“云上水电”:低成本数字化道路,重塑能源行业生态

2025-10-28 10:02:35 科技

【导语】近日,国能大渡河大数据公司副总经理刘金全在2025说·河北场演讲中介绍,“云上水电”平台以数字技术赋能中小水电站,打破传统局限,实现数据流通与协同调度,在防洪等场景成效显著,未来有望重塑能源生态,探寻人与自然和谐新路径。

近日,国能大渡河大数据公司副总经理、高级工程师刘金全在2025说·河北场带来演讲《云端大脑:搜索水电数智化发展新范式》。

以下是刘金全的演讲节选:

提到水电站,很多人首先想到的是三峡、白鹤滩这样的超级工程,但实际上,它们只是中国庞大水电体系中的冰山一角。我国超过99%的水电站是装机30万千瓦以下的中小电站。它(tā)们(men)分(fēn)布(bù)在(zài)山(shān)川(chuān)河(hé)谷(gǔ)之(zhī)间(jiān),默(mò)默(mò)发(fā)电(diàn)、调(diào)水(shuǐ)、防(fáng)洪(hóng),是(shì)能(néng)源(yuán)体(tǐ)系(xì)中(zhōng)最(zuì)广(guǎng)泛(fàn)也(yě)最(zuì)坚(jiān)实(shí)的(de)基(jī)础(chǔ)。

全国(guó)45,000条(tiáo)河(hé)流(liú),就(jiù)像(xiàng)文明(míng)的(de)脉(mài)络(luò),而(ér)遍(biàn)布(bù)其(qí)间(jiān)的(de)上(shàng)万(wàn)座(zuò)水(shuǐ)电(diàn)站(zhàn),是(shì)绿(lǜ)色(sè)发(fā)展(zhǎn)的动力源泉。它们每年减少的二氧化碳排放量,相当于地球上新添了10亿棵树。在中国清的洁能源结(jié)构中,每10度电,就有6度来自水电。它们不仅是绿色引擎,也是洪水的调节器,是资源的分配者。

然而,这个庞大的系统中,大型电站早已迈入智能化、数字化时代,而大量中小电站依然各自为战,被贴上“老、旧、散、弱”的标签。有的仍在使用十几年前的系统,有的厂区之外的数据根本无法监测。很多中小电站没有条件建设自己的数据中心,也缺乏高水平的数字化管理能力。

如果能通过数字技术提升这些中小电站的效率,只需发电量提升10%,就足以满足一个新一线城市的年用电需求。因此,我们希望通过“云上水电”平台,为这些数量庞大的工业老兵搭建一条低成本、高效率的数字化道路。建设水电工业互联网,让小电站能花小钱也能用上大技术,让分散的数据能够安全流通,让中小电站真正连成一张网。

“云上水电”的核心理念,是让数据能流、会算(suàn)、有(yǒu)用(yòng)。我(wǒ)们(men)用(yòng)三(sān)层(céng)架(jià)构(gòu)搭(dā)建(jiàn)了(le)智(zhì)慧(huì)的(de)金(jīn)字(zì)塔(tǎ)。


(图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)于(yú)刘(liú)金(jīn)全PPT)

底(dǐ)层(céng)的(de)边(biān)缘(yuán)层(céng)相(xiāng)当(dāng)于(yú)守(shǒu)在(zài)电(diàn)站(zhàn)门(mén)口(kǒu)的(de)“数(shù)据(jù)快(kuài)递(dì)员(yuán)”。通(tōng)过(guò)智(zhì)能(néng)边(biān)缘(yuán)网关识别60种通信协议,不论设备新旧,都能安全传输数据。每条数据都带有独特的PMS身份编码,让数据在云端更能够精准地找到目的地,传输效率提升40倍。过去建实时监控系统需要几百万元,如今只要三万元就能实现。

数据被送到平台层后,我们实行数据标准化,用统一规则处理不同年代、不同设备的数据,进行有序归类和分级管理。再通过隐私计算,让上下游电站能够协同调度而不暴露核心信息,关键数据“可用不可见”。我们还安装了加速器,使15座以上电站能同时实现安全的“加密聊天”,效率提升14%,完全实现了数据“一处采集、多处使用”的高效利用。

在最上层的应用层,我们建了一个“水电超市”,提供八大板块、五十多种数字化服务工具。建模时间从一周缩短到半天,效率提升15倍。智能报表系统能自动生成日报、月报,极大减轻了人力负担。

平台还能根据不同角色提供千人千面的界面,让管理者看到全流域数据,值班员则专注自己机组的运行状态。我们设计了三种灵活的服务模式。一种是SaaS订阅,像看视频会员一样,按月付费即可使用全部功能,比自己建系统至少节约2/3的成本。第二种是专家答疑服务,为小电站提供7×24小时远程预警与诊断。第三种是数据元件模式,把脱敏后的数据转化为可交易的数字商品,实现流域内的协同调度。

“云上水电”打破了传统“单机作业”的局限,让建设者、运维者、研究者能够在同一个平台上共享数据,共研模型,共破难题。技术专家可以上传算法模型,让全国电站共享使用;一线工程师可以用低代码工具开发小程序,提高工作效率;平台上的“水电社区”,则像水电人的社交媒体,让大家分享经验、互帮互助。

目前已有百余名开发者入驻,百余个模专业型上架,123座电站加入平台。参与者越多,平台越强,治水的智慧也能跨越流域,形成协同进化的新(xīn)生态。

2024年7月,大渡河发生十年一遇的特大洪水,与岷江洪峰同时到来,形成“双龙碰头”的危险局面。关键时刻,“云上水电”平台启动联动机制,通过隐私计算让上下游电站在不泄露数据的情况下实现协同调度。

当系统检测到上游铜街子电站洪峰将达1万立方米每秒时,自动启(qǐ)动(dòng)“错(cuò)峰调度”策略,上游提前泄洪、下游提前预留库容,洪峰被削减40%,避免了下游三万群众的紧急转移。整个过程完全自动完成,没有打一个电话进行沟通。

这背后是平台三大核心能力的体现。一是秒级预警,能提前7小时发出预警,准确率达92%。二是跨主体协同调度,能够同时管理多个流域、主体的水电数据。三是智能决策支持,平台内置(zhì)了(le)洪(hóng)水(shuǐ)预(yù)报(bào)等(děng)100多个专业模型。在预测洪峰的路径的时候,系统会综合考虑河道的地形、植被的覆盖,人类的活动,给出最精准的洪峰到达时间。

未来,我们希望(wàng)让(ràng)“云(yún)上(shàng)水(shuǐ)电(diàn)”成(chéng)为(wèi)能(néng)源(yuán)行(xíng)业(yè)的(de)通(tōng)用(yòng)平(píng)台(tái)。通(tōng)过(guò)与(yǔ)光(guāng)伏(fú)、风(fēng)电(diàn)等(děng)新(xīn)能(néng)源(yuán)联(lián)动(dòng),发(fā)挥(huī)水(shuǐ)电(diàn)的(de)调(diào)节(jié)作(zuò)用(yòng),接入电力市场,让水电站知道“什么时候发电最赚钱”。甚至帮助偏远地区的小水电组成“虚拟电厂”,共同参与市场竞争。就像互联网改变了零售业,我们相信“云上水电”也将重塑能源行业的生态。

更重要的是,我们希望通过云上水电,找到一条人与自然和谐共处的新路径。大坝不再是冷冰冰的控制者,而成为能听懂河流脉搏的智慧调停者。当算法中有对生命节律的敬畏,当调度既能满足电网需求,又能守护鱼群洄游的周期,我们就在技术中重建了人与自然的契约。

策划制作

演讲人丨刘金全 国能大渡河大数据公司副总经理、高级工程师

责编丨艾静

审校丨徐来、林林