以新兴业务拓展为目标的多站融合管理

2022-07-01 02:52胡盼哲陈姗姗刘维民
关键词:站址储能数据中心

胡盼哲, 刘 畅, 陈姗姗, 朱 靖, 刘维民

(1.国网肥东供电公司, 安徽 合肥 231600;2.国网安徽营销服务中心, 安徽 合肥 230000;3.安徽明生电力投资集团有限公司, 安徽 合肥 230022;4.国网安徽省电力有限公司超高压分公司, 安徽 合肥 230000)

0 引言

为贯彻国家能源低碳转型战略方针,落实国家电网有限公司能源互联网企业以电网业务为主体,以金融业务、国际业务、支撑产业、战略性新兴产业为四翼的“一体四翼”布局,供电企业要以核心资源为基础,以数字经济为方向,以市场需求为导向,实施以电力新兴业务拓展为目标的多站融合管理。实施增量同建同管、存量巡检改造的管理举措,贯通信息通信网架,实现业务流、能源流和数据流的高效融合,建设需求精准匹配、建设方案多样、安全水平极高的多站融合建管模式,形成智慧高效的多站融合运营管理模式,达成互利共赢的多站融合商业模式。大幅提升电网资源利用效率,推动新兴业务快速拓展,形成绿色低碳、互利共赢的能源互联网产业生态,为美好生活充电,为美丽中国赋能。

1 以新兴业务拓展为目标的多站融合管理的背景

1.1 推动国家能源低碳转型发展的必然选择

我国是全球最大的碳排放国家,能源结构长期以煤为主,油气对外依存度高,清洁低碳转型需求紧迫。如何在空间资源日益紧缺的城市中大规模建设新能源基础设施已成为电网企业亟需解决的重要难题。党的十九大报告强调,要推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的现代能源系统[1]。为服务国家碳达峰、碳中和目标快速落地,扩大光伏站、储能站和充换电站等新能源基础设施规模,促进清洁能源高效开发利用,优化电力供给和消费结构。电网企业需要发挥自身在能源低碳转型进程中“大国重器”和“顶梁柱”的作用,开展以新兴业务拓展为目标的多站融合管理。

1.2 推进国网公司战略目标落地的迫切需要

国家大力推进新型工业化产业示范基地创建,将数据中心、云计算、大数据、工业互联网等新兴产业纳入新基建范畴,鼓励、推动新兴产业推广建设。电网企业需要顺应能源革命和数字革命融合发展趋势,转变以传统业务为中心的管理理念和管理思维,开展以新兴业务拓展为目标的多站融合管理。着力建设能源网架体系、信息支撑体系、价值创造体系三大支撑体系,推动电网、服务、产业全面超越发展。融合先进能源技术,重点打造能源领域新型数字基础设施,推动能源互联网建设,带动信息通信、新能源等相关产业发展,服务构建新发展格局。

1.3 拓展大型供电企业新兴业务的必经之路

近年来,我国经济下行压力不断增加,面对政策性降价和疫情爆发等多重因素的影响,电网企业产业链稳定性受到冲击。一方面,国内一般工商业电价连续下调,电网企业利润明显降低;另一方面,受新冠疫情影响,各行业用电需求持续走低,全社会用电量同比大幅下降,企业经营压力越来越大。因此,亟需转变电网企业现有发展模式,拓展新业务新业态,培育新的营收增长点。

2 以新兴业务拓展为目标的多站融合的主要做法

2.1 明确思路目标,建立多站融合管理机制

提升资源高效配置能力、智慧能源服务能力、产业创新升级能力,积极推动清洁低碳建设,强化自主创新,构建多站融合典型场景模式。对内深度融合能源数字技术,建设多站融合运营管理云平台、光储充放绿色微网系统和高效传输、智能可靠的信息网架,实现多站融合安全、智慧、高效管理。对外在共享电力基础设施、建设新型数字基础设施等方面与互联网企业、通信运营商开展多维度、深层次合作,大力开拓以多站融合为核心的新兴业务,带动信息通信、电动汽车、新能源等产业链上下游企业发展,形成互利合作共赢的能源互联网生态圈。

以“多站融合”为集中展示窗口,横向协同各专业部门,建立定期会商机制,加强各专业、部门之间的沟通与协调,解决新兴产业发展技术和管理中面临的难题。纵向深化省市县一体化管理机制,依托属地化单位触角深入、客户粘性强的优势共同推进多站融合等新兴业务发展,提升工作质量和管理效率,完善工作协同机制。

对内完善优化“职务+职级+专家”的人才晋升三通道建设。对外加大人才引进力度,采用专业推荐、柔性引才等多种方式重点引进能够突破关键技术、提升产业层次的专家人才,推进多站融合等新兴业务发展。同时注重以实绩和贡献评价人才,建立具有弹性和包容创新的评价体系和容错机制,为多站融合等新兴业务拓展提供智力支撑。

2.2 精准匹配需求,打造多站融合建管模式

全面梳理供电区域变电站、开闭所、配电房等站址资源,辅助运营商、互联网企业、充换电运营商建设新型数字基础设施,提供土地、电源、边缘计算、云化平台以及网络带宽等资源服务,实现站址资源数据的数字化管理和状态可视化展示。构建多站融合智能选址模型,综合考虑可用站址资源、市场需求、经济发达程度等因素,优先选择人口密度大、交通便利、需求增长强劲及通讯网络发达地区的站址资源[2]。匹配最优站址,提高站址资源现场勘查效率,缩短多站融合建设时长。根据多站融合规模智能生成清洁能源供应方案,实现配套工程智能匹配,自动估算配套工程造价概算,提升资源利用效率,降低建设投资和运营成本。

以电力站址为核心,按照客户需求融入数据中心、充电桩、换电仓、北斗地基增强站、5G基站、储能站、光伏站等设施,形成“1+N”站址融合方案。为互联网企业提供软硬件基础资源共享和边缘计算服务,面向通信运营商,提供“附挂基站+数据中心”解决方案,通过附挂5G基站,安装网络机柜,实现运营商5G基站即插即用、快速布点。面向充换电运营商,建设一体化多功能站,提供快充、慢充、换电等多元服务。同时融合光伏、储能等新能源站,构建资源高效复用、能源绿色互联、数字算力服务的能源服务综合体。

推进多站融合安全建设管理,面向客户需求和自身安全生产要求,依托多站融合智能选址模型和网上电网规划应用,推进多站融合与新建开闭所、变电站同步建设,在站址设计阶段统筹考虑,通过同步设计、施工、验收,从源头提升客户需求与站址资源匹配度,降低二次施工带来的隐患风险。依托物联感知、人工智能和图像识别技术,以便携式监控终端等采集感知装置为延伸,实现多站融合实时在线监控,提升现场作业安全防护水平。

2.3 融合数字技术,构建“三流合一”运营模式

贯通信息通信网架,提升站内数据传输效率。通过“5G+北斗”技术,实现多站融合运营、各个环节万物互联。以数据中心、5G基站等新型数字基础设施为载体,打造高效传输、智能可靠的信息网架,支撑多站融合高效运营。依托高可靠、高速率的5G信息通道,在数据中心对各种信息进行汇聚、存储、计算、分析,对电网运行中的突发状况及时响应并作出最优化调整,应用电力北斗精准服务网对客户的数据中心站、储能站、变配电站提供纳秒级授时服务,满足多站融合能源运行控制对高精度时间同步需求。

应用综合能源和信息技术,构建“光储充换用”(光伏、储能、充电站、换电站、数据中心)一体化综合站,如图1所示,为电动汽车充换电、数据中心边缘计算、“源网荷储”(电源、电网、负荷和储能)协同等服务赋能。探索建立交直流一体化微电网,实现“源网荷储”高效互动。站内光伏、储能、直流充电桩等组建直流“光储充”系统,绿色清洁的电能通过储能站源源不断地为充电桩提供电能,打造光伏储能一体化典型示范[3]。光伏发电优先供站内负荷使用,发电不足时由电网补充,充电需求间歇,发电上网创造价值,通过源荷互动、源网互补,提升全站运营效率、降低用能成本。应用多站融合运营管理云平台将绿色微电网系统作为独立的可控负荷与电网互联互通和智能控制,参与电力调峰辅助服务市场及电力市场交易,在保障多站融合和电网安全高效运行的同时,增加经济效益。

通过网、省两级联网运营,有效盘活资产。基于电网全景一张图,建设多站融合运营管理云平台,实现从需求、建设、勘察、实施到投运各阶段多站融合运营业务全流程和运营商务全流程线上管理。应用多站融合运营管理云平台大数据分析各类客户需求,积极开发新的增长点,面向政府、互联网和交通、教育、医疗等行业提供增值服务,推进业务模式转变和产业转型升级。平台接入多站融合中换电站、充电站、数据中心站、光伏站、储能站、动环监控等设备,实现“能源流、数据流和业务流”全景监控和分析,能源流动实时监测和“源网荷储”协同互动控制,数据中心数据流量监测和资源动态分配,充换电业务流运营监测和统计分析。

图1 光储充换用绿色微网系统

2.4 深化产品服务,开拓多站融合新兴业务

充分发挥变电站、开闭所、换电站等电网基础资源覆盖广泛、供电能力可靠的优势,在融合站内建设通信铁塔和多种不同类型的机房,面向互联网企业、通信运营商提供站址、机柜和服务器以及杆塔和光纤共享服务。开发基础资源共享服务,一方面解决互联网公司、通信运营商信息通信设施落地难、建设周期长等痛点,推动城市新型数字基础设施建设,带动电力业务与互联网行业一体化发展;另一方面有效挖掘电网基础资源附加价值,大幅提升公司站址、杆塔等电网资源利用效率,形成新的产业增长点,实现了内外共赢。

根据不同类型需求,在多站融合站内建设边缘计算、5G接入和汇聚三种不同类型的数据中心,提供数字算力服务[4]。对内支撑站内边缘计算和全省电力客户用电信息采集等业务,满足电力业务数字化应用;对外服务于中国移动、字节跳动等运营商及互联网企业客户,提供5G铁塔与BBU机房、IDC资源、云计算、北斗等服务。依托城市能源大数据中心,为合作企业提供异常用能分析、智慧运维等综合能源服务,提供能效诊断、用能建议等大数据产品增值服务,降低客户用能成本,提升用能服务体验。

升级电动汽车充换电服务。广泛吸引各类市场主体共同参与新兴产业发展,与电动汽车龙头企业达成深度合作协议,在多站融合站中建设一定规模、全国领先的智能充换电站和常规、无线、V2G等交直流充电桩,同时,通过5G+电动汽车有序充电,实现“人-车-桩-网”互联互动,降低用户充电成本,助力“零排放”电动汽车推广应用,降低城市碳排放,激活新能源消费市场,服务新能源汽车产业蓬勃发展。

拓展光伏+储能服务。通过开发建设一定规模光伏电站,为全站负荷提供充足的绿色能源,实现清洁能源全覆盖。建设集中式储能系统,既为全站提供可靠后备电力保障,又通过“低谷充、高峰放”的方式实现电价套利,降低全站用电成本,并纳入智慧能源服务平台统一管理,与源网荷储系统高效互动,保障清洁能源消纳,实现能源供应清洁化,为提质增效注入绿色动能。

2.5 优化资源配置,健全多站融合保障措施

完善管理制度标准。围绕多站融合商业合作、设计标准、建设管理、运维管理、运营效益等方面,完善细化实施细则,做到制度有规定、实施有保障;在设计标准化方面,开展多站融合设计和安装技术研究,细化边缘计算节点的典型设计;在建设标准化方面,组织技术攻关,形成杆塔附挂建设标准,严格执行作业安全和质量要求;在验收标准化方面,组织制定基站附挂、多站融合等验收规范,提出施工工艺、安全距离、防雷接地、设备、市电引入、光缆敷设等方面的验收要求;在运维标准化方面,印发《多站融合数据中心站运维指导手册》,加强杆塔、机房日常巡视和检修管理,建立属地协同机制;在运营标准化方面,制定《多站融合数据中心站项目商业运营指导手册》,明确运营主体与分工,探索典型商业模式。

强化技术研究应用。重点与高校研究机构、政府机关、领先互联网企业等建立战略合作关系,共同推进5G、人工智能、新能源等领域新技术研发应用。打造5G电力应用体验中心,强化关键核心技术推广应用,带动智慧物联、5G与地理时空信息服务、人工智能与区块链等新兴产业快速发展,共同拓展新业务、新市场,扩大生态圈[5]。

优化资金专项管理。争取多站融合项目专项资金,用于基础设施智能化改造、能源大数据中心建设运营等。加强项目“后评估”专项监督,通过开展“花钱必问效、无效必问责”的资金管理措施,稳步提升资金投入产出效率,控制资金使用风险。加强多渠道投资保障,广泛利用政府和社会资金,成立混合所有制企业,采用能源托管、场地租赁、资源共享、算力服务等方式,推进多站融合管理升级及新兴产业发展壮大。

3 以新兴业务拓展为目标的多站融合管理的效果

3.1 建成多站融合管理模式

通过实施以电力新兴业务拓展为目标的多站融合管理,形成了安全、高效的多站融合管理模式。智能选址模型大幅提升了多站融合选址勘查效率,相较传统选址方式缩短了3个工作日,大幅提升站址资源与客户需求匹配效率,缩短多站融合建设时效;“1+N”站址融合方案有效满足各类客户多样化需求。增量同建同管,存量巡检改造的方式,稳步提升多站融合安全防护水平,利用“机器代人巡查巡视”,减少了巡视人力物力。数字化云平台实现多站融合运营业务全流程和运营商务全流程智慧管理,提升多站融合运营效率;“光储充换用”绿色微网系统实现多站融合“源网荷储”协同互动,大幅降低多站融合用能成本;“5G+北斗”技术应用,实现多站融合运营各个环节万物互联,支撑多站融合高效运营。

3.2 推动新兴业务快速发展

促进管理延伸,拓展基础资源共享、数字算力、充换电、能效提升等新兴业务,形成新的利润增长点。与中国移动、中国联通等单位签订电力杆管线附挂5G通信线路租赁维护协议,推进基础资源共享。多站融合数据中心为通信运营商和互联网企业提供数字算力服务,充换电设施为新能源汽车提供交直流充电、有序充电、V2G、无线充电等一站式服务。通过大规模部署光伏和储能等新能源参与“源网荷储”协调互动,利用“低谷充、高峰放”的方式实现了电价套利,节约用电成本,提升光伏+储能服务。

3.3 促进城市建设绿色发展

通过实施以电力新兴业务拓展为目标的多站融合管理,共享电网基础资源,建设边缘数据中心站、北斗地面增强站等新型基础设施服务体系,为城市各行各业提供计算、存储、网络等服务资源,助力新型智慧城市建设。“光储充放”绿色微网系统为储能、光伏、电动汽车等新能源产业提供了一种全新的应用场景,带动新能源企业快速发展。初步形成了清洁主导、电为中心的能源供应和消费体系,节约煤碳消耗,减少了二氧化硫(SO2)、二氧化碳(CO2)的排放,助力了城市绿色低碳可持续发展。

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