「 能源變革的底座是云計(jì)算?！?/p>

時(shí)間倒退五年，蘭考縣的村民李俊超怎么也想不到自家的屋頂裝上光伏板，不僅用電不花錢(qián)，還能小有盈余。當(dāng)然，他更想不到的是，無(wú)意中成為了能源革命的先鋒。

這一切變化，都源于五年前河南省蘭考縣被定為全國(guó)首個(gè)農(nóng)村能源革命試點(diǎn)建設(shè)縣。

「?01 」

持續(xù)探索：有了太陽(yáng)有了風(fēng)，還差一朵“云”

用了很多年的火電，李俊超認(rèn)為這是常態(tài)，沒(méi)想自己有一天用到的電是來(lái)自太陽(yáng)和風(fēng)，還有“云”。

我國(guó)農(nóng)村能源發(fā)展不平衡、不充分的問(wèn)題一直存在。一方面對(duì)煤炭過(guò)于依賴，環(huán)境污染嚴(yán)重并且供給不充分，另一方面農(nóng)村儲(chǔ)量豐富的低碳資源（風(fēng)、光、水等）沒(méi)有得到有效的利用。

煤炭是農(nóng)村主要用能來(lái)源，效率低且污染大。而我國(guó)農(nóng)村地區(qū)分布著大量可再生能源，如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能等。正是看到這些天然優(yōu)質(zhì)資源，中國(guó)工程院院士、原副院長(zhǎng)杜祥琬牽頭發(fā)起了一起農(nóng)村能源革命，李俊超所在的河南蘭考縣幸運(yùn)地成為第一批試點(diǎn)。

蘭考縣作為能源變革的試點(diǎn)，首要任務(wù)就是能源供給結(jié)構(gòu)的變化?！疤m考作為典型的農(nóng)業(yè)大縣，風(fēng)、光、熱、農(nóng)林廢棄物、畜禽養(yǎng)殖廢棄物等能源資源豐富，開(kāi)展農(nóng)村能源革命試點(diǎn)具有較好的基礎(chǔ)條件。”蘭考縣發(fā)改委主任科員王雪林說(shuō)。

一些更顯性的變化發(fā)生了，家家戶戶的屋頂都裝上了太陽(yáng)能板，每個(gè)村子都有了風(fēng)機(jī)。

不過(guò)，李俊超發(fā)現(xiàn)自家裝在屋頂上的太陽(yáng)板，似乎還沒(méi)有用起來(lái)。

原因在于，新能源就是靠天吃飯，太陽(yáng)能和風(fēng)能并不會(huì)穩(wěn)定地輸出，今天下雨、明天刮風(fēng)，誰(shuí)也說(shuō)不準(zhǔn)。新能源發(fā)電的波動(dòng)性、間歇性、隨機(jī)性特征十分明顯，難以與用電需求相匹配，這是一個(gè)世界性的難題。

作為試點(diǎn)，蘭考縣還需要更深一步的探索——能源技術(shù)的革命。傳統(tǒng)的能源管理與調(diào)控技術(shù)不能滿足需求，需要發(fā)生根本性變化，向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。因此，探索中最重要的一部分就是通過(guò)5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等ICT技術(shù)，推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源體系建設(shè)，以適應(yīng)能源發(fā)展的新形勢(shì)。

可以說(shuō)，技術(shù)革命是可再生能源生產(chǎn)和消費(fèi)新模式之間的橋梁，是能源變革的催化劑和放大劑，沒(méi)有高效的智慧能源體系，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種能源互補(bǔ)的穩(wěn)定供給，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的消費(fèi)分配。

架起技術(shù)革命這座橋的，就是那朵“云”。從2020年開(kāi)始，蘭考縣供電公司、國(guó)網(wǎng)河南電力聯(lián)合華為云開(kāi)始了更進(jìn)一步的探索。

「?02 」

技術(shù)＋勇氣：攻破一個(gè)又一個(gè)世界難題

從傳統(tǒng)能源向新能源切換，挑戰(zhàn)一個(gè)接一個(gè)地來(lái)了。作為試點(diǎn)，蘭考縣就是要攻破這一個(gè)又一個(gè)難點(diǎn)。

蘭考在縣內(nèi)開(kāi)展了扶貧屋頂光伏項(xiàng)目和千鄉(xiāng)萬(wàn)村馭風(fēng)計(jì)劃。傳統(tǒng)發(fā)電模式電力來(lái)源非常集中，從發(fā)電廠統(tǒng)一輸出。但是現(xiàn)在多種新能源發(fā)電來(lái)源分散，在每一個(gè)屋頂，每一個(gè)風(fēng)機(jī)。每一個(gè)終端的數(shù)據(jù)都需要逐個(gè)收集并匯總統(tǒng)計(jì)，才能得出總體發(fā)電量，在一些農(nóng)村地區(qū)，太陽(yáng)能發(fā)電甚至需要“以屋頂為單位”各自為戰(zhàn)?？梢?jiàn)，分布式新能源海量節(jié)點(diǎn)分散，數(shù)據(jù)匯聚難，調(diào)節(jié)管控難。

國(guó)網(wǎng)河南電力采用華為云Stack提供的數(shù)據(jù)中臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)等能力建設(shè)了新一代數(shù)字化系統(tǒng)，通過(guò)ROMA Connect服務(wù)，通過(guò)支持HTTP、MQTT等多種協(xié)議，解決了端側(cè)協(xié)議雜亂、各自為戰(zhàn)的難題，將數(shù)以百計(jì)的智能電表等IOT終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，初步整理加工后匯總至能源數(shù)據(jù)庫(kù)，以作為輸入和參考完成電網(wǎng)策略的制定。該項(xiàng)目自建成投入使用以來(lái)，已累計(jì)完成4000萬(wàn)+條數(shù)據(jù)的接入。

我們知道，對(duì)于復(fù)雜業(yè)務(wù)的數(shù)字平臺(tái)的構(gòu)建，大部分的時(shí)間和支出將用于集成工作，數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要融合集成平臺(tái)（Hybrid Integration Platform ）。融合集成平臺(tái)是融合技術(shù)、數(shù)據(jù)，賦能應(yīng)用的機(jī)構(gòu)數(shù)字服務(wù)中樞，能夠很好的解決企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的訴求，是重構(gòu)數(shù)字化世界的基礎(chǔ)。所以，華為云Stack的ROMA Connect服務(wù)是新型智慧電力系統(tǒng)的根基。

還有一大挑戰(zhàn)來(lái)自新能源的不穩(wěn)定性，發(fā)電功率受到天氣等環(huán)境因素的強(qiáng)制約，實(shí)時(shí)功率存在較大的波動(dòng)性，輸出功率不穩(wěn)定，設(shè)備過(guò)載頻繁。要求電網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具備低時(shí)延能力，快速反應(yīng)應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電的波動(dòng)。

華為云Stack的云邊協(xié)同能力支持?jǐn)?shù)據(jù)的分鐘級(jí)采集，能夠?qū)崿F(xiàn)感知層、平臺(tái)層、應(yīng)用層的數(shù)據(jù)共享，平均時(shí)延小于100ms，為電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)整策略提供數(shù)據(jù)支持。

從單一傳統(tǒng)能源到多能互補(bǔ)，供給端發(fā)生了變化。從生活用電到生產(chǎn)用電，消費(fèi)端的需求也在逐步釋放。一端是波動(dòng)的電力生產(chǎn)，一端是多元、復(fù)雜的電力消費(fèi)。傳統(tǒng)的源荷預(yù)測(cè)模型無(wú)法滿足多能互補(bǔ)生產(chǎn)模式下的需求，為了保障用電，需要建立新型用電-發(fā)電預(yù)測(cè)模型。

國(guó)網(wǎng)河南電力采用了華為云Stack的MRS云原生數(shù)據(jù)湖服務(wù)，構(gòu)筑源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制平臺(tái)，基于澎湃分析計(jì)算能力支撐新能源電力調(diào)度優(yōu)化策略，精確預(yù)測(cè)清潔能源發(fā)電量。

大規(guī)模利用新能源發(fā)電是一個(gè)世界性的難題，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要重構(gòu)。在蘭考縣的試點(diǎn)中，華為云拿出最先進(jìn)的技術(shù)，河南電力拿出敢于創(chuàng)新的勇氣，一步一步探索出一個(gè)全新的模式——蘭考模式。

「?03 」

蘭考縣一小步，能源革命一大步

如今，李俊超已經(jīng)吃到了試點(diǎn)的紅利，不僅生活、生產(chǎn)用上了清潔電，還能“種”太陽(yáng)能來(lái)賺錢(qián)。

據(jù)代莊村黨支部書(shū)記代玉建介紹，代莊的屋頂光伏由國(guó)電投負(fù)責(zé)投資建設(shè)，每塊光伏板年收益40元，每戶年收益約1600元，相當(dāng)于多種2畝地的收入，穩(wěn)定收益20年。以前在田里種糧，現(xiàn)在在房頂“種”太陽(yáng)能，可以一勞永益。

幾年間，李俊超的生活發(fā)生了明顯的變化，這背后是整個(gè)蘭考縣進(jìn)步。

截止2022年底，蘭考全縣可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)115 萬(wàn)千瓦，比2016年增長(zhǎng)31倍。更重要的是能源結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化，全縣非化石能源消費(fèi)占比從22%提高到80.4%，可再生能源發(fā)電量占全社會(huì)用電量比重從21%提高到97%。

能源結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)顯著的社會(huì)效益：生活垃圾無(wú)害化處理率由30%提高到100%，秸稈、畜禽糞污資源化利用率達(dá)到96%，大大降低了碳排放；農(nóng)民通過(guò)分布式屋頂光伏發(fā)電滿足日常生活用電的同時(shí)，將多余電量送上電網(wǎng)，增加了農(nóng)民的收入；有充足的余量發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)。

通過(guò)試點(diǎn)，基于華為云Stack與河南國(guó)網(wǎng)聯(lián)手打造的蘭考能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，河南上線了首個(gè)縣域新型源荷多層控制系統(tǒng)，填補(bǔ)國(guó)際上縣域電網(wǎng)精細(xì)調(diào)度空白。讓蘭考縣域電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)“可預(yù)測(cè)、可控制、可自適應(yīng)?！闭嬲龑?shí)現(xiàn)了從“遠(yuǎn)方來(lái)”到“身邊取”的歷史性變化。

李俊超享受著清潔用電的同時(shí)，怎么也想不到自己所在的蘭考縣已經(jīng)有了這么多的“世界領(lǐng)先”。

國(guó)網(wǎng)河南電力與華為云Stack的聯(lián)合探索，取得了多個(gè)新能源發(fā)電領(lǐng)域首次突破，在技術(shù)層面也取得了多個(gè)世界領(lǐng)先。比如，突破性實(shí)現(xiàn)5*24小時(shí)不間斷新能源供電，達(dá)到新能源“自給自足”要求；上線首個(gè)縣域新型源荷多層控制系統(tǒng)，填補(bǔ)國(guó)際上縣域電網(wǎng)精細(xì)調(diào)度空白；新能源出力短期預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到96.5%，遙遙超出國(guó)際同類標(biāo)準(zhǔn)。

基于蘭考的成功實(shí)踐，2023年3月，國(guó)家能源局、生態(tài)環(huán)境部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家鄉(xiāng)村振興局聯(lián)合組織在全國(guó)范圍廣泛開(kāi)展農(nóng)村能源革命試點(diǎn)縣建設(shè)。推進(jìn)分布式能源技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，充分利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)，探索智能化、共享化農(nóng)村可再生能源生產(chǎn)和消費(fèi)新模式。

試點(diǎn)，最大的意義是走出一條沒(méi)人走過(guò)的路。蘭考縣借助云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IoT、AI等技術(shù)構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，探索“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化運(yùn)行，為全國(guó)乃至世界范圍探索出一條高效可行的，縣域發(fā)展新能源的路子，這對(duì)于正在大規(guī)模推進(jìn)的能源革命帶來(lái)樣板價(jià)值。