清潔能源大數據

維克托·邁爾·舍恩伯格曾在《大數據時(shí)代：生活、工作與思維的大變革》一書(shū)中具有前瞻性地指出，大數據帶來(lái)的信息風(fēng)暴正在變革我們的生活、工作與思維，大數據開(kāi)啟了一次重大的時(shí)代轉型。對于一直以來(lái)封閉、壟斷以及資本厚重的能源行業(yè)來(lái)說(shuō)，大數據帶來(lái)了變革的曙光。大數據技術(shù)在能源領(lǐng)域的深入應用，相關(guān)能源技術(shù)革命與大數據理念的深度融合，將加速推進(jìn)包括光伏、風(fēng)電等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展及商業(yè)模式的創(chuàng )新，最終迎來(lái)整個(gè)能源體系的變革。

以基于清潔能源電站(這里主要探討的是光伏和風(fēng)電為代表的清潔能源)的全生命周期特點(diǎn)、大數據技術(shù)的具體操作過(guò)程，筆者提出清潔能源大數據的三維生態(tài)架構，即數據域、工作域和系統域。

數據域應包括清潔能源電站全生命周期(規劃及設計、建造及驗收、監測及控制、運維及管理、資產(chǎn)評估及交易)中相關(guān)的所有數據，不僅包括光伏電站實(shí)時(shí)運行的電量數據，還應包括輻射數據、氣象數據和地理數據，以及一些政策信息、銀行貸款利率和購電協(xié)議等。工作域將涉及數據從采集到應用的全生命周期，包括采集、接收、傳輸、存儲、處理、可視化、計算、分析及應用等多個(gè)層面。系統域包括設備層、通信層、數據層、應用層及交易層。

清潔能源大數據就像是一座逐漸被掘的金礦，通過(guò)對其進(jìn)行獲取、處理、分析及應用，其潛在價(jià)值正逐步為清潔能源行業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力。我將從八個(gè)方面詳細闡述清潔能源大數據的應用方向。

1、清潔能源電站規劃與設計

通過(guò)集成輻射數據、氣象數據、地理數據、政策數據、金融數據、電站設備數據等清潔能源大數據，可實(shí)現對清潔能源電站的一站式規劃與設計。

比如，Geostellar通過(guò)其線(xiàn)上數據分析及搜索系統，為用戶(hù)提供光伏電站的設計、融資、安裝等服務(wù)，它提出“希望成為行業(yè)內最大的太陽(yáng)能資源搜索引擎”這樣的愿景;GoogleSunroof項目則基于高分辨率衛星圖像、Google地圖數據以及自己家周?chē)南嚓P(guān)數據，協(xié)助有意安裝屋頂太陽(yáng)能項目的潛在客戶(hù)，評估在自家屋頂安裝太陽(yáng)能電池板后的發(fā)電潛力及其效益。

2、電站監控與運維

清潔大數據可服務(wù)于清潔能源發(fā)電項目的監控與運維?；陲L(fēng)光資源數據及發(fā)電運行數據，對發(fā)電項目進(jìn)行運行監測、分析與運行效率評價(jià)，為提高項目運行管理水平提供支撐;基于清潔能源大數據的信息挖掘與智能預測，對發(fā)電設備的運行管理進(jìn)行精準調度、故障診斷和狀態(tài)檢修;基于大數據處理的優(yōu)勢，可實(shí)現從線(xiàn)上實(shí)時(shí)監控到線(xiàn)下運維的及時(shí)無(wú)縫對接，從遠程故障診斷到線(xiàn)下同步維護，真正實(shí)現高效的O2O協(xié)同運維?；诖髷祿碾娬颈O控與運維，將從根本上提高運行效能、運行安全和運行質(zhì)量。

3、設備評估與升級

通過(guò)實(shí)時(shí)監測光伏裝備的運行狀態(tài)，清潔能源裝備制造企業(yè)可從海量數據中篩選出裝備的關(guān)鍵運行數據，進(jìn)而對設備進(jìn)行性能評估與可靠性分析，統計設備故障率及運行效率，并以此為基礎開(kāi)展基于大數據的裝備故障預警、質(zhì)量診斷、程序升級、遠程優(yōu)化等增值服務(wù)。此外，裝備制造企業(yè)基于大數據深入挖掘分析，可形成面向生產(chǎn)研發(fā)的決策服務(wù)信息，幫助企業(yè)把握清潔能源裝備的發(fā)展方向，為產(chǎn)品優(yōu)化升級提供數據支撐，并從根本上提高電站發(fā)電運行安全和運行質(zhì)量。

4、項目評級與融資

隨著(zhù)電站投資隊伍中逐步出現基金、信托等角色，以及銀行對于清潔能源電站貸款的普及，電站評級與融資平臺就必然會(huì )出現?；诖髷祿?，可對包括光伏和風(fēng)電發(fā)電項目的技術(shù)水平、實(shí)際狀態(tài)及財務(wù)狀況進(jìn)行評價(jià)，進(jìn)行項目估值及風(fēng)險評估，為項目融資、并購、轉讓提供技術(shù)保障。

5、電量預測與交易

隨著(zhù)輸配電價(jià)的核定與電力市場(chǎng)的不斷放開(kāi)，廣大電站也將逐漸通過(guò)售電商代理集成等方式參與電力市場(chǎng)交易。而這時(shí)，對電站發(fā)電數據的實(shí)時(shí)監測及預測將尤為重要，其實(shí)時(shí)發(fā)電量數據將成為電價(jià)制定參考依據之一。

6、電力消納與調度

隨著(zhù)清潔能源發(fā)電的滲透率越來(lái)越高，需要通過(guò)對電站進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)電數據監測，使發(fā)電數據參與整個(gè)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電力調度之中，支撐電網(wǎng)對清潔能源發(fā)電的優(yōu)化調度，降低含大規模清潔能源發(fā)電接入的電網(wǎng)運行風(fēng)險，提升網(wǎng)源協(xié)調控制水平，增強光伏發(fā)電的消納能力，進(jìn)而實(shí)現能源消費和能源生產(chǎn)分配的優(yōu)化。

比如，2015年3月20日，借助實(shí)時(shí)光伏數據監測平臺PVLeistunginDeutschland，德國對其全國范圍內的光伏發(fā)電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，這不僅給出了光伏發(fā)電系統在日食期間的發(fā)電能力，也為德國電網(wǎng)應對日食進(jìn)行電力調度給出了堅實(shí)的依據。

德國光伏數據監測平臺PVLeistunginDeutschland

7、政策制定與評估

基于清潔能源大數據例如光伏數據的深度挖掘及分析，可實(shí)現對我國各地區太陽(yáng)能資源、光伏發(fā)電建設運行、地區電網(wǎng)接納能力等進(jìn)行全面評估，從而全面、準確掌握我國光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)利用實(shí)際情況，為政府制定和完善光伏扶持政策及行業(yè)規范提供技術(shù)支持。在新能源政策制定過(guò)程中甚至在制定之前，通過(guò)分析光伏大數據，完成深度數據挖掘及分析，進(jìn)而判斷如何有效地制定新能源政策方案，以減少甚至避免政策出臺后的失誤，提高政策執行效率;在新能源政策執行過(guò)程中，通過(guò)光伏大數據可建立健全信息反饋機制，及時(shí)準確地獲得新能源相關(guān)數據信息，進(jìn)一步地基于對數據的深入分析，可有效地評估新能源政策的執行效果，以及時(shí)糾正政策的偏差。充分發(fā)揮光伏大數據的效用，將能夠幫助新能源政策制定者更好地理解哪些刺激行為、什么樣的環(huán)境、政策和監管的改變會(huì )更加現實(shí)和有效。

比如，德國在努力推進(jìn)可再生能源的開(kāi)發(fā)應用時(shí)，利用新能源發(fā)電和家庭電表反饋的數據，制定了具有可行性的激勵政策，調整了傳統的新能源補貼方式，以增加對新能源和智能電網(wǎng)基礎設施的投資，進(jìn)而實(shí)現了根據需求優(yōu)化資源配置的目的。

8、行業(yè)規劃與監管

基于清潔能源大數據，可建立精確需求導向的新能源規劃模式，并可推動(dòng)多能協(xié)同的綜合規劃模式，提升政府對新能源重大規劃的科學(xué)決策水平。此外，發(fā)揮清潔能源大數據技術(shù)在能源監管中的基礎性作用，可推動(dòng)新能源監管模式的創(chuàng )新，建立透明高效的現代新能源監督管理網(wǎng)絡(luò )體系，提升新能源監管的效率和效益。

比如，建設中的國家光伏發(fā)電公共數據平臺，將實(shí)現對已建成光伏發(fā)電項目全面接入，構建能夠全面反映光伏發(fā)電項目質(zhì)量、技術(shù)、性能的公共大數據平臺，分析評估光伏發(fā)電總體技術(shù)水平及運行狀況，從而為國家及地方政府出臺政策提供充分的事實(shí)依據，實(shí)現對光伏發(fā)電建設和長(cháng)期運行的監管，保障光伏產(chǎn)業(yè)有序健康發(fā)展。

總之，清潔能源大數據能否驅動(dòng)清潔能源行業(yè)的發(fā)展，取決于其業(yè)務(wù)價(jià)值。清潔能源大數據的獲取很重要，但是掌控了數據并非就代表掌握了未來(lái)的入口;清潔能源大數據真正要發(fā)揮價(jià)值，需要有清晰而明確的商業(yè)模式，從而進(jìn)一步推動(dòng)大數據在清潔能源產(chǎn)業(yè)的應用。