智慧能源大数据中心建设——以石家庄市为例

冯俊国 ,黄玉龙 ,江贤康

(国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司a.数字化工作部;b.党委办公室,河北 石家庄 050081)

《河北省数字经济发展规划(2020—2025 年)》提出,在石家庄提升数据资源存储和交易能力,推动高端要素和数据资源汇聚,建设一批行业大数据中心,开展产业链精准招商,建设大数据产业基地[1].为响应国家关于数字城市、新基建、碳达峰、碳中和等要求,充分利用城市能源发展的“清洁多元”“绿色低碳”“友好互动”等特点,应持续推动能源清洁低碳转型,提升终端能源使用效率及智能化水平[2].石家庄市立足当前发展态势,在能源大数据前期探索的基础上,建设智慧能源大数据中心,以全面支撑石家庄市能源大数据发展,更好地助力绿色低碳城市及数字城市建设.

1 建设的必要性

(1)发展能源大数据是政府科学决策的重要手段

随着国家全面实施大数据战略,各级政府积极发布产业政策及法律法规,深入开展和推动大数据在产业转型、民生服务、社会治理等领域的应用,不断提升大数据在技术融合、业务融合、数据融合方面的作用,实现政务运行跨层级、跨区域、跨行业、跨部门的协同管理和服务,为政府决策提供更为系统、准确、科学的参考依据[3].能源大数据的发展需充分利用数据挖掘、数据建模、模拟仿真、人工智能等技术,在电力、煤炭、石油等能源行业数据的基础上,融合金融、通信、互联网等其他行业数据,以及经济、气象等政府公共数据,进行模块化分析和模拟,为建立、健全大数据辅助决策机制,推进政府管理模式创新,完善“用数据服务、用数据决策、用数据监管、用数据创业”的运行框架提供重要手段.

(2)发展能源大数据是促进行业协同发展的必然要求

电、热、气等能源行业大多为独立系统管理,“数据孤岛”现象使行业决策相互独立.随着能源互联网的大力推进,能源管理应以能源互联网为基础,以保证区域能源可靠供应,实现区域能源协调供给为目标,以电能为支撑,构建互动的区域型能源互联网络[4].通过能源大数据建设,集聚电力、煤炭、石油、天然气等能源行业数据,推动跨行业融合应用,消除“信息孤岛”,使能源企业实施合理的能源分配与节能策略,降低用能开支,保障能源的持续可靠供应,确保终端用能安全,实现区域多种能源协调控制和综合能效管理,促进能源行业协同发展.

(3)发展能源大数据是改善社会民生的有效途径

能源发展关系国计民生.目前我国经济发展进入新常态,在应对资源环境约束日益加剧的新形势下,坚持绿色低碳发展战略,加快能源转型发展,提升能源产业竞争力,为用户提供安全、绿色、便捷、高效的能源供应显得尤为重要.通过能源大数据建设,利用大数据对能源的生产、消费全过程进行数据分析,推进居民智慧用能,促使居民能源消费模式从单纯的能源消费者向具有产销合一特征的生产型消费者转变,从而更好地满足居民的用能需求[5].通过挖掘能源大数据,分析用户用能习惯,可以为用户提供精准的定制化服务,实时准确响应用能需求,实现用户与能源企业之间的双向互动,大幅提升能源行业服务质量.能源大数据融合应用的不断深入开展,将持续促进人民群众智慧用能、绿色用能、便捷用能、安全用能.

2 建设目标与思路

2.1 建设目标

努力建成“数据融合、平台开放、价值共创、服务共享、安全共赢”的能源大数据中心,实现能源上下游数据汇聚融合.研发能源大数据产品,创新数据产品孵化机制,聚合能源全产业链各类主体,带动能源行业上下游协同发展.打造能源互联网生态,促进政府科学决策,提升企业能效,更好地服务于石家庄市社会经济发展和人民生活的改善.

2.2 建设思路

首先,以电力大数据融合挖掘为核心,服务政府决策,开展石家庄市智慧能源大数据中心组织架构建设;以云平台、数据中台为基础,打造能源大数据门户平台,实现多源数据汇聚,形成能源数据产品目录,发布能源数据运营场景,初步建成石家庄市级能源大数据中心[6].

其次,以公益性为主、市场化为辅,进一步优化组织及人才队伍建设,完善能源大数据中心基础设施建设,推进能源大数据服务平台与其他行业数据系统的互联互通,推动其他行业能源数据汇聚与数据共享,丰富能源数据运营场景,构建能源数据创新平台[7].

再次,采取公益性和市场化并重的运作模式,创造能源数据资产价值,打造成熟的能源数字化产品体系,实现多行业能源大数据综合应用,提升政府科学决策水平,服务民生需求,支撑能源经济转型发展,促进能源企业间协同发展,探索组建市场化运营主体[8].

3 建设内容

3.1 数据融合

完成煤炭、电力、石油、天然气、水资源和新能源等不同类型能源数据聚合,以及相关气候、环境数据和政务数据的信息汇聚、整合与共享.

3.1.1 数据信息汇聚

一是协调各数据资源方参与数据汇聚接入工作,建立数据获取机制;二是全面对接数据资源方,系统梳理数据来源,构建涵盖电、煤、油、气、热等各类能源的生产、输送、存储、消费等数据,以及气候、环境数据和政务数据,建立数据资源清单,持续拓展数据汇聚的广度、深度和密度[9].

3.1.2 统一数据标准

一是按业务关系逐项梳理数据关联关系,规范各行业间同质业务、同类代码,使数据能够衔接、匹配;二是提出能源大数据标准框架,结合能源数据特点和应用需求,制定跨行业能源数据传输、接入和存储规范标准,指导和规范能源大数据使用和管理.

3.1.3 推进数据接入

一是分析评估政府、企业等数据资源方信息化水平,制定差异化的数据汇聚方案,拓展数据接入多元渠道;二是对接现有能源行业信息系统,自动完成不同类型能源数据的采集;三是加强数据中台组件的数据接入、存储等数据汇集能力建设[10].

3.1.4 数据共享融合

在完善数据汇聚技术能力和手段的基础上,重点开展数据共享良性生态圈机制建立工作.一是完善能源数据生态圈创新运转机制和监管规范,制定公平的数据交易规则,实施数据分级、分类管理,为数据共享提供良好制度基础;二是鼓励和引导多方参与能源数据价值挖掘和应用共享,为建立开放共享的能源生态圈提供良好环境[11].

3.2 平台和通道建设

3.2.1 基础平台建设

一是平台基础能力建设.利用国网河北省电力有限公司现有云平台和数据中台资源,打造石家庄能源数据资源域,提供数据存储、治理、计算、开发的基础环境,满足能源大数据产品的业务应用需求和性能需求.二是应用服务能力建设.打造能源大数据支撑平台,包括支撑数据服务管理的数据服务共享中心,支撑大屏可视化PC端、移动端应用等功能的应用建设中心,支撑产品运营及平台运营等功能的平台服务能力中心.

3.2.2 网络通道建设

打通电力、煤炭、石油、天然气、水资源和新能源等不同类型数据网络节点,满足不同类型、不同级别的业务系统的随需接入.一是第三方专线通道建设.利用电力光缆资源或运营商传输通道,建设与各机构直连的网络通道,采取适当的网络安全防护手段,直接接入平台所在网络.二是虚拟专用网络通道建设.借助运营商4G/5G 无线传输网,建设虚拟专用网络,通过专用安全接入设备加强网络安全防护,专门用于双方数据传输.三是互联网通道建设.建立点对点的互联网访问渠道,采取“白名单”、传输加密等网络安全策略,快速、低成本汇聚互联网上的能源企业数据.

3.3 应用产品开发

3.3.1 数据服务产品研发

一是研发政府决策类产品.研发能源指标统计、结构分析、运行监测与预警、政策校验等方面的产品,为政府相关部门提供高级辅助分析与决策依据.二是研发企业能源服务类产品.研发综合能源服务、用能预测服务、能源运维服务、能源交易服务、“双碳”服务等产品,推动企业用能结构和效率优化,助力企业享受低碳、经济、高质、便捷用能服务.三是研发企业经营服务类产品.研发企业生产规划服务、市场经营环境分析服务、供应链评估服务、能源金融投资服务、征信服务等产品,为提升企业生产经营效益提供服务支撑.四是研发能源环保类产品.针对重点排污行业及企业,研发污染物监测、环保电价精细化核算等能源环保类数据产品,实现精细化环保监管,助推清洁绿色产能和用能.五是研发社会经济类产品.研发能源发展与经济运行关联分析产品,监测企业经营运转态势及产业结构优化调整成效,为产业持续健康发展提供数据支撑.六是研发社会民生类产品.研发老龄化产业运行情况分析、低收入人口监测分析、共同富裕指数等数据产品,满足公众便捷经济用能需求,推动智慧用能服务,提供优质便民服务.

3.3.2 数据衍生产品研发

数据衍生产品是指在能源大数据背景下,所研发的相关软硬件技术产品.一是研发关键装置.研发各类传感、通信及控制装置,基于大数据分析结论,实现能源状态的及时感知获取、信息高效汇聚和科学控制.二是核心技术攻关.开展包括物联网、能源系统节能降耗及环保减排等核心技术研究,深化能源大数据的挖掘应用.三是制定系统解决方案.以大数据分析结论为指导,以物联网技术为支撑,面向能源生产企业制定能源高效利用的系统解决方案,服务用户智慧、低碳、高效用能.四是制定系列标准.围绕能源大数据采集、汇聚、接入、存储、使用和安全等环节,开展国际、国家及行业系列标准的制定,服务和引领能源大数据行业的技术发展和进步.

3.3.3 产品体系构建与迭代

形成由数据服务产品和数据衍生产品构建的能源大数据产品目录体系.基于“中台+应用”的技术路线、“平台+生态”的运营模式,构建产品需求收集机制,产品目录、功能及性能更新机制,支撑产品体系迭代,保证产品体系的科学性、合理性、适用性.

3.4 数据运营

坚持可持续发展和价值创造原则,逐步构建“公益性+市场化”相结合的运营模式,通过数据运营、产品运营、产品开发和平台运维等方面的建设,全面支撑大数据中心高效运营与可持续发展.

3.4.1 运营模式建设

(1)公益性服务

一是面向政府机构,开展宏观能源运行监测、分析与预警,以及能源视角下经济发展形势分析与预测,提升政府科学决策和治理能力.二是面向能源行业,定期发布能源行业发展年鉴、新兴行业发展趋势研究报告等,服务行业创新发展.三是面向社会公众,开发“互联网+”用能便民服务产品,优化便民服务措施,提升公众服务质量.

(2)市场化服务

一是提供数据产品服务,包括精准营销、能源征信、研究报告等数据产品;二是提供平台服务,基于能源大数据服务平台,提供业务代管、资源共享、信用融资等服务;三是提供技术服务,为客户提供用能数据分析、能效水平评价、能效提升方案、终端监测设备等.

3.4.2 运营能力建设

3.4.2.1 数据管理

一是数据接入管理.对从各类设备、系统及云平台接入的数据点表、接口类型、数据刷新频率、数据点名的命名规范做标准化约定,保证数据高质量、可用性及服务功能的完整性.二是数据共享管理.包括制定统一的数据抽取、推送服务规范和离线数据管理规范.三是数据质量管理.制定数据质量管理制度流程,实现数据申请、审核、校验、生成、发布、变更、维护、核销的全过程周期管理.四是数据质量核查.开展数据质量核查和常态监测,建立数据监督和数据质量评价体系,实现数据质量量化考核,推动数据质量的优化管理.

3.4.2.2 产品开发

一是建立、健全以用户需求为导向的产品开发机制,完善产品需求调研、设计及功能论证制度流程;二是打通与数据中台的开发联调流程,建成基于统一规则的第三方应用开发平台,支持第三方开发者独立完成应用开发,实现数据共享;三是构建能源数据产品超市,提供数据产品信息维护、发布、审核、查询、交易、访问、上架、下架等多样化服务.

3.4.2.3 产品运营

一是开展产品热度分析,提供数据产品的交易量排行榜、关注度分析、用户类别分析等功能,提升产品销售能力;二是深化客户需求分析能力,根据客户需求不断完善产品功能和服务能力;三是做好产品全过程周期运营管理,开展产品原型设计、功能测试、迭代更新、服务运维、市场推广、产品使用培训及使用反馈优化等产品运营环节制度流程及能力建设.

3.4.2.4 平台运维

一是完善平台监控功能,全面覆盖平台基础设施、数据链路、业务应用,实时监控掌握平台运行情况,支持查看数据、业务调用链,明确数据走向和业务调用关系,确保问题及时发现、故障及时处理,保障业务的稳定运行;二是建立平台用户管理机制,对不同类型用户采取账号分类分级、用户口令管理和用户授权管理等差异化技术管理方案,维护平台安全运行.

4 建设保障

一是政策保障.根据能源大数据中心建设和运营需求,应配套科学合理的政策支持和规划,明确政府、电网公司、企业及用户的职责,推动平台有序建设和高效运营.二是资源保障.充分利用国网河北省电力有限公司现有资源,整合企业级资源和服务能力,聚合汇聚能源全产业链数据,通过平台复用、新旧结合、业务贯通、数据共享,实现能源行业能源数据资源的全面整合和业务拓展.三是资金保障.先期由国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司保障能源大数据服务平台建设投资,依规有序安排,按需统筹进行;平台建设资金实行集约化管理,加强对计划执行情况的过程监督、跟踪检查和评价分析;后期充分利用政策引导社会化资金流入,保障业务应用的稳步落地和迭代更新.四是人才保障.依托国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司现有人才,适时按需引进相关专业人才,加强专业人才梯队建设,完善工作机制,同步配套优化内设机构,支撑能源大数据中心建设运营工作高效开展.五是技术保障.聘请能源行业企业代表和专家加入,为能源大数据中心数据采集、模型建设、应用发布、政府引导提供咨询.联合高校、研究机构、能源生产消费企业等,组建产品研发团队,持续提升产品创新能力.六是管理保障.加强需求统筹,确保平台建设运营的指导性;加强架构管控,推动平台建设落地,加强平台全生命周期管理,确保平台建设运营成效;持续优化平台建设运营制度标准,建设覆盖技术研发、平台建设、应用开发、安全保障和运营机制等领域的标准和规范体系,确保能源大数据服务平台的建设质量和高标准;强化法务部门与业务部门之前的工作协同,参与新型数据服务业务或服务方式的研究过程.

5 结语

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻党的二十大精神,以实现能源高质量发展为目标,按照“政府主导、电网主建、多方合作、成果共享”的建设运营模式,运用“互联网+”思维推动能源大数据中心建设,促进能源和信息深度融合,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,为石家庄经济社会高质量发展和人民美好生活提供坚强保障.