷設(shè)備對(duì)運(yùn)行設(shè)備降溫問題，并預(yù)測(cè)短期、中期和長期的冷負(fù)荷需求，從而為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心冷熱負(fù)荷靈活優(yōu)化提供數(shù)據(jù)幫助[8]。

第二，區(qū)域源網(wǎng)荷儲(chǔ)優(yōu)化調(diào)度。依照數(shù)據(jù)規(guī)劃和可以調(diào)度的資源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)過程的分析，達(dá)到源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化優(yōu)化調(diào)度控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體效益最優(yōu)。（1）綠色電力交易方式下的多能經(jīng)濟(jì)調(diào)度。依照綠色電力市場交易要求，減少大數(shù)據(jù)對(duì)成本的使用，制定數(shù)據(jù)中心功率調(diào)節(jié)、冷設(shè)備調(diào)節(jié)和新能源儲(chǔ)能設(shè)備充放電調(diào)節(jié)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化調(diào)度運(yùn)營優(yōu)化策略。（2）電網(wǎng)第三方輔助服務(wù)。針對(duì)數(shù)據(jù)中心可以調(diào)節(jié)的空調(diào)設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等，依照為市場服務(wù)的價(jià)格和負(fù)荷運(yùn)行研究結(jié)果，最大限度地為市場收益服務(wù)，減少大數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的成本投入，智能化地提出數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的用能功率調(diào)節(jié)、冷熱設(shè)備用能功率調(diào)節(jié)、新能源場站側(cè)以及大數(shù)據(jù)區(qū)域側(cè)儲(chǔ)能設(shè)備充放電調(diào)節(jié)在內(nèi)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化輔助服務(wù)市場調(diào)度運(yùn)營優(yōu)化措施。（3）數(shù)據(jù)任務(wù)以及設(shè)備用電負(fù)荷需求映射優(yōu)化調(diào)度?；谟脩粲秒娯?fù)荷數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)電力供需情況，智能化運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)可提供優(yōu)化用電負(fù)荷需求調(diào)度的解決方案。通過對(duì)不同時(shí)段的成本和供需情況的智能分析，平臺(tái)可為用戶提供更為經(jīng)濟(jì)的用電策略，同時(shí)幫助電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)更為合理的電力調(diào)度。（4）算力任務(wù)與冷負(fù)荷需求映射優(yōu)化調(diào)度。依照氣溫、氣象和互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備功耗信息，反映到設(shè)備冷負(fù)荷需求，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)中心冷熱設(shè)備調(diào)節(jié)方案，設(shè)計(jì)出冷熱設(shè)備主動(dòng)跟隨互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的方案。

第三，綠電電力代交易。依照歷史和目前情況，對(duì)未來發(fā)展加以分析，綜合了解電力市場交易、風(fēng)電儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)電價(jià)與負(fù)荷市場購電電價(jià)等具體信息，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，動(dòng)態(tài)地分析源荷雙方綠色電力中長期交易執(zhí)行情況，同時(shí)掌握其中的成本偏差和違約考核風(fēng)險(xiǎn)；依照源網(wǎng)荷儲(chǔ)的實(shí)際情況以及調(diào)節(jié)能力，實(shí)現(xiàn)智能化決策，并提出源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化調(diào)度運(yùn)營優(yōu)化策略，涉及數(shù)據(jù)中心IT用能功率調(diào)節(jié)、冷熱設(shè)備用能功率調(diào)節(jié)、新能源場站側(cè)與儲(chǔ)能設(shè)備充放電調(diào)節(jié)。平臺(tái)可以針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)對(duì)交易與用戶的統(tǒng)一管理，從而積極地發(fā)布信息、管理客戶、預(yù)測(cè)電量、管理交易和管理結(jié)算等相關(guān)功能[9]。

第四，能效管理。針對(duì)整個(gè)區(qū)域內(nèi)的電能利用效率進(jìn)行動(dòng)態(tài)管控，并掌握風(fēng)能和碳排放等相關(guān)指標(biāo)，將其作為區(qū)域內(nèi)的運(yùn)營與考核標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電能的合理使用。監(jiān)測(cè)能耗主要涉及碳排放監(jiān)測(cè)和能耗、評(píng)估能耗與碳審計(jì)等。相比于傳統(tǒng)能耗監(jiān)測(cè)來說，數(shù)據(jù)中心更加重視電能和水利用率的應(yīng)用，并將其作為數(shù)據(jù)中心考核標(biāo)準(zhǔn)。

第五，運(yùn)營管理。數(shù)據(jù)中心綜合運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)作為區(qū)域平臺(tái)中的組成，其運(yùn)營管理和傳統(tǒng)區(qū)域平臺(tái)相似，涉及管理設(shè)備、智能運(yùn)維和計(jì)量能源等相關(guān)功能。

4.3.2 新能源大數(shù)據(jù)智能化運(yùn)營監(jiān)管平臺(tái)應(yīng)用案例分析

以某新能源企業(yè)為例。該企業(yè)所設(shè)計(jì)的以大數(shù)據(jù)為依托的數(shù)字智能化新能源場站運(yùn)營監(jiān)管一體化平臺(tái)投入使用后，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了上萬臺(tái)發(fā)電機(jī)組的接入，完成了上百萬千瓦的發(fā)電量目標(biāo)，所建立的監(jiān)控點(diǎn)高達(dá)六百多萬個(gè)，日常處理數(shù)據(jù)接近三百億條，已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)頂尖的工業(yè)IT系統(tǒng)。如今，該平臺(tái)能夠?qū)芏囗?xiàng)目開展全面診斷、系統(tǒng)優(yōu)化與專家分析，并生成專業(yè)報(bào)告。該企業(yè)的某個(gè)項(xiàng)目，利用該平臺(tái)的智能分析功能診斷出了該項(xiàng)目的發(fā)電量損失與模型偏差，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化分析后，獲得了安全防護(hù)以及提質(zhì)增效等維度的建議。綜合建議，以平價(jià)上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算，該新能源企業(yè)的一個(gè)新能源場站年發(fā)電效益就能夠增加1 000萬元，如果將這一平臺(tái)運(yùn)用到企業(yè)的所有新能源場站中，預(yù)測(cè)所獲得的發(fā)電效益接近百億元[10]。

該企業(yè)的另一個(gè)項(xiàng)目，針對(duì)該項(xiàng)目開展前期、系統(tǒng)工程以及投入生產(chǎn)等階段，通過系統(tǒng)優(yōu)化平臺(tái)分析了風(fēng)能資源、設(shè)備穩(wěn)定性與發(fā)電性能等多維度的發(fā)電量，并出具了優(yōu)化方案。該新能源發(fā)電場項(xiàng)目存在一定問題，但其提質(zhì)增效的空間較大。第一，場站存在較高的降容損失。通過分析系統(tǒng)平臺(tái)能看出，場站存在著污染葉片、設(shè)備振動(dòng)與高溫等情況，在處理設(shè)備、優(yōu)化數(shù)據(jù)后，得到很好的效果。第二，場站機(jī)組功率曲線極不統(tǒng)一，功率分散點(diǎn)較寬。在優(yōu)化空氣密度、升級(jí)控制參數(shù)后，也實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)增效的目標(biāo)。

5 結(jié)論

新能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與建設(shè)研究能夠滿足能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)以及數(shù)字變革的融合發(fā)展趨勢(shì)，能夠推動(dòng)新能源信息的深度融合。依托技術(shù)平臺(tái)和安全監(jiān)督管理機(jī)制，企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)多主體之間的數(shù)據(jù)安全合規(guī)、共享流通的新型基礎(chǔ)設(shè)施，帶動(dòng)區(qū)域新能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展與高質(zhì)量發(fā)展，從而促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)的迅猛增長。大數(shù)據(jù)所具有的功能、涉及的技術(shù)有很多，國家也為此頒布了很多政策，新能源產(chǎn)業(yè)在數(shù)字智能化運(yùn)營監(jiān)控領(lǐng)域取得了很多成就，提高了新能源精細(xì)化運(yùn)營監(jiān)管水平，促進(jìn)了新能源更好地服務(wù)于城市建設(shè)和發(fā)展。然而新能源應(yīng)用領(lǐng)域依舊有很大的上升空間，需要廣大研究人員繼續(xù)為之努力，從而更好地促進(jìn)新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。