能源大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

　　一、前言

　　在全球迫切需要實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的發(fā)展潮流下，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源已成為廣受能源領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，能源網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的深度融合是解決當(dāng)前能源問(wèn)題，重塑全球能源格局的重要變革力量。能源大數(shù)據(jù)融合了海量能源數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，是構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要手段。它集成多種能源（電、煤、石油、天然氣、供冷、供熱等）的生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)、交易等數(shù)據(jù)于一體，是政府實(shí)現(xiàn)能源監(jiān)管、社會(huì)共享能源信息資源、促進(jìn)能源體制市場(chǎng)化改革的基本載體。同時(shí)，能源大數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)開放共享為核心理念，是應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)機(jī)制與技術(shù)改造傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的最佳切入點(diǎn)，是推進(jìn)能源系統(tǒng)智慧化轉(zhuǎn)型升級(jí)的有效手段。進(jìn)一步地，能源大數(shù)據(jù)是打破行業(yè)壁壘，促進(jìn)各種能源系統(tǒng)融合的助推劑，將催生一批智慧能源新興業(yè)態(tài)，亦是實(shí)現(xiàn)能源行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、打造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。

　　為此，本文從能源大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本內(nèi)涵出發(fā)，闡述了能源大數(shù)據(jù)的基本架構(gòu)及典型特征，總結(jié)了國(guó)內(nèi)外大數(shù)據(jù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并探討了目前我國(guó)能源大數(shù)據(jù)建設(shè)中所存在的問(wèn)題。立足現(xiàn)存問(wèn)題，對(duì)我國(guó)下一步能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的布局提出了若干發(fā)展建議，以支撐“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源戰(zhàn)略發(fā)展。

　　二、能源大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本內(nèi)涵

　　大數(shù)據(jù)是以整個(gè)數(shù)據(jù)集合為研究對(duì)象的一項(xiàng)綜合技術(shù)，是傳感技術(shù)、信息通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)與專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的結(jié)合，是對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析技術(shù)的繼承和發(fā)展。隨著我國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”在能源行業(yè)的深入發(fā)展，所衍生的“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源融合互聯(lián)網(wǎng)的思維和技術(shù)，改造傳統(tǒng)能源的生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)、轉(zhuǎn)換、交易等全產(chǎn)業(yè)鏈，依托能源大數(shù)據(jù)技術(shù)，形成能源與信息高度融合、互聯(lián)互通、透明開放、互惠共享的新型能源體系。面向“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的能源大數(shù)據(jù)基本架構(gòu)由應(yīng)用層、平臺(tái)層、數(shù)據(jù)層以及物理層組成，如圖1所示。

圖1能源大數(shù)據(jù)基本架構(gòu)

　　能源大數(shù)據(jù)的物理層包括了能源生產(chǎn)、能源傳輸、能源消費(fèi)全環(huán)節(jié)以及每一環(huán)節(jié)的各類能源裝備。通過(guò)裝設(shè)在能源網(wǎng)絡(luò)和能源裝備的傳感器裝置和能源表計(jì)獲取系統(tǒng)運(yùn)行信息及設(shè)備健康狀態(tài)信息，并將數(shù)據(jù)信息交由智能運(yùn)營(yíng)維護(hù)與態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化展示、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能預(yù)警和故障定位等功能。

　　信息通信與智能控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)能源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)、各設(shè)備間的通信以及控制。所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)均與氣象環(huán)境等外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)一同存儲(chǔ)在能源大數(shù)據(jù)的專用數(shù)據(jù)庫(kù)中，以進(jìn)一步加工并用于能效情況評(píng)價(jià)、風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)評(píng)估以及能源經(jīng)濟(jì)利用分析等功能中?；谀茉创髷?shù)據(jù)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)側(cè)的可再生能源發(fā)電功率的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)并協(xié)同電–氣–冷–熱的多樣化能源優(yōu)化配置；在能源傳輸側(cè)實(shí)現(xiàn)智能化的能源網(wǎng)絡(luò)在線運(yùn)營(yíng)維護(hù)，有效監(jiān)控能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)辨識(shí)故障位置；為能源消費(fèi)側(cè)的用戶提供能效分析與能效提升服務(wù)，并可整合能源消費(fèi)側(cè)的各類負(fù)荷資源，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)，充分提高能源利用效益。

　　本文以表1所示的用電大數(shù)據(jù)為例分析能源大數(shù)據(jù)的主要特征。能源大數(shù)據(jù)一般從多個(gè)數(shù)據(jù)源采集數(shù)據(jù)信息，如用電大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來(lái)源形式包括用戶層面的企業(yè)報(bào)表以及設(shè)備層面的電能表計(jì)乃至系統(tǒng)層面的各類控制與運(yùn)營(yíng)維護(hù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。

表1用電大數(shù)據(jù)主要來(lái)源形式

　　與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化量測(cè)數(shù)據(jù)相比，每類數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)采集所覆蓋的范圍大小不一，數(shù)據(jù)信息聚焦的時(shí)空尺度有別，在數(shù)據(jù)多樣性方面呈現(xiàn)出明顯的多源異構(gòu)特征。由于大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源全環(huán)節(jié)傳感信息采集裝置與能源設(shè)備中的海量應(yīng)用，使得能源大數(shù)據(jù)的量級(jí)達(dá)TB至PB級(jí)甚至EB級(jí)以上；另一方面，能源大數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)采集的時(shí)效性與全面性，所獲得的數(shù)據(jù)采集頻率在分鐘級(jí)以內(nèi)，數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度快。

　　此外，為了更好地應(yīng)用于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再僅局限于過(guò)去的統(tǒng)計(jì)分析與周期報(bào)表制作環(huán)節(jié)，而是被進(jìn)一步加工、分析與利用，并在用戶用能特性與潛力的挖掘、源–荷特性的預(yù)測(cè)分析、能源市場(chǎng)交易以及其他增值服務(wù)等方面得到充分應(yīng)用。

　　傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化量測(cè)數(shù)據(jù)相比，每類數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)采集所覆蓋的范圍大小不一，數(shù)據(jù)信息聚焦的時(shí)空尺度有別，在數(shù)據(jù)多樣性方面呈現(xiàn)出明顯的多源異構(gòu)特征。由于大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源全環(huán)節(jié)傳感信息采集裝置與能源設(shè)備中的海量應(yīng)用，使得能源大數(shù)據(jù)的量級(jí)達(dá)TB至PB級(jí)甚至EB級(jí)以上；另一方面，能源大數(shù)據(jù)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)采集的時(shí)效性與全面性，所獲得的數(shù)據(jù)采集頻率在分鐘級(jí)以內(nèi)，數(shù)據(jù)增長(zhǎng)速度快。此外，為了更好地應(yīng)用于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不再僅局限于過(guò)去的統(tǒng)計(jì)分析與周期報(bào)表制作環(huán)節(jié)，而是被進(jìn)一步加工、分析與利用，并在用戶用能特性與潛力的挖掘、源–荷特性的預(yù)測(cè)分析、能源市場(chǎng)交易以及其他增值服務(wù)等方面得到充分應(yīng)用。

　　三、能源大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)思維逐步與能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)融合，能源行業(yè)開始意識(shí)到能源大數(shù)據(jù)在能源行業(yè)全環(huán)節(jié)的巨大應(yīng)用潛力，新時(shí)代對(duì)促進(jìn)可再生能源的發(fā)展、激發(fā)能源行業(yè)的跨界融合活力與創(chuàng)新發(fā)展動(dòng)力具有重大的意義。能源大數(shù)據(jù)技術(shù)有利于政府實(shí)現(xiàn)能源監(jiān)管、社會(huì)共享能源信息資源，是推進(jìn)能源市場(chǎng)化改革的基本載體，也是貫徹落實(shí)國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略、推進(jìn)能源系統(tǒng)智慧化升級(jí)的重要手段，同時(shí)在為助力跨能源系統(tǒng)融合，提升能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支撐能力，催生智慧能源新興業(yè)態(tài)與新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)等方面發(fā)揮積極的作用。

　　能源大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1.能源規(guī)劃與能源政策領(lǐng)域

　　能源大數(shù)據(jù)在政府決策領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在能源規(guī)劃與能源政策制定兩個(gè)方面。在能源規(guī)劃方面，政府可通過(guò)采集區(qū)域內(nèi)企業(yè)與居民的用電、天然氣、供冷、供熱等各類用能數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取和分析用能用戶的能效管理水平信息與用能行為信息，為能源網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與能源站的選址布點(diǎn)提供技術(shù)支撐。此外，基于用能數(shù)據(jù)、地理信息以及氣象數(shù)據(jù)可分析區(qū)域內(nèi)的基本能源結(jié)構(gòu)與能源資源稟賦，為實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)開發(fā)與利用提供指導(dǎo)方向。

　　在能源政策的制定方面，政府可利用大數(shù)據(jù)分析區(qū)域內(nèi)用戶的用能水平和用能特性，定位本地企業(yè)的能耗問(wèn)題，研究產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)的合理性，為制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策提供更為科學(xué)化的依據(jù)；另一方面，依托能源大數(shù)據(jù)對(duì)能源資源以及用能負(fù)荷的信息挖掘與提煉，為政府制定新能源與電動(dòng)汽車補(bǔ)貼方案、建立電價(jià)激勵(lì)機(jī)制等國(guó)家和地方政策提供依據(jù)，也為政府優(yōu)化城市規(guī)劃、發(fā)展智慧城市、引導(dǎo)新能源汽車有序發(fā)展提供重要參考。

　　2.能源生產(chǎn)領(lǐng)域

　　在能源生產(chǎn)領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用目前主要集中在可再生能源發(fā)電精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、提升可再生能源消納能力等方面。由于可再生能源具有天然的間歇性與隨機(jī)性，需要合理進(jìn)行儲(chǔ)能等靈活性資源配置規(guī)劃并依賴可靠、可信的功率預(yù)測(cè)信息安排電源的運(yùn)行方式，以充分降低可再生電源對(duì)電網(wǎng)的沖擊影響，減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，并保證供電可靠性。

　　目前，國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)景能源科技有限公司以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與光伏的智慧化能源生產(chǎn)為目標(biāo)，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)打造的EnOSTM平臺(tái)每天處理將近TB級(jí)的數(shù)據(jù)量，在可再生能源功率預(yù)測(cè)水平及控制精度等方面領(lǐng)先業(yè)內(nèi)同行。

　　此外，國(guó)外學(xué)者利用大數(shù)據(jù)對(duì)氣象統(tǒng)計(jì)、地理圖像等信息研究風(fēng)場(chǎng)選址以及提升設(shè)備運(yùn)行壽命的自動(dòng)發(fā)電控制等方面進(jìn)行了深入的研究。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在能源生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷融合，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)整合區(qū)域內(nèi)所有風(fēng)場(chǎng)功率預(yù)測(cè)的可用數(shù)據(jù)，打破單一風(fēng)電場(chǎng)孤立預(yù)測(cè)的傳統(tǒng)模式，有利于實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)信息的開放交互，進(jìn)一步提升可再生能源預(yù)測(cè)的服務(wù)質(zhì)量。

　　3.能源消費(fèi)領(lǐng)域

　　隨著能源消費(fèi)側(cè)的可再生能源滲透比例不斷提高以及微電網(wǎng)系統(tǒng)的逐漸成熟，能源用戶從傳統(tǒng)消費(fèi)者的角色向產(chǎn)銷者的角色過(guò)渡。有效整合能源消費(fèi)側(cè)可再生能源發(fā)電資源、充分利用電動(dòng)汽車等靈活負(fù)荷的可控特性以及參與電力市場(chǎng)的互動(dòng)交易并實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化，是目前大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源消費(fèi)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。對(duì)此國(guó)內(nèi)外已對(duì)能源消費(fèi)終端的大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用開展了有益的探索。

　　美國(guó)的C3Energy和Opower公司運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)了分析引擎平臺(tái)和用能服務(wù)平臺(tái)，為用戶提供用能服務(wù)，為實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)提供重要支撐。德國(guó)的E-Energy項(xiàng)目為促進(jìn)可再生能源預(yù)測(cè)、能源服務(wù)商業(yè)模式的開發(fā)以及能源交易等提出了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效解決方案。

　　我國(guó)“全國(guó)智慧能源公共服務(wù)云平臺(tái)”于2015年2月啟動(dòng)，目前已有14個(gè)省市單位簽約構(gòu)建智慧能源地方分平臺(tái)。該平臺(tái)主要提供能源數(shù)據(jù)采集和分析功能，通過(guò)云平臺(tái)建立實(shí)時(shí)設(shè)備管理數(shù)據(jù)平臺(tái)，打造新的銷售模式，從而獲得高性價(jià)比的產(chǎn)品和解決方案，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)降低用能成本，提高能源利用效率，打破政府和金融機(jī)構(gòu)各自封閉的信息孤島，掌握真實(shí)透明數(shù)據(jù)，實(shí)行有效的監(jiān)管和調(diào)控。

　　4.智慧能源新業(yè)態(tài)

　　隨著能源大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源系統(tǒng)的深度擴(kuò)展，將在能源網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控與運(yùn)維、能源市場(chǎng)化交易等方面催生一批嶄新的智慧能源服務(wù)新業(yè)態(tài)。在能源系統(tǒng)的運(yùn)維方面，基于廣域量測(cè)數(shù)據(jù)的態(tài)勢(shì)感知技術(shù)已應(yīng)用于智能電網(wǎng)的輸配電站的在線運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)事件預(yù)警、故障定位、振蕩檢測(cè)等功能。此外，風(fēng)電、光伏等可再生能源電站硬件繁雜、選址分散，需借助大數(shù)據(jù)技術(shù)根據(jù)機(jī)組回傳數(shù)據(jù)分析監(jiān)測(cè)各零件的磨損、疲勞情況，據(jù)此在線預(yù)測(cè)和判定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有助于簡(jiǎn)化大規(guī)模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的部署，及早防范潛在的故障因素。

　　展望未來(lái)，能源系統(tǒng)融合必將擴(kuò)大設(shè)備規(guī)模與能源網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度，而且隨著電力市場(chǎng)的逐步放開完善，將在同一區(qū)域內(nèi)涌現(xiàn)多家售電主體。這將導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)區(qū)域和電力資產(chǎn)分散，配備專業(yè)運(yùn)維隊(duì)伍缺乏經(jīng)濟(jì)性，因此傳統(tǒng)的集中式運(yùn)營(yíng)維護(hù)模式難以適應(yīng)能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)引入互聯(lián)網(wǎng)共享理念，利用互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式運(yùn)營(yíng)維護(hù)，依據(jù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)需求與地理信息匹配專業(yè)運(yùn)營(yíng)維護(hù)商將是未來(lái)能源大數(shù)據(jù)所衍生的新業(yè)態(tài)模式。

　　另一個(gè)值得關(guān)注的是能源大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)能源交易市場(chǎng)建設(shè)與完善的重要推動(dòng)作用。目前，國(guó)內(nèi)外的能源大數(shù)據(jù)在能源交易方面的實(shí)際應(yīng)用仍處于起步階段。英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)在美國(guó)的紐約布法羅醫(yī)學(xué)院校區(qū)建立了微型光伏售電交易市場(chǎng)試點(diǎn)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)該區(qū)域內(nèi)的光伏、儲(chǔ)能與用戶負(fù)荷實(shí)現(xiàn)優(yōu)化匹配，并提供發(fā)電資源的定價(jià)服務(wù)。隨著能源大數(shù)據(jù)技術(shù)在能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)各環(huán)節(jié)的深入發(fā)展與逐漸成熟，可為能源行業(yè)提供開放、共享的能源信息平臺(tái)，推進(jìn)能源自主靈活交易，使得能源價(jià)格信息能夠直接反應(yīng)供需關(guān)系，引導(dǎo)資源進(jìn)行優(yōu)化配置，促進(jìn)公平、公開、共享的能源市場(chǎng)環(huán)境的形成。此外，通過(guò)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)可有效引導(dǎo)各類高效能源技術(shù)根據(jù)需求和技術(shù)特點(diǎn)優(yōu)化組合，形成各類能源交易與增值服務(wù)等綜合能源服務(wù)新模式。

　　四、我國(guó)能源大數(shù)據(jù)技術(shù)現(xiàn)狀分析

　　目前，隨著新型傳感器、新的傳輸機(jī)制（如多址技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)等）、光纖傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)等的發(fā)展，信息系統(tǒng)通信質(zhì)量在不斷地提升，基于能源數(shù)據(jù)分析處理的能源系統(tǒng)決策在不斷地推進(jìn)能源系統(tǒng)優(yōu)化，在能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)等環(huán)節(jié)已得到初步的應(yīng)用和實(shí)踐。但由于在信息管理機(jī)制、信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、信息安全等方面仍面臨瓶頸，能源大數(shù)據(jù)的建設(shè)與應(yīng)用程度較低，成為制約能源系統(tǒng)“互聯(lián)網(wǎng)+”升級(jí)的瓶頸。目前能源大數(shù)據(jù)利用現(xiàn)狀所存在的主要問(wèn)題可概括為以下幾點(diǎn)。

　　1.能源系統(tǒng)普遍存在信息孤島

　　海量能源數(shù)據(jù)的獲取是建設(shè)能源大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，但能源領(lǐng)域普遍存在的信息孤島問(wèn)題卻成為推進(jìn)能源數(shù)據(jù)資源整合的一個(gè)重要制約因素。

　　一方面，在電力、煤炭、石油、天然氣、供冷/熱等能源企業(yè)信息化的進(jìn)程中，由于缺乏有效的統(tǒng)一管理機(jī)制，造成能源企業(yè)存在多套獨(dú)立的能源管理系統(tǒng)，通過(guò)各自的傳感器可以采集單獨(dú)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。但由于各系統(tǒng)架構(gòu)、協(xié)議等不一致，各自采集的數(shù)據(jù)無(wú)法共享，制約了能源大數(shù)據(jù)進(jìn)一步地分析與挖掘。另一方面，傳統(tǒng)電力及其他能源系統(tǒng)長(zhǎng)期保持著各自規(guī)劃、獨(dú)立運(yùn)行、條塊分割的局面，跨系統(tǒng)間的行業(yè)壁壘嚴(yán)重，封閉了不同能源系統(tǒng)之間的信息互通，使得信息孤島問(wèn)題進(jìn)一步突出，制約了能源大數(shù)據(jù)的發(fā)展。

　　2.支持能源大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施存在短板

　　大數(shù)據(jù)需要從底層芯片到基礎(chǔ)軟件再到應(yīng)用分析軟件等信息產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的支撐，在這一系列基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，我國(guó)能源信息基礎(chǔ)設(shè)施仍存在短板。

　　一方面，無(wú)論是在傳感技術(shù)、新型計(jì)算平臺(tái)、分布式計(jì)算架構(gòu)方面，還是大數(shù)據(jù)處理、分析和呈現(xiàn)方面，我國(guó)能源信息技術(shù)與國(guó)外均存在較大差距，難以適應(yīng)電力行業(yè)乃至能源行業(yè)的多源、多態(tài)及異構(gòu)數(shù)據(jù)的廣域采集、高效存儲(chǔ)和快速處理。以表1的智能電網(wǎng)用電數(shù)據(jù)為例，其來(lái)源包括了企業(yè)統(tǒng)計(jì)、量測(cè)表計(jì)、供電公司以及第三方能源公司，從數(shù)據(jù)量級(jí)、覆蓋范圍、數(shù)據(jù)顆粒度以及可獲得性等方面比較均有較大差異。

　　另一方面，能源信息數(shù)據(jù)開發(fā)應(yīng)用意識(shí)不強(qiáng)，一體化系統(tǒng)中采集了大量的能源數(shù)據(jù)，但將現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為資源優(yōu)勢(shì)，用于提高能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行水平，仍有待加強(qiáng)。如表1的用電數(shù)據(jù)中供電公司數(shù)據(jù)獲取量大、集中程度高，但僅用于供電公司業(yè)務(wù)范圍，數(shù)據(jù)價(jià)值潛力仍亟待充分挖掘。

　　3.能源信息安全問(wèn)題突出

　　能源系統(tǒng)的開放、兼容和互聯(lián)必然伴隨著風(fēng)險(xiǎn)，目前整個(gè)能源系統(tǒng)的安全形勢(shì)仍然嚴(yán)峻，特別是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在能源系統(tǒng)的應(yīng)用，開放互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)和信息與物理組件的交互使得能源系統(tǒng)面臨著巨大的安全挑戰(zhàn)[22,23]。能源大數(shù)據(jù)是建立在能源數(shù)據(jù)公開、共享的基礎(chǔ)之上，因此，能源大數(shù)據(jù)的建設(shè)與應(yīng)用需加強(qiáng)能源信息安全防御能力。另一方面，能源大數(shù)據(jù)技術(shù)將用戶大量用能信息進(jìn)行集聚，很可能造成隱私泄露。在能源大數(shù)據(jù)建設(shè)中，協(xié)調(diào)共享與安全是必須首先解決的重大課題。

　　五、我國(guó)能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

　　1.推動(dòng)能源系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合，使大數(shù)據(jù)成為能源系統(tǒng)智慧化升級(jí)的支撐

　　由硬件資源、基礎(chǔ)軟件、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)集成、計(jì)算支撐、應(yīng)用支撐、安全管控等環(huán)節(jié)推動(dòng)能源與大數(shù)據(jù)的融合。采用統(tǒng)一能源信息采集、集成、存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，解決多源數(shù)據(jù)異構(gòu)所帶來(lái)的信息孤島問(wèn)題。加強(qiáng)廣域多時(shí)間尺度的能源數(shù)據(jù)及相關(guān)領(lǐng)域數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲(chǔ)，以及從這些大量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)中快速提煉出深層知識(shí)并發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)加強(qiáng)可視化、人機(jī)交互技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能源大數(shù)據(jù)的易用性。此外，還需加強(qiáng)能源信息安全建設(shè)，落實(shí)信息安全技術(shù)防護(hù)和管理措施，切實(shí)保障能源信息安全。

　　2.完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，補(bǔ)齊多能源物理互聯(lián)和信息互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施短板

　　加強(qiáng)多能源網(wǎng)絡(luò)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革：補(bǔ)齊多能源物理互聯(lián)和信息互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施短板，推進(jìn)電、氣、熱等能源網(wǎng)絡(luò)及其信息架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)調(diào)建設(shè)。完善能源大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)信息建設(shè)，推動(dòng)透明電網(wǎng)/能源網(wǎng)發(fā)展，重點(diǎn)攻關(guān)基于能源大數(shù)據(jù)的智能決策，推進(jìn)能源生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)全過(guò)程信息透明及智慧化，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)高比例可再生能源的消納及終端能效提升。

　　3.深化能源體制改革，消除不同能源行業(yè)之間的信息壁壘，實(shí)現(xiàn)信息共享

　　進(jìn)一步放開能源用戶側(cè)、配售側(cè)、需求側(cè)市場(chǎng)：配電、售電由增量市場(chǎng)擴(kuò)大到存量市場(chǎng)；油氣配售市場(chǎng)允許民營(yíng)和外資資本進(jìn)入；通過(guò)用戶側(cè)的市場(chǎng)機(jī)制，催生出一批能源金融、第三方綜合能源服務(wù)等新興業(yè)態(tài)，倒逼能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推進(jìn)能源生產(chǎn)方式和能源利用方式的智能化變革，提升全社會(huì)綜合能源效率。在市場(chǎng)化改革下，消除不同能源行業(yè)之間的壁壘，真正推動(dòng)能源大數(shù)據(jù)建設(shè)。

　　4.完善能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)，培育智慧能源產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)

　　通過(guò)政策導(dǎo)向、資金扶持、平臺(tái)建設(shè)、市場(chǎng)設(shè)計(jì)，完善市場(chǎng)法律法規(guī)，形成長(zhǎng)效機(jī)制：加快制定并完善能源產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)法律法制，試點(diǎn)能源產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)負(fù)面清單制度。構(gòu)建能源生產(chǎn)、存儲(chǔ)、傳輸、交易、消費(fèi)、增值服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈，完善能源產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)，形成國(guó)家級(jí)、區(qū)域級(jí)、用戶級(jí)等不同應(yīng)用范圍的能源大數(shù)據(jù)平臺(tái)，利用其公開共享的數(shù)據(jù)資源，培育發(fā)展智慧能源新業(yè)態(tài)，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，促進(jìn)智慧能源產(chǎn)業(yè)形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　六、結(jié)語(yǔ)

　　能源大數(shù)據(jù)的建立對(duì)貫徹我國(guó)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展戰(zhàn)略，加快多能系統(tǒng)深度融合，促進(jìn)能源市場(chǎng)化改革具有重大意義。本文通過(guò)調(diào)研我國(guó)能源大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析認(rèn)為存在以下三個(gè)主要問(wèn)題：

　?。?）由于各能源系統(tǒng)間存在的行業(yè)壁壘導(dǎo)致信息交流渠道缺失，無(wú)法實(shí)現(xiàn)跨能源系統(tǒng)的信息互聯(lián)互通；

　?。?）能源系統(tǒng)具有高度的特殊性與復(fù)雜性，目前大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施與基本技術(shù)仍難以適應(yīng)其應(yīng)用需求；

　?。?）能源系統(tǒng)的安全運(yùn)行關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，實(shí)現(xiàn)能源大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)與信息安全仍是亟待解決的難題。

　　為此，本文針對(duì)上述三個(gè)問(wèn)題提出了促進(jìn)我國(guó)能源大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四條建議：

　?。?）在信息與物理的層面上，應(yīng)全面考慮能源系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與數(shù)據(jù)特征，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術(shù)與能源系統(tǒng)的融合；

　?。?）在基礎(chǔ)設(shè)施層面上，以建設(shè)透明電網(wǎng)、透明能源網(wǎng)為目標(biāo)，推動(dòng)能源信息架構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與完善；

　　（3）在能源體制層面上，切實(shí)推動(dòng)能源市場(chǎng)化改革，以打破能源行業(yè)壁壘為契機(jī)，推動(dòng)多種能源系統(tǒng)信息的互聯(lián)互通；

　?。?）在產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)層面上，以政策法規(guī)為引導(dǎo)，培育新興能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)，促進(jìn)能源大數(shù)據(jù)的發(fā)展與成熟。（文/蔡澤祥 李立浧 劉平 徐敏 陳澤興 張勇軍 韓永霞 許愛(ài)東，華南理工大學(xué)電力學(xué)院 .南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，中國(guó)工程科學(xué)）