“一区域一集控”背景下新能源生产运维集聚管理平台研究

摘要：新能源“一区域一集控”项目的落地实施为提高新能源集中控制、数据共享、智慧运营的现代生产运维集聚生态提供了基础保障。在“一区域一集控”背景下，围绕工业互联网的应用打造新能源基建生产运维的集聚管理生态平台成为新时期提高能源工业互联网发展水平和智慧运作能力的关键。本文在阐述“一区域一集控”内涵和特征的基础上，针对当前新能源工业互联网的发展状况，分别从新能源基建生产运维集聚管理生态平台建设可行性、设计需求和主要建设内容方面进行分析，最后探讨了平台应用可能的成效。

关键词：“一区域一集控”；工业互联网；新能源；生产运维集聚管理生态平台

DOI：10.12433/zgkjtz.20242914

能源作为国家经济社会发展的重要驱动力，是关系到社会经济发展的全局性、战略性资源。在“双碳”目标实现进程中，如何实现低碳转型发展被视作经济创新的关键。习近平总书记指出，“要抓住新一轮能源结构调整及能源技术变革趋势，建设全球能源互联网以实现绿色低碳发展”，这为新能源产业的蓬勃发展提供了坚实的方向指引，新能源生产运维管理受到广泛重视。国家“十三五”规划中首次提到能源互联网，并明确了“源—网—荷—储”协同式发展、集成互补的能源互联网体系。这在一定程度上凸显了以数字化平台对新能源的生产运维进行统筹管理的重要性。

在此基础上，国家能源集团提出的“一区域一集控”项目为提高能源互联网建设水平提供了良好的范例。 作为一种基于数字经济理念进行集中管理的现代化体系，“一区域一集控”项目充分实现了新能源的 “集中控制、数据共享、智能运维、资源协同、无人值班、少人值守”，在很大程度上便于有关人员对新能源项目生产运维的全流程介入，提高了新能源场站的管理效率。截至2024年5月，“一区域一集控”项目在风能、光伏领域的应用已取得重大成果，比如构建了海量新能源实时数据体系， 实现百万新能源基站观测点的数据实时共享，在新能源集控运行方面贡献良多。在“一区域一集控”背景下 ，打造基于工业互联网的新能源基建生产运维集聚管理生态平台，实现对新能源资源的统筹优化管理，这是中国新能源产业实现高质量发展的关键所在。

一、新能源“一区域一集控”的内涵与特征

（一）新能源“一区域一集控”的内涵

新能源“一区域一集控”是以省区为单位，通过对区域内的新能源场站进行集中控制，围绕区域内协同调度和运行的具体目标，面向多运营主体进行信息交换与共享，继而实现新能源的“集中控制、数据集约运用、数字化运维” ，新能源企业和场站能够更好地实现“少人值守、无人值班”的数字智能化综合运维体系。“一区域一集控”项目对于区域跨度大、管理难度高的新能源场站的生产与运维具有突出贡献， 管理人员可在不亲临场站的情况下根据电子系统中反映的生产运维数据信息，及时准确地了解设备运转的情况以及可能出现的风险，并采取相应的管理手段提早介入，继而提高新能源场站运行管理水平。

（二）新能源“一区域一集控”的特征

1.全生命周期系统建设

“一区域一集控”项目的布局和应用具有全周期性，部分产品已实现了对外推广和商业化应用。其全周期性体现在新能源场站的建设、生产、运维具有同步性，不仅项目的立项、设计、运用和维护与新能源场站的建设、成长、发展密切相关，而且对于诸如光伏、风电、核能等新能源产品的全生命周期迭代创新同样具有良好的契合性，能够为新能源产业的现代化发展提供支持。

2.经济性强

“一区域一集控”项目能够充分发挥能源产业优势，并通过强化一体化管控将新能源从“源随荷动”的传统利用形式向多种能源解耦运行的方式转变。例如实现风光火储的一体化发展，在改变能源利用形式、转变新能源管理体制的同时也能够促进国家能源经济现代化创新，通过不断提升能源产业的生产运维管理效率来实现更高水平的经济产出。在实践应用中，“一区域一集控”具有鲜明的经济特性能够实现区域协同调度能力，结合区域能源市场对能源交易的供需情况进行综合判断，继而实现优化交易策略，发挥经济效益最大化的特质。

二、打造基于工业互联网新能源基建生产运维集聚管理生态平台的可行性

（一）市场前景广阔

随着能源市场的快速发展，新能源产业链日益完备，市场需求日益旺盛，市场前景广阔。近年来，新能源产业抓住新一轮能源结构转型的机遇，形成多样化细分市场和差异化竞争格局，新能源市场主体不断丰富，将产生大量的信息化市场需求，而产业链提供数据分析与技术支持的数字平台也将获得高速成长的机会。

（二）技术储备完善

工业互联网技术体系伴随着数字经济与传统产业的融合发展而日渐成熟。当前围绕新能源产业搭建的智慧运营服务平台、虚拟新能源场站智能管控平台等已在全国开展广泛应用，在能源生产管理、运营数据提取和分析、实时调控和辅助决策方面已积累起相对成熟的技术体系，能够满足基于工业互联网新能源基建生产运维集聚管理生态平台建设和实际使用的需求，因而在技术层面也具有可行性。

三、工业互联网新能源基建生产运维集聚管理生态平台建设

（一）设计概述

工业互联网新能源基建生产运维集聚管理生态平台的建设，旨在利用“一区域一集控”项目的成功经验，通过完善工业互联网与数字化能源管理的整合创新实现平台型管理体系建设，打造“新能源产品+服务”全流程数字化体系。在构建过程中，围绕前期、基建、智慧运行、智能运维等基建生产运维集束管理的全生命周期管控体系， 通过现代数据集成打通新能源基建生产运维集束管理全过程。充分发挥多种数字化技术如5G、云计算、人工智能、机器视觉等实现对新能源场站或企业的生产运维的“人机料法环”等环节的全面管控。实现数据赋能，工业互联网驱动的新能源基建生产运维管理模式，由此实现新能源区域集控建设目标。图1显示了基于工业互联网的新能源生产运维集聚管理平台结构框架。

（二）新能源生产运维集聚管理平台的建设需求

智能通信网络、传感器、计算机软硬件、大系统层级管控等诸多新技术的广泛应用为新能源基建生产运维集聚管理生态平台的建设提供了良好的技术支撑，相比普通新能源调度自动化系统而言，平台的特有需求如下：

一是需要接入的设备数量更多，信息量显著增长，因而集中管控和系统集成的难度增加。

二是数据类型更加多样，需针对不同的新能源产品类型以及基建设施的实际建设情况处理不同类型数据，例如需有光伏和风电等新能源类型特有的数据模型。

三是对“一区域一集控”系统功能的深化，实现同时关联不同的能源调度系统，甚至需要进行跨省联网运行，这对新平台的系统稳定性和兼容性提出了新的要求。

（三）组成架构分析

基于工业互联网的新能源基建生产运维集聚管理生态平台组成架构主要分为如下几方面：

一是底层感知层。作为实现新能源基建生产运维底层数据打包的关键环节，工业互联网平台通过设备、机器视觉、人工智能和工业PDA等数字技术和物理系统，实现对新能源场站“人机料法环”等基础数据的感知和编码，为实现新能源基建生产运维数据的网络化应用提供基础帮助。

二是网络层。通过部署设置5G网络，借助新能源工业以太网、现场总线和云基础设施，实现对采集数据的传输、计算与存储。

三是平台层。工业互联网已形成多态化的数据汇集、协议转换和边缘计算体系。利用工业互联网平台搭建包括大数据治理、数据共享及智能分析等在内的功能，整合传统ERP、SAP系统融入工业互联网应用场景，在一定程度上能够促进新能源基建生产运维水平提升。 图2显示了基建生产运维全寿命集聚管理业务的组织架构。

（四）实施内容

生产管理智能化功能。“一区域一集控”为新能源企业及场站的智能化生产运维管理提供了必要保障。生产管理主要包括运行监控、物资管理、计划管理、安全监察以及系统信息管理等多个方面。在工业互联网平台赋能之下，通过与SAP、ERP等信息管理系统进行全过程的数据交流，建立起新能源生产管理信息系统。围绕实际运行、安全、检修、设备等方面的智能化管理是提高新能源生产管理智能化水平的关键，进一步加强对场站设备、人员和日常工作的智能管理水平，统筹生产运行、物资管理、统计分析和信息查询等功能，提高新能源生产环节的远程操控水平。

运维决策智慧化功能。新能源基建运维管理的智慧化包括生产过程监控、场站运营监控、数据流分析等。建设实现对包括新能源产能（装机总量、发电量等）指标以及机组的工作状态、功率、故障情况的统计分析。在此基础上通过对比发电量、等效小时数等关键数据，了解新能源场站或企业的运营水平及差距，在此基础上使用智慧办公系统，便于各层级管理人员掌握新能源基建设施设备的实时运行状态，不断提高智慧化决策水平。

网络信息发布。平台要实现数据驱动发展的目标，数据作为网络信息的重要载体在其中扮演着重要的角色，建设该平台的过程中，通过集中配置Web服务器，在集控中心办公区域建设一套与集控系统完全一致的镜像网络系统，利用web服务器及时对集控画面和生产运维的系统数据进行在线发布。主要的内容有：局域网内以网页形式呈现的新能源基建生产运维实时画面、在线的生产数据归集和查询、运用数据指导实际生产工作等。

远程视频监控功能。新能源基建生产运维过程需要通过视频监控保证全过程参与。主要建设内容包括图像采集、视频录制和回放等，通过大数据技术在线处理不同企业、不同场站的多路视频并展示在大屏幕上，实现随时监控不同场站建设运营情况的目标。必要时还可通过VR及AR辅助技术，解决新能源基建生产运维环节的安全风险防控问题，提高安防水平。

（五）实施成效

应用基于工业互联网的新能源基建生产运维集聚管理平台后，国家能源投资集团（济南）新能源有限责任公司在新能源利用、综合效益提升方面产生显著成效。

一是发电效率进一步提升。应用新能源基建生产运维集聚管理平台后，公司发电效率呈现稳步提升趋势，在平台化管理前，综合发电效率波动明显，连续运行10h条件下，峰值发电效率仅41.3%，谷值为20.9%，存在一定的能源浪费情况。而在使用后，同样条件下的峰值综合发电效率可接近70%，平均达到66.4%，相比使用新能源基建生产运维集聚管理平台前提升25%以上，这也使得公司对外供电服务能力进一步提升。

二是经济效益有所提升。装机10万千瓦风电/光伏站在应用基于工业互联网打造的基建生产运维集聚管理生态平台后，全年增发电量售电收入达350万元，光伏按年均1000小时计，全年增发电量等效小时数5%，即50小时可带来售电收入175万元。

三是有效延长新能源设备使用年限，降低场站设备配置费用。使用平台后，通过进行设备智能预警和故障诊断分析，新能源场站预计每年可节省费用100万元。

四、结语

深化“一区域一集控”，充分发挥工业互联网在推动新能源场站智能化运营管理方面的价值，实现对新能源基建生产的集中控制运行、远程生产监控及综合数据分析的统一运维管理，对提高新能源运营水平、实现降本增效具有积极价值。本文的研究着重探析了基于工业互联网的新能源基建生产运维集聚管理生态平台建设可行性，并就其实际需求和主要内容进行分析，为进一步提升“一区域一集控”项目的实际应用价值奠定了可行路径，具有积极意义。

参考文献：

[1]杨会，黄懿，刘俊虹，等.基于工业互联网架构的企业中台在多能源区域集控的研究与应用[J].网络安全技术与应用，2024（2）：99-100.

[2]王磊，耿介坦，尚舵，等.能源工业互联网发展研究[J].电力信息与通信技术，2023，21（12）：27-37.

[3]莫异周，陈双权，邓大亮.基于工业互联网的智慧能源监控平台[J].水电站机电技术，2023，46（6）：96-99.

[4]肖祥武.基于工业互联网的新能源智慧企业体系架构研究与实践[J].电力信息与通信技术，2022，20（9）：100-107.

[5]张继元，孙建旸，王卫宏.基于储能云架构的能源工业互联网平台研究与应用[J].电气技术，2022，23（8）：68-74.