基于大數(shù)據(jù)平臺的新能源智能化運營監(jiān)管技術研究

許 青

（山東省科學技術情報研究院,山東 濟南 250101）

隨著“碳達峰，碳中和”戰(zhàn)略目標的深入推進，我國能源結構開始全面調(diào)整，以實現(xiàn)能源節(jié)約與環(huán)境保護的目標。我國的新能源優(yōu)勢極為顯著，風能、光能以及地熱能在新能源發(fā)展中占據(jù)有利地位，現(xiàn)已被廣泛應用于發(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與發(fā)展的深入，對以風能、光能以及地熱能為主的清潔能源需求越來越大。然而，由于新能源應用量逐年遞增，加之歷年來形成的一系列粗放型應用模式，使得新能源的開發(fā)與應用效率不高、效果不明顯，尤其是集中應用新能源的形勢不容樂觀，供求矛盾也日漸突出。因此，通過對新能源的高效開發(fā)與利用，實現(xiàn)“在開發(fā)中保護，在保護中開發(fā)”已成為當前新能源運營管理的主要任務。要實現(xiàn)新能源開發(fā)的節(jié)約、集約利用，就要不斷加強以大數(shù)據(jù)信息技術為主要手段的新能源精細化管理。而以大數(shù)據(jù)平臺為依托的新能源智能化運營監(jiān)管技術可以推動新能源得以高效應用。

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，地熱、風電、光伏等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐越來越快，成為實現(xiàn)“雙碳”目標的重要推動力。同時，大數(shù)據(jù)技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、數(shù)字智能技術與傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了深度融合。傳統(tǒng)能源數(shù)據(jù)系統(tǒng)在應用中存在很多問題，難以適應新時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的構建不可復刻常規(guī)的區(qū)域能源管控模式，應該結合新能源應用需求與新能源供給方式，深入探索平臺的各項功能，滿足新能源需求預測、區(qū)域源網(wǎng)荷儲優(yōu)化調(diào)度、綠電電力代交易、能效與運營管理等方面的需求。近年來，關于大數(shù)據(jù)在運營管理領域的研究與實踐深受國內(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)平臺的新能源智能化運營監(jiān)管技術研究具有重要現(xiàn)實意義。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著大數(shù)據(jù)、云平臺、互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代化技術迅猛發(fā)展的推動，以及能源革命與數(shù)字革命的快速融合，新能源領域步入全面轉(zhuǎn)型時期。國內(nèi)外新能源企業(yè)與新能源設備廠商紛紛開展了新能源大數(shù)據(jù)平臺建設，并利用大數(shù)據(jù)平臺開展了相關業(yè)務。美國通用電氣公司于2015年在國際領先的風機與風電行業(yè)的數(shù)字基礎設施上，建立了動態(tài)的、可聯(lián)網(wǎng)的，同時具有較強適應性的數(shù)字化風電場，將其發(fā)電量提高約20%，為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的價值[1]。國內(nèi)的新能源廠商、風機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)字化技術在風機和風場應用的基礎上展開了一系列的研究。吳智泉等的“智慧風電體系架構研究”、魏鎖的“國家電投探索建設智慧企業(yè)”等，都對大數(shù)據(jù)平臺在新能源中的應用進行了介紹[2-3]。遠景能源有限公司構建的EnOS能源物聯(lián)網(wǎng)平臺就是在智慧風場的大數(shù)據(jù)平臺基礎上實現(xiàn)的[4]?；诖?，本文提出了以大數(shù)據(jù)平臺為依托的新能源智能化運營監(jiān)管平臺，并實現(xiàn)了新能源平臺的高效利用，促進能源結構轉(zhuǎn)型與數(shù)字變革。

2 新能源大數(shù)據(jù)運營監(jiān)管平臺

隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，對于這一領域的運營監(jiān)管需求日益增強。新能源大數(shù)據(jù)運營監(jiān)管平臺正是在這一背景下應運而生，旨在通過大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)對新能源領域的全面、實時和智能的監(jiān)管。這一平臺的出現(xiàn)，不僅有助于提高新能源運營的效率和安全性，也有助于推動整個行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2.1 平臺構建原則

第一，統(tǒng)籌規(guī)劃原則。平臺的建設應統(tǒng)籌考慮新能源設施的布局、規(guī)模、類型等因素，制定科學合理的規(guī)劃，確保平臺的覆蓋范圍和功能滿足實際需求。第二，依法合規(guī)原則。遵守相關法律法規(guī)和政策規(guī)定，確保數(shù)據(jù)的合法性和安全性。同時，應加強與政府部門溝通與合作，共同推動新能源產(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)的新能源設施特點和發(fā)展狀況，制定針對性的解決方案，提高平臺的適應性和實用性。第四，自主創(chuàng)新原則。注重技術創(chuàng)新和業(yè)務創(chuàng)新，積極探索新能源大數(shù)據(jù)的應用價值和發(fā)展前景，推動新能源技術創(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手段，確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。同時，應建立健全安全管理制度和應急預案，提高平臺的安全防范能力。

2.2 平臺構建理念

第一，新能源大數(shù)據(jù)平臺的構建應結合國內(nèi)外領先的能源大數(shù)據(jù)實踐結果，并引入數(shù)據(jù)空間設計理念，旨在處理新能源大數(shù)據(jù)共享與傳輸中存在的安全、信任以及標準等問題，可以完成多主體在線供需對接以及多對多的數(shù)據(jù)安全共享。第二，新能源設施的運行狀態(tài)是動態(tài)變化的，因此平臺應具備實時監(jiān)控和反饋能力。這要求平臺能夠快速獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，并及時向用戶提供相關信息。第三，數(shù)據(jù)安全是平臺建設的重要考量因素。應采取有效的安全措施和技術手段，確保數(shù)據(jù)不被非法獲取、篡改或損壞。同時，平臺應具備高可用性和高可靠性，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。第四，平臺應提供全面、實時的數(shù)據(jù)支持，幫助決策者做出科學、合理的決策。通過對數(shù)據(jù)的深入分析和挖掘，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和機會，為決策提供有力依據(jù)。第五，平臺應以提升新能源運營效率為目標。通過實時監(jiān)測和預警，及時發(fā)現(xiàn)和解決運營過程中的問題；通過智能化分析和預測，優(yōu)化運營策略，提高運營效率。第六，平臺應具備創(chuàng)新服務模式的能力。結合新能源領域的特點和需求，提供定制化、個性化的服務模式。同時，借助大數(shù)據(jù)和人工智能技術，不斷創(chuàng)新服務模式，提升用戶體驗。第七，平臺應促進新能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過優(yōu)化運營和提高效率，降低能源消耗和環(huán)境污染；通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策和創(chuàng)新服務模式，推動新能源技術進步和應用，最終實現(xiàn)經(jīng)濟、社會和環(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用的建設形式，主要由核心發(fā)電裝置、儲能系統(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，利用大數(shù)據(jù)邊緣計算的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與預處理、數(shù)據(jù)重抽樣與統(tǒng)計計算、專用業(yè)務計算等各項功能，能夠?qū)崿F(xiàn)新能源場站整體運行的集中控制與安全監(jiān)督，為新能源發(fā)電企業(yè)實現(xiàn)集團化監(jiān)控、集約化管理等提供有力支撐。所謂的邊緣計算，即指在接近外圍設備或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)，憑借網(wǎng)絡、計算、存儲以及應用等核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務。邊緣計算的應用程序在邊緣端發(fā)起，形成快速的網(wǎng)絡服務響應，滿足新能源場站與集中控制中心在實時業(yè)務、智能監(jiān)管與運營等方面的基本需求。邊緣計算可在物理實體中間，也可處在物理實體的頂層，而云計算依舊能夠訪問邊緣計算的歷史數(shù)據(jù)[5]。由于利用大數(shù)據(jù)平臺，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，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，減少控制中心的運行壓力，緩解平臺因為傳輸數(shù)據(jù)所造成的壓力。

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與預處理

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與預處理是大數(shù)據(jù)運營監(jiān)管平臺中至關重要的一環(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)值的一個類型轉(zhuǎn)換成另一個類型，例如，F(xiàn)LOAT基礎數(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的遙測值區(qū)間，此時就能夠?qū)⑺邮盏倪b測值根據(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、錯誤或不完整的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性。異常值處理則是識別并處理偏離正常范圍的異常數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)分析的準確性和可靠性。缺失值填充則是采用一定的方法對缺失數(shù)據(jù)進行填充，以避免數(shù)據(jù)分析時出現(xiàn)偏差。

3.2 數(shù)據(jù)重抽樣與統(tǒng)計計算

第一，數(shù)據(jù)重抽樣是通過反復從訓練集中抽取樣本，然后對每一個樣本重新擬合一個感興趣的模型，來獲取關于擬合模型的附加信息。對新能源場站風機組來說，根據(jù)新能源場站的具體配置把已經(jīng)獲取的風機可編輯邏輯控制數(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上，最大限度地降低數(shù)據(jù)的傳輸量。第二，統(tǒng)計計算涉及的方面較多，主要是統(tǒng)計方法與實際計算的結合。要想實現(xiàn)統(tǒng)計計算功能，必須在數(shù)據(jù)采集內(nèi)部設置一定的緩存，并緩存相應時間內(nèi)的秒級數(shù)據(jù)，然后按照一定的統(tǒng)計周期，對數(shù)據(jù)展開定期的統(tǒng)計，最后輸出統(tǒng)計結果，并傳輸給新能源集中控制中心，或者傳輸?shù)脚c之相關的各類外部數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)中，例如，新能源場站風機數(shù)據(jù)的60 s數(shù)據(jù)統(tǒng)計、300 s數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及600 s數(shù)據(jù)統(tǒng)計等[6]。

3.3 專用業(yè)務計算

現(xiàn)今，基于大數(shù)據(jù)平臺的新能源場站專用業(yè)務計算主要分為三種。第一種，風機組狀態(tài)計算可以按照電網(wǎng)新能源發(fā)電要求，把場站的風機組從現(xiàn)有的運營狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電網(wǎng)標準狀態(tài)，以此提高風機組的運行效率與運行質(zhì)量。第二種，風機組故障計算能夠憑借對新能源配置的遙信變位動作的先后順序與準確時間等情況實施綜合性計算，以探索和分析風機組故障，這能夠第一時間處理風機組工作期間出現(xiàn)的故障，從而促進風機組運行效率的提升。第三種，風機組數(shù)據(jù)狀態(tài)計算可以利用新能源配置的各項條件來輔助完成，以此來改變風電機組的可運行狀態(tài)，確保風機組可以對多變的運行環(huán)境產(chǎn)生較強的適應性。

4 新能源大數(shù)據(jù)智能化運營監(jiān)管平臺的設計與應用

4.1 新能源大數(shù)據(jù)平臺設計

4.1.1 平臺基礎設計

新能源大數(shù)據(jù)平臺所具有的核心功能旨在為多主體能源相關數(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)賦能以及價值傳遞。平臺基礎設計的幾個關鍵方面：（1）硬件基礎設施，包括高性能的服務器、存儲設備和網(wǎng)絡設備等，以滿足大數(shù)據(jù)處理和分析的運算和存儲需求。同時，需要具備容錯和災備功能，以確保數(shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（2）軟件基礎設施，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)處理和分析的基礎軟件環(huán)境。選擇穩(wěn)定、可靠的開源或商業(yè)產(chǎn)品是關鍵。（3）數(shù)據(jù)存儲架構，采用分布式存儲系統(tǒng)，以支持海量數(shù)據(jù)的存儲和處理。這種架構能夠提供高可用性、高性能和高擴展性的數(shù)據(jù)存儲服務。（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)，需要設計合理的數(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 平臺功能架構設計

在新能源大數(shù)據(jù)智能化運營監(jiān)管平臺的設計中，功能架構設計是至關重要的一環(huán)。該架構旨在確保平臺能夠滿足新能源行業(yè)的運營監(jiān)管需求，具備穩(wěn)定性、靈活性和可擴展性。首先，功能架構設計應明確平臺的核心功能和擴展功能。核心功能包括數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析和可視化等，是平臺穩(wěn)定運行的基礎。擴展功能則是根據(jù)新能源行業(yè)的特點和需求，提供定制化、個性化的服務，如預測模型、智能決策支持等。其次，功能架構設計需考慮平臺的模塊化結構。將平臺劃分為多個模塊，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，有助于提高平臺的可維護性和可擴展性。各模塊之間通過標準化的接口進行通信，確保數(shù)據(jù)的流通性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后，功能架構設計應注重平臺的可擴展性。隨著新能源技術的不斷發(fā)展和業(yè)務需求的不斷變化，平臺應具備良好的可擴展性，能夠平滑地適應未來的變化。為此，功能架構設計應遵循開放式體系結構和標準化的接口，便于功能的增加和系統(tǒng)的升級[7]。

4.1.3 平臺安全架構設計

安全架構設計應從整體上考慮平臺的安全需求和風險控制，這包括數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡安全、應用安全等，確保平臺在數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析和可視化等各個環(huán)節(jié)的安全性。首先，數(shù)據(jù)安全是平臺安全架構設計的核心。為了保護數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，應采取一系列安全措施。例如，對數(shù)據(jù)進行加密存儲，確保數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的機密性；實施訪問控制機制，限制對數(shù)據(jù)的訪問權限，防止未經(jīng)授權的訪問和數(shù)據(jù)泄露；定期進行數(shù)據(jù)備份和恢復，防止數(shù)據(jù)丟失和意外損壞等。其次，網(wǎng)絡安全是平臺安全架構設計的另一個重要方面。新能源大數(shù)據(jù)平臺需要與各種設備和系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，因此網(wǎng)絡安全至關重要。應采取防范措施，如部署防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等，防止網(wǎng)絡攻擊和惡意入侵；同時，應加強網(wǎng)絡通信的安全性，采用加密通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C密性和完整性。再次，新能源大數(shù)據(jù)平臺涉及各種應用系統(tǒng)的操作和管理，應確保應用系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。例如，對應用系統(tǒng)進行安全審計，及時發(fā)現(xiàn)和修復安全漏洞；加強應用系統(tǒng)的身份認證和授權管理，防止非法登錄和操作；定期對應用系統(tǒng)進行安全加固和更新，提高系統(tǒng)的抗攻擊能力等。最后，平臺安全架構設計還應考慮應急響應和恢復機制。在發(fā)生安全事件或系統(tǒng)故障時，應迅速采取應急響應措施，減小損失和影響范圍。

4.2 新能源大數(shù)據(jù)平臺標準體系建設

4.2.1 體系頂層設計

體系頂層設計應明確標準體系的目標和定位，新能源大數(shù)據(jù)平臺標準體系的目標是規(guī)范和指導新能源運營監(jiān)管的各個環(huán)節(jié)，提升運營監(jiān)管的效率和效果。標準體系應定位為行業(yè)內(nèi)的指導和規(guī)范，為新能源行業(yè)的運營監(jiān)管提供統(tǒng)一、規(guī)范的標準和依據(jù)。體系頂層設計應遵循科學性、系統(tǒng)性和可操作性的原則。科學性原則要求標準體系應基于科學理論和實踐經(jīng)驗，確保標準的合理性和有效性；系統(tǒng)性原則要求標準體系應全面考慮新能源運營監(jiān)管的各個方面，確保標準的整體性和協(xié)調(diào)性；可操作性原則要求標準體系應注重實際應用和實施效果，確保標準的實用性和可行性。

4.2.2 體系標準化建設

在新能源大數(shù)據(jù)智能化運營監(jiān)管平臺的標準體系建設中，標準化建設是實現(xiàn)平臺規(guī)范化、高效化運行的重要基礎。通過制定和實施標準，可以確保平臺在數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析和可視化等方面的規(guī)范性和一致性，提高平臺的運行效率和可靠性。

第一，標準化建設應明確標準制定的原則和依據(jù)。在制定標準時，應遵循科學性、實用性、可操作性和前瞻性的原則，確保標準的合理性和有效性。同時，應參考國內(nèi)外相關標準和最佳實踐，結合新能源行業(yè)的實際情況和發(fā)展需求，制定適合的平臺標準。第二，標準化建設應注重數(shù)據(jù)標準制定。數(shù)據(jù)是新能源大數(shù)據(jù)平臺的核心要素，數(shù)據(jù)標準制定對于確保數(shù)據(jù)質(zhì)量、一致性和可比較性至關重要。應制定數(shù)據(jù)采集標準，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)存儲標準，規(guī)范數(shù)據(jù)的組織、存儲方式和存儲介質(zhì)；制定數(shù)據(jù)交換標準，促進不同系統(tǒng)、平臺和組織之間的數(shù)據(jù)共享和交換。第三，標準化建設還應關注技術和應用標準制定。針對新能源大數(shù)據(jù)的特點和需求，應制定技術標準，包括數(shù)據(jù)處理和分析方法、算法和模型等方面的標準；制定應用標準，針對不同應用場景和需求，制定相應的數(shù)據(jù)應用規(guī)范和操作流程。這些標準的制定將有助于提高平臺的技術水平和應用效果。第四，標準化建設應建立標準的實施和監(jiān)督機制。通過制定實施細則和操作指南，加強標準的宣傳和培訓，增強相關人員的標準化意識和能力。建立標準的監(jiān)督和評估機制，定期對標準的執(zhí)行情況進行檢查和評估，及時發(fā)現(xiàn)和解決標準實施中存在的問題，促進標準體系持續(xù)改進和優(yōu)化。第五，標準化建設應加強國際合作與交流。新能源大數(shù)據(jù)領域的標準化工作是一個全球性的任務，國際合作與交流有助于推動標準的一致性和互操作性。積極參與國際標準化組織的相關工作，跟蹤國際標準化動態(tài)，借鑒國際先進標準和實踐經(jīng)驗，提升我國在新能源大數(shù)據(jù)標準化領域的國際地位和影響力。

4.3 新能源大數(shù)據(jù)平臺智能化運營監(jiān)管技術應用與案例分析

4.3.1 新能源大數(shù)據(jù)智能化運營監(jiān)管平臺應用

第一，新能源需求預測。新能源大數(shù)據(jù)平臺智能化運營監(jiān)管技術顯得尤為重要，這種技術應用可以對新能源發(fā)電進行預測，對區(qū)域內(nèi)分布式能源發(fā)展進行預測，對電負荷和冷負荷進行監(jiān)測，從而為運營者和管理者提供決策支持，確保新能源設施的安全、穩(wěn)定運行。（1）新能源發(fā)電預測。通過收集和分析新能源設施的歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，利用機器學習和人工智能算法，對新能源發(fā)電的功率、電量等進行預測。這有助于提前了解發(fā)電情況，優(yōu)化調(diào)度和運營管理。（2）區(qū)域內(nèi)分布式能源發(fā)電預測?；诖髷?shù)據(jù)分析，對區(qū)域內(nèi)分布式能源的發(fā)展趨勢進行預測，包括分布式光伏、風電、儲能等。這有助于合理規(guī)劃能源布局，提高能源利用效率。（3）電負荷監(jiān)測與預測。實時監(jiān)測互聯(lián)網(wǎng)設備的電負荷情況，包括負荷的分布、變化趨勢等。通過數(shù)據(jù)分析，可以預測未來的用電需求，優(yōu)化電力調(diào)度，提高供電可靠性。（4）冷負荷監(jiān)測和預測。依照區(qū)域的實際情況，利用制冷設備對運行設備降溫問題，并預測短期、中期和長期的冷負荷需求，從而為實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心冷熱負荷靈活優(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，從而實現(xiàn)對整個過程的分析，達到源網(wǎng)荷儲一體化優(yōu)化調(diào)度控制，實現(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)濟調(diào)度。依照綠色電力市場交易要求，減少大數(shù)據(jù)對成本的使用，制定數(shù)據(jù)中心功率調(diào)節(jié)、冷設備調(diào)節(jié)和新能源儲能設備充放電調(diào)節(jié)的源網(wǎng)荷儲一體化調(diào)度運營優(yōu)化策略。（2）電網(wǎng)第三方輔助服務。針對數(shù)據(jù)中心可以調(diào)節(jié)的空調(diào)設備、互聯(lián)網(wǎng)設備等，依照為市場服務的價格和負荷運行研究結果，最大限度地為市場收益服務，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)設備的用能功率調(diào)節(jié)、冷熱設備用能功率調(diào)節(jié)、新能源場站側(cè)以及大數(shù)據(jù)區(qū)域側(cè)儲能設備充放電調(diào)節(jié)在內(nèi)的源網(wǎng)荷儲一體化輔助服務市場調(diào)度運營優(yōu)化措施。（3）數(shù)據(jù)任務以及設備用電負荷需求映射優(yōu)化調(diào)度?；谟脩粲秒娯摵蓴?shù)據(jù)和實時電力供需情況，智能化運營監(jiān)管平臺可提供優(yōu)化用電負荷需求調(diào)度的解決方案。通過對不同時段的成本和供需情況的智能分析，平臺可為用戶提供更為經(jīng)濟的用電策略，同時幫助電力企業(yè)實現(xiàn)更為合理的電力調(diào)度。（4）算力任務與冷負荷需求映射優(yōu)化調(diào)度。依照氣溫、氣象和互聯(lián)網(wǎng)設備功耗信息，反映到設備冷負荷需求，進一步優(yōu)化數(shù)據(jù)中心冷熱設備調(diào)節(jié)方案，設計出冷熱設備主動跟隨互聯(lián)網(wǎng)計算，并實現(xiàn)動態(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，對未來發(fā)展加以分析，綜合了解電力市場交易、風電儲節(jié)點電價與負荷市場購電電價等具體信息，從而實現(xiàn)實時監(jiān)測與評估，動態(tài)地分析源荷雙方綠色電力中長期交易執(zhí)行情況，同時掌握其中的成本偏差和違約考核風險；依照源網(wǎng)荷儲的實際情況以及調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)智能化決策，并提出源網(wǎng)荷儲一體化調(diào)度運營優(yōu)化策略，涉及數(shù)據(jù)中心IT用能功率調(diào)節(jié)、冷熱設備用能功率調(diào)節(jié)、新能源場站側(cè)與儲能設備充放電調(diào)節(jié)。平臺可以針對性地實現(xiàn)對交易與用戶的統(tǒng)一管理，從而積極地發(fā)布信息、管理客戶、預測電量、管理交易和管理結算等相關功能[9]。

第四，能效管理。針對整個區(qū)域內(nèi)的電能利用效率進行動態(tài)管控，并掌握風能和碳排放等相關指標，將其作為區(qū)域內(nèi)的運營與考核標準，從而實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電能的合理使用。監(jiān)測能耗主要涉及碳排放監(jiān)測和能耗、評估能耗與碳審計等。相比于傳統(tǒng)能耗監(jiān)測來說，數(shù)據(jù)中心更加重視電能和水利用率的應用，并將其作為數(shù)據(jù)中心考核標準。

第五，運營管理。數(shù)據(jù)中心綜合運營監(jiān)管平臺作為區(qū)域平臺中的組成，其運營管理和傳統(tǒng)區(qū)域平臺相似，涉及管理設備、智能運維和計量能源等相關功能。

4.3.2 新能源大數(shù)據(jù)智能化運營監(jiān)管平臺應用案例分析

以某新能源企業(yè)為例。該企業(yè)所設計的以大數(shù)據(jù)為依托的數(shù)字智能化新能源場站運營監(jiān)管一體化平臺投入使用后，已經(jīng)實現(xiàn)了上萬臺發(fā)電機組的接入，完成了上百萬千瓦的發(fā)電量目標，所建立的監(jiān)控點高達六百多萬個，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，該平臺能夠?qū)芏囗椖块_展全面診斷、系統(tǒng)優(yōu)化與專家分析，并生成專業(yè)報告。該企業(yè)的某個項目，利用該平臺的智能分析功能診斷出了該項目的發(fā)電量損失與模型偏差，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化分析后，獲得了安全防護以及提質(zhì)增效等維度的建議。綜合建議，以平價上網(wǎng)電價計算，該新能源企業(yè)的一個新能源場站年發(fā)電效益就能夠增加1 000萬元，如果將這一平臺運用到企業(yè)的所有新能源場站中，預測所獲得的發(fā)電效益接近百億元[10]。

該企業(yè)的另一個項目，針對該項目開展前期、系統(tǒng)工程以及投入生產(chǎn)等階段，通過系統(tǒng)優(yōu)化平臺分析了風能資源、設備穩(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)平臺能看出，場站存在著污染葉片、設備振動與高溫等情況，在處理設備、優(yōu)化數(shù)據(jù)后，得到很好的效果。第二，場站機組功率曲線極不統(tǒng)一，功率分散點較寬。在優(yōu)化空氣密度、升級控制參數(shù)后，也實現(xiàn)了提質(zhì)增效的目標。

5 結論

新能源大數(shù)據(jù)平臺的設計與建設研究能夠滿足能源結構轉(zhuǎn)型升級以及數(shù)字變革的融合發(fā)展趨勢，能夠推動新能源信息的深度融合。依托技術平臺和安全監(jiān)督管理機制，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設施，帶動區(qū)域新能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展與高質(zhì)量發(fā)展，從而促進國家經(jīng)濟的迅猛增長。大數(shù)據(jù)所具有的功能、涉及的技術有很多，國家也為此頒布了很多政策，新能源產(chǎn)業(yè)在數(shù)字智能化運營監(jiān)控領域取得了很多成就，提高了新能源精細化運營監(jiān)管水平，促進了新能源更好地服務于城市建設和發(fā)展。然而新能源應用領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，從而更好地促進新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。