環境治理：電力大數據帶來哪些靈感？

　　最近，國網上海、四川、重慶電力等多家省級電力公司陸續與當地政府簽署戰略合作協議，合作的內容是電力大數據服務生態環境治理。

　　政企合作早已不是新鮮事兒。但這一波浪頭釋放了信號：環境治理又打開了一條通路，而且頗有拔本塞源之勢。

　　如何平衡好環境效益與經濟效益，一直都是橫在經濟社會發展前的一道題，找出合理的裁判標準才是關鍵。對此，電力大數據可以提供一些靈感。

　　用電側數據：透露生產狀況

　　用電量能夠反映經濟社會的運行狀況，不久前的“企業復工電力指數”就體現了這樣的邏輯。在環境治理中，道理也是一樣的。

　　先來看這樣一個例子。

　　2019年12月11日至15日是成都市重污染天氣橙色預警管控期。根據成都市環保部門的管控要求，部分污染源企業應采取停產減排措施。如何判斷這些企業到底有沒有落實管控政策?在四川電科院開發的成都市智慧環保用電監測平臺上，情況一目了然。

　　據四川電科院的工作人員介紹，通過監測污染源企業在管控期間的用電負荷，并將這一數據與基準用電水平(黃色曲線)進行對比，就可以看出企業在管控期間的生產狀態。

▲A企業用電負荷曲線(2019.12.11~2019.12.15)

▲B企業用電負荷曲線(2019.12.11~2019.12.15)

　　如圖所示，A企業在11日至15日期間的生產用電負荷接近于零，這表明該企業嚴格執行了環保管控政策。而B企業在管控期間每天的用電負荷都比較高，和基準用電水平相差不大，顯然存在違規生產情況。

　　用電負荷反映出的問題會被反饋給環保部門，作為環保部門下一步工作的依據。這是電網企業與政府聯手進行環境治理的基本模式。

　　為什么是電網企業?

　　答案是角色使然。電網企業從發電廠購電，然后將電能輸送給各用電方。經過大電網的輸配變，誰用了電、用了多少電一目了然，這也是數據分析的基礎。電網企業作為電能的輸送者兼數據采集者，具有從電力大數據中發現價值的先天條件。

　　雖然道理簡單，但做起來并不容易。用電側數據的原始結構較為單一，想進一步發掘數據的價值，還需從中探索出更為多元的分析維度。

　　以成都市智慧環保用電監測平臺為例。基于用電側數據，該平臺可以對污染源企業的持續用電情況、用電波動情況、生產活躍情況等進行分析，從而為環保部門提供可靠的決策依據。在這一平臺搭建的過程中，有兩個發現指標的方法至關重要：一是數據的“轉化”，二是“標準”的選擇。

　　拿污染源企業的持續用電情況來說，想以月度為單位看企業是否正常開工，要怎么做?解決這個問題，還是要從企業用了多少電入手。根據污染源企業的日用電量數據，可以判斷該企業當日是否正常開工;根據污染源企業的月度正常開工率，可以判斷該企業當月是否正常開工。經過巧妙的“轉化”，用電量在時間維度上的意義得以拓展，監測平臺就可以實現具有一定時間跨度的數據分析。

　　在“標準”的選擇上也有門道。污染源企業的生產經營情況時有波動，怎么判斷波動是否在正常范圍內?我們知道，標準差可以反映數據的離散程度，而行業用電量標準差可以作為一個參照標準。比照著這條線，就可以看出污染源企業的用電波動程度相對于行業一般水平來說是否更為劇烈，從而幫助環保部門對污染源企業的真實生產狀態做出準確判斷。

　　發電側數據：直指清潔源頭

　　說完用電側，再來說說發電側。根據中電聯的統計數據，2019年我國全口徑發電裝機容量為201006萬千瓦，其中火力發電的裝機容量占比為59.2%。對火電的強依賴性促使有關部門開始思考，如何在不影響經濟社會正常運轉的前提下減少發電對環境造成的污染。

　　對于這個問題，上海電科院已經有所行動。

　　在發電量上網的過程中，電網企業可以掌握并網機組運行參數、一次調頻等數據。同時，發電過程中煙塵、硫氧化物、氮氧化物等污染物的排放量也可以被采集。概括來說，從發電側入手開展環境治理，本質上是對上述各類指標進行綜合評價。

　　循著這樣的思路，上海電科院搭建了電能綠色管理平臺，以電能綠色指數為載體，對傳統火電、新能源發電等接入上海電網的電力數據進行監測分析。

▲上海市某火電機組電能綠色指數

　　以上海市某火電機組為例，0.814的總得分表示該機組電能供給整體表現較好。其中，發電清潔因子、可靠性支撐因子的權重較高，分別為31%和30%。從清潔因子指數來看，可以發現該機組的氮氧化物、二氧化硫、煙塵績效排放速率指標值都很高。據上海電科院的工作人員介紹，這說明該機組發電時所排放的氮氧化物、二氧化硫、煙塵等污染物較少，環保程度較高。

　　此外，該機組的電能綠色指數在受監測的并網機組中排名前三。在這些數據的指導下，電網調度可以優先安排該機組發電，以減少發電對空氣造成的污染。

　　構建電能綠色指數的意義，一方面在于能夠從整體上對機組情況做出評價;另一方面在于，只有了解每個機組的“長板”與“短板”，才能有的放矢。相應的反饋機制不僅不會影響到正常的發電和用電，還可以實現對電網日常調度的優化。

　　不過在這個過程中，也有幾個需要解決的技術問題：

　　一是數據的采集、傳輸與存儲。對此，可以在各設備端安裝傳感器進行基礎數據采集，再通過數據交互系統將數據實時傳輸到數據倉庫。

　　二是從海量數據中提取有效信息。這就需要定義冗余、異常、錯誤等數據邏輯，通過對數據的清洗和加工形成有效數據集，構建各個系統的基礎分析數據庫。

　　三是不同平臺、不同標度數據的打通與整合。需要用到的手段包括開放數據接口、創建消息隊列等，并采用專家打分法確定各級指標的權重系數。

　　硬件的進化、理念的升級，賦予了電網企業與環保部門進行環境治理合作的先決條件。直指源頭的監測與調控，也為政企合作提供了一種十分獨特的視角。

　　此番合作，新在哪?

　　一是指標新。無論是發電側還是用電側，電力大數據的分析指標都在向更綜合、更全面的方向發展。只有不斷拓展數據分析維度、打破各類數據之間的壁壘、促進不同數據的融合，才能真正激發出電力大數據的活力與能動性。

　　二是模式新。利用電力大數據開展環境治理，將政府、電網企業和污染源企業三個方面緊密聯系在了一起。電網企業負責數據采集并提供分析平臺，是政府和污染源企業之間的連接點;在電力大數據的支持下，環保部門可以快速了解污染源企業是否執行了生產排放指標任務;對污染源企業而言，其生產經營過程所產生的數據帶動了整個分析系統的運行，同時它又是生產排放指標任務的最終落實者。這樣一來，電力大數據在能源生態系統中的多個環節之間都起到了聯動作用。通過不斷地對各方進行反饋，環境治理工作得以形成一個閉環。

　　電網企業可以在傳統角色的基礎上被賦予更多想象，電力數據也可以凝聚出更大的價值。

　　4月9日，中共中央、國務院印發《關于構建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》，提出要提升社會數據資源價值，包括支持構建農業、工業、交通、教育、安防、城市管理、公共資源交易等領域規范化數據開發利用的場景。自上而下，都在強調數據價值的發現。而此次與環保部門合作，正是電網企業以實際行動對數字經濟時代社會治理需求作出的又一次響應。

　　隨著一個個環保用電監測平臺的成熟落地，環境治理領域也有了應用電力大數據的生動樣板，這或許能夠為未來電力大數據價值的進一步發掘注入新的生命力。