當水電遇上信息化智慧化，會碰撞出怎樣的火花？
7月12日，國家能源集團在四川成都正式發布“云上水電”平臺，推動一個電站優秀成果向千萬電站推廣復用，探索構建“低成本、大范圍、高成效”的水電一體化專業數據服務新范式。
黨的十八大以來，黨中央高度重視發展數字經濟，將其上升為國家戰略。黨的十九屆五中全會提出，發展數字經濟，推進數字產業化和產業數字化，推動數字經濟和實體經濟深度融合，打造具有國際競爭力的數字產業集群。國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要明確提出“加快數字化發展”“建設數字中國”。
近年來，隨著新型電力系統建設的深入推進，水電產業迎來數字化智能化轉型新機遇、新挑戰。國家能源集團緊跟國家數字化發展步伐，將新一代信息技術與工業經濟深度融合，聚焦水電應用場景，“云上水電”應運而生。
探索：多年耕耘，智慧水電見雛形
“云上水電”的問世，離不開國家能源集團多年來在水電數智化建設方面的不懈探索與追求。
大渡河流域，在我國十三大水電基地中位居第五，干流規劃28個梯級電站，大渡河公司負責干流17個梯級電站的開發，已投產裝機超過1100萬kW。流域地處青藏高原和四川盆地過渡地帶，水文情勢復雜多變，區域內有成昆鐵路、下游河心洲等多個重點防汛對象，同時受來水、風光等不確定及四川絕大部分水電調節性能較差影響，負荷變化大、調節頻繁，具有很強的隨機性和不確定性。
發電保供助力經濟發展、防汛抗洪守衛人民安康，身負重任的大渡河公司，從成立伊始就把智能信息作為提升履職履責能力的重要抓手。2008年底，公司建成投運四川電網第一家大型流域集控中心，主要負責流域電站的發電調度、防洪調度、氣象水情預報、經濟運行等工作；2012年，瀑布溝、深溪溝電站接入，拉開流域統調序幕，隨后又陸續接入9站9庫、41臺機組、1133.8萬千瓦裝機，流域統調控制規模居國內前列。
2014，大渡河公司在業界首次系統提出智慧企業建設思路和理論體系，并在大渡河流域進行探索與實踐，助力企業高質量可持續發展。
智慧企業建設過程中最具代表性的莫過于在核心業務改造過程中，將云計算、大數據、物聯網、移動互聯、人工智能等前沿技術融入傳統業務板塊。通過先進技術的精準應用，大渡河公司在安全生產智能化管控水平領域得到全方位的提升。
為加強流域來水預報精準度研究，運用了多源數據混合同化流域產匯流預報技術，每天開展10G容量的氣象大數據計算分析，以細分網格量化全流域降雨情況，準確掌握相隔1.5公里范圍內的區域來水與降雨分布，周預報精度達92.3%，高于行業先進水平。
為減少負荷調節工作量，建成了覆蓋電力生產全過程的大型流域梯級電站預報調控一體化平臺，研發了瀑布溝、深溪溝、枕頭壩一級梯級電站經濟調度控制（一鍵調）技術，實現三站全年負荷調節零干預。
為加強設備管理，建立了設備在線狀態檢測平臺，采用機組設備健康狀態感知模型，全面掌握7000余種機電設備和金屬結構流式數據。通過設備運行大數據分析，對機組設備進行在線監控與實時診斷，實現設備健康度和發展趨勢的數字化評價，提前預判設備健康狀態與運行趨勢，促使檢修管理模式由計劃性檢修、事后檢修逐步向狀態檢修、改進型檢修轉變。
為有效管控安全風險，在流域上下布置1.9萬個自動化監測點，加強流域梯級庫壩群安全風險實時預警與聯動響應，多年來成功預報并治理了流域重特大地質災害危險點10 處，3 次有效預警流域沿線滑坡體大規模垮塌，避免了3 次重特大安全事故的發生，確保了大渡河流域梯級電站群連續安全生產天數超過6000天。
隨著智慧企業建設的不斷推進，一幕幕高效便捷的管理場景時刻演繹在大渡河公司各個崗位。總部管理者實現水電生產的全景式管理，辦公室、手機移動端……不管任何場所、任何時間，都可以實時瀏覽下轄水電站的生產概況，并通過“運營一張圖”橫向對標電站的發電量、水能利用率等生產指標，穿透分析電站生產經營情況，通過“視頻云”實時調取任意電站、任意攝像頭視頻畫面，對生產現場進行關注。水電站運行人員可以通過氣象水情服務應用，便捷查看流域內降水情況的多源數值預報成果，當某流域預測將發生大暴雨時，可通過平臺查詢預測的暴雨中心、洪水量級，實時跟進洪峰洪量情況，提高經濟運行及防洪水平。
積跬步以至千里，積小流以成江海。在大渡河公司多年智慧企業建設成果基礎上，數智科技公司聚焦水電應用場景，自主研發建設的工業互聯網平臺，采用國資智能云“祝融云”先進的平臺架構，在氣象水情、庫壩安全、設備管理等方面形成水電特色的“云化服務”，創新實現水電一體化專業數據服務新范式，改變了水電系統以往“煙囪式”的建設模式，融合運用物聯網、大數據、云計算等先進技術將水電知識、模型、成果固化到平臺上，服務賦能各類水電企業。
試煉：攻堅克難，創新模式經考驗
“以往大水電‘煙囪式’的系統建設模式，由于建設成本高，小水電難以直接復制。”“云上水電”建設主體、數智科技大數據公司黨委書記、執行董事賀玉彬表示，“云上水電”依托大渡河公司多年來的數字化建設成果，通過‘云化服務’的方式大幅降低水電數字化轉型投入，有效解決了水電建設安全、高效、經濟不可能三角問題。
傳統的“煙囪式”水電建設模式投資規模大、建設成本高、實施周期長，中小水電因裝機規模有限難以直接復制，并且相似系統的重復建設也會帶來巨大的資源浪費。“云上水電”就是利用互聯網思維將水電知識、模型、成果固化到平臺上，服務賦能各類水電企業。
大道至簡，知易行難。建設水電工業互聯網，一開始就面臨多項工程技術難題。比如，如何高可靠、低成本地匯聚水電多源異構海量實時數據就是一項棘手的問題。
為解決這一難題，國家能源集團數智科技大數據公司聯合中國水科院、清華大學、電子科技大學等一批高等院所，通過三年技術攻堅，攻克了水電海量實時數據匯聚成本高、分析效率低、安全應用難等一系列關鍵難題，并提出一整套基于工業互聯網的邊緣數據采集治理解決方案，實現了實時數據的高效采集、安全傳輸、標準化管理和智能分析應用。
2023年9月，國家能源集團提出“要通過云上水電加快將大渡河公司等先進水電企業的智能化經驗應用到集團其他水電企業”。隨后，《國家能源集團數字化轉型行動計劃（2024-2025年）》《打造一批電力產業數字化智能化綠色化轉型發展典型企業和項目方案》等一系列政策文件密集出臺，為“云上水電”在集團系統內推廣按下“加速鍵”。
2023年，“云上水電”共完成17座電站接入工作。截至2024年5月30日，“云上水電”新增接入電站50座，集團電站整體接入完成率達44%，新增裝機容量1959.62兆瓦。接入實時數據測點12萬個，日數據增量超2億條，使用核心數據超300萬條。
通過接入平臺，首批試點水電站整體投資較常規方式節約2/3，日水情預報精度提升5%，設備等效可用系數提升5%，水能利用率提升3%，有效提升了中小水電企業精細化管控水平。
2023年5月，同處大渡河流域的龍頭石水電站引入云上水電平臺，之后一年來發生的變化，令電站干部員工倍感振奮。“長期以來，龍頭石電站主要靠觀察上游大崗山電站出庫變化而開展調度，工作比較被動。接入云上水電平臺后，通過數值天氣預報、隱私數據共享，有效提高了電站洪水應對能力和經濟運行水平”，龍頭石電站總經理助理涂忠林高興地講到。
共享：行業普惠，打造云端“沃爾瑪”
上善若水，水利萬物而不爭。“云上水電”的問世，也為水電行業的高質量發展帶來新動力。
我國有4.5萬條日夜奔流的江河，是世界上河流最多、水電裝機規模最大的國家。但絕大多數水電站都是裝機規模在30萬千瓦以下的中小水電站，這樣的水電站在我國已超過4.4萬座。這些水電站往往地處偏遠、建設年代早，數字化轉型、高質量發展對它們來說似乎“可望而不可及”，而“云上水電”的誕生，一定程度上為這些中小水電開通了走向高質量發展的康莊大道。
“‘云上水電’能夠為我們帶來的，絕不僅僅只是匯聚數據。它帶給我們的，是數據驅動水電生產運行的新模態，是水電智能化、綠色化發展的新范式。”“云上水電”建設項目負責人、數智科技大數據公司黨委委員、副總經理羅瑋表示。“云上水電”采用“平臺+應用”的模式，按照水電業務聚合特征構建業務能力中心，實現數據與應用分離、能力與界面分離，通過微服務和容器化實現應用動態伸縮、快速部署、資源隔離。平臺集成了一系列功能強大、操作簡單、易于上手的研發工具，用戶可以通過物聯網平臺，使用成熟的兼容水電站數十種設備工業協議的邊緣網關，安全高效地采集和傳輸水電各類實時數據；可以通過水電數據治理平臺，結合水電站工業數據的分類分級標準，完善設備編碼和量測數據的標識，快速形成水電數據資產目錄；還可以利用水電數據中臺強大的湖倉一體和存算分離能力，進行實時數倉加工，實現生產運營指標秒級計算；在數據應用及分析方面，水電人工智能平臺則能提供端到端的深度神經網絡建模能力，并支持結構化數據模式挖掘和影像數據的視覺識別等AI建模需求。用戶還可以通過應用開發平臺以微服務形式整合代碼生產器、自定義表單、工作流引擎等快速開發套件，實現從海量數據和分析模型到最終應用呈現的全流程貫通，并快速發布應用。
針對水電企業用戶智能化、智慧化的建設需求，平臺提供了一整套行業解決方案，涵蓋基礎設施、智能裝備、智能電站、智慧工程四大板塊，提供包括新一代廠站綜合數據平臺、5G+水電行業應用、KA衛星小站、智能監視系統等24種典型行業產品或解決方案。琳瑯滿目的智能化服務技術、裝備和系統，就像架設在云端的“沃爾瑪”，每個水電站都可以根據自身需要，在這個平臺上選購適合自己的“商品”。“下一步，國家能源集團還將遷移‘云上水電’至行業云，為水電行業賦能服務。”國家能源集團科信部數據資源處經理閆計棟說。
“云上水電”會員用戶可以根據自己的需要訂閱特定的應用，并獲取到專屬的SaaS服務界面，實時享用專屬平臺功能。SaaS服務即“軟件即服務”，在SaaS模式下，軟件供應商將軟件應用程序部署在云端服務器上，并通過互聯網向用戶提供服務，用戶可以通過訂閱或按需付費的方式使用這些軟件應用程序，而無需購買、安裝和維護軟件，從而大幅降低軟件使用成本。
同時，“云上水電”還針對部分水電企業專業人員不足的問題，提供定制化的數據分析、AI建模、專家診斷等76項數據服務，幫助客戶全面提升水電運營管理的精細化水平。國能海南公司海控新能源副總經理熊榮講到，通過云上水電實施，我們全面摸清了大廣壩、紅嶺水電站的“數據家底”，首次實現了全量數據實時采集、匯聚，為我們開展設備健康分析和故障預測奠定了堅實基礎。
“云上水電”不僅可以服務中小水電，同樣可以服務大水電企業。通過先進的平臺架構，敏捷響應客戶需求，降低系統運維成本。“2024年，我們還將上架智慧工程管理、檢修作業標準化等4個SaaS服務應用，逐步把云上水電打造成水電行業的‘工業應用商店’。”“云上水電”建設項目總監、數智科技大數據公司黨委委員、總經理陶春華表示。
上善若水，水利萬物而不爭。云上水電，它既有著水的包容，孕育著生態，改變著形態；又有著云的智慧，創造價值，共享價值，而這也正是工業互聯網賦能的最大特點與魅力。作為國家能源集團自主研發的首款服務水電企業的工業互聯網平臺，云上水電它為水電行業賦能而生，也必將伴隨著中國水電引領世界水電的步伐而成長。
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