一体化智慧城市能源大脑建设路径研究

陆亭华 张华富 陈金熠 奚慧

摘要：临港一体化智慧城市能源大脑整体上以临港综合能源管控平台和临港一体化信息管理服务平台为依托，本文结合平台现状，提出通过持续推动能源业务流程线上化、大力发挥能源大数据和服务价值、积极开发“能源+”应用场景、不断融合能源服务与城市管理等方式予以建设实施。在能源生产和消费数据、新能源开发和利用数据、碳排放监控和预测数据、能源市场消息、能源监管政策及消息等方面实现两脑的数据消息互联互通。借助能源大数据为城市经济运行、产业布局、科学决策等提供及时、准确、有效地支撑和响应，为“城市大脑”提供强大的“能源大脑”数字化助力。

关键词：能源大数据;一体化平台;两脑融合

2020年底，上海市委、市政府公布《关于全面推进上海城市数字化转型的意见》，要求深刻认识上海进入新发展阶段全面推进城市数字化转型的重大意义，明确城市数字化转型的总体要求，推进城市数字化转型，全面打造数字城市，加强城市数字治理能力。能源行业作为城市经济发展运行的支柱产业，对社会用能安全可靠提供了强大保障，借助能源互联网发展趋势，促进 “能源大脑”和“城市大脑”的高效融合，将能够为智慧城市发展和提升城市数字治理能力提供强大能源数字化助力。

1.智慧城市能源大脑现状与挑战

8月20日，上海临港“城市大脑”一体化信息管理平台2.0版正式上线运行，一体化平台涵盖了制度创新、风险防范、事中事后监管、政务服务和经济运行5个模块。能源板块隶属于经济运行模块，内容包括能源供给、碳排数据、电力经济指数、能源风险防控、十四五目标进度对比等。另外，在一体化平臺上已可以进行电力接入工程掘路、绿化搬迁等证照的线上办理，标志着临港新片区“电力接入一件事”的创新举措进入实质性实施阶段。平台功能模块内容虽涵盖面广，但在具体功能应用上尚待细化。“能源大脑”平台以临港综合能源管控平台为基础，与一体化平台进行融合，当前拥有区域能源全景监控、产业地图辅助规划等功能，接入了临港区域600多家企业的用能数据和新能源发电厂的发电数据等。但在双碳应用场景、“能源+经济”“能源+民生”等具体场景方面还有待丰富。

纵观北京、杭州、天津等城市的“两脑融合”举措，虽有差异，但基本原则和思路都有一些共同点。一是重视能源大数据的价值，二是结合城市发展与政府、企业、个人各类客户需求实际相应开发“能源+”应用场景，也不乏特色场景的设计应用。

北京市海淀区、通州区等开发的智慧能源板块以降低社会用能成本为目标，开发城市综合能源高效管理、副中心电力透视、智慧城市管理三类应用。初步计划建设能源监测及规划管理、重点企业运行和复工复产监测、工地施工管理和执法研判、区域人口监测和卫生创建、城市副中心建设成效展示5大功能板块。建成后将实现电力数据与政府、各行业、各能源企业、用能客户等能源上下游数据汇聚融合、共享交换和挖掘分析，促进政府决策科学化、社会治理精准化、公共服务高效化。

杭州智慧能源系统平台充分发挥能源大数据价值，服务各类企事业单位和居民用户。智慧能源板块后台呈现着一张企业用能监测地图，可助企业不间断综合能耗监测、优化用能。面向居民用户开发了“独居老人服务”等模块，通过获取独居老人家中实时用电数据可以判断其生活状态，构建基于用能行为分析的安全监护系统，在独居老人发生意外或其他安全异动时实现快速响应与防护。

国网天津电力公司则重点发挥能源大数据的效用，全面建设能源数据中心，促进传统能源管理模式变革，合理配置能源，提升能源预测能力，全面支撑智慧城市发展。重点打造综合能源大数据运营服务基地，构建覆盖市级、园区级、企业级三级能源数据服务体系，为政府提供能源数据管控、区域能源规划、综合能效分析、行业数据聚类、经济态势分析、资源调配等辅助决策服务。

2.智慧城市能源大脑建设规划

临港一体化智慧城市能源大脑建设方案框架图如图1所示，整体上以临港综合能源管控平台和临港一体化信息管理服务平台为依托，在原有“能源云”、“电力云”建设基础上深化应用功能，以“能源云”和“电力云”服务临港“一网通办”和“一网统管”。在能源生产和消费数据、新能源开发和利用数据、碳排放监控和预测数据、能源市场消息、能源监管政策及消息等方面实现两脑的数据消息互联互通。借助能源大数据、一体化平台为城市经济运行、产业布局、科学决策等提供及时、准确、有效地支撑和响应，为“城市大脑”提供强大的“能源大脑”数字化助力。

临港“城市大脑”一体化信息管理平台涵盖了制度创新、风险防范、事中事后监管、政务服务和经济运行5个模块和贸易自由风控、金融安全风控、运输自由风控等15个特色应用场景，可实现对重点领域和特殊领域的风险分级分类监管，保障各类开放创新政策稳妥有序实施。 “能源大脑”和“城市大脑”的融合一体化，需与平台模块功能相匹配和适应。制度创新方面，紧密围绕临港优化电力营商环境举措，推进“电力接入一件事”改革，简化办事流程，将具备线上办理条件的各类事项融入临港“一网通办”;风险防范方面，保障能源体系运行安全，引入碳排放监控预警;事中事后监管方面，考虑将电力在途工程、纳入监管企业的碳排情况等纳入事中事后监管;经济运行方面，利用能源大数据开发“能源+经济”应用场景，分析区域、行业、园区等能源消费结构和趋势。

充分利用综合能源管控平台能源监控、分析、管理、交易、服务、应用的六大功能和面向政府、企业、客户、社会的四大视角。基于对临港能源规划发展和城市经济运行的政策趋势的研判，梳理现状，确定两脑融合具体实施路径，并在实践中不断优化，打造一体化智慧城市智慧大脑。

3.两脑融合实施路径

3.1持续推动能源业务流程线上化

对传统能源业务和新型能源业务进行系统梳理，结合临港管委会政策要求和趋势以及自身发展实际，借助临港一网通办，逐步推进相关能源业务流程的线上化办理。

一是全面梳理能源业务事项。系统梳理临港区域各电压等级客户业务种类，包括业扩增容申请办理、故障报修、充电桩报装、分布式光伏上网业务、用能分析、能效提升服务业务、电费查询与缴纳、电子发票开具等等，厘清各类业务办理流程、所需材料、办结时限等[1]。

二是开展流程线上化研讨论证。结合临港管委会政策要求和趋势，对政策要求事项和有利于提升电力营商环境的业务可重点研究线上化的可实现性。对未来双碳和能源双控背景下可能衍生出的相关业务，优先考虑流程的线上操作，与城市数字化转型相呼应。

三是推动相关业务线上办理。结合临港一网办平台开发的覆盖范围和开发进度，根据相关业务优先级，按序推动业务线上办理，开发相应功能模块，试点运行，优化完善后全面推广，让更多的能源业务能够实现线上办理[2]。

3.2大力发挥能源大数据和服务价值

随着云时代的来临，大数据也吸引了越来越多的关注，大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。作为电力企业，也是水、电、气、油等基础能源中相对重要的能源形式，也是电气化改革后未来主流的能源形式。能源电力企业拥有庞大的用户能源数据信息和能源数据资产，如何更好地发挥数据的价值是提升能源服务、更好辅助城市治理的强大助力[3]。

一是提升能源数据采集层的覆盖广度。能源数据来源于用户端，根据临港综合能源十四五规划，“对于新片区所有企业配备一级能源数据及重点用能设备数据上传功能，生产及消费智能化采集程度和接入新片区综合能源管控平台比例均达到100%”。借助规划要求，推进临港新片区各类企事业单位的數据接入工作，安装数据采集智能装置，扩大覆盖面，争取覆盖率达到100%，同时深入分支设备等二三级能源数据的获取。

二是加强能源数据的处理分析与应用。在获取大量能源数据的基础上，结合市场需求和客户痛点，加强对能源数据的处理分析，研究数据处理算法，推出用能分析报告等基础性数据产品和区域、产业经济发展、能效提升等数据挖掘类产品[4]。

三是挖掘能源大数据和服务价值。随着上网电价市场化改革的进一步深化，上游价格的浮动将传导至下游用户终端，伴随着新型电力系统建设、能源绿色低碳转型，未来综合能效、节能减排等综合能源服务必将迎来广阔的市场。能源服务产品与用户的契合，需要充分挖掘能源大数据和服务的价值，设计出能够解决市场需求、客户痛点的能源数据和服务产品[5]。

3.3积极开发“能源+”应用场景

积极探索“能源+经济”、“能源+民生”等能源融入城市治理等应用场景，推动两脑融合。在掌握社会运行态势和政府、企业、个人、社会各类用户群体需求基础上，打造“能源+”产品体系

一是调研各类用户切实需求。针对政府、企业、个人、社会各类用户群体，全方位调研获取用户需求，梳理现有产品空缺。

二是打造“能源+”产品体系。面向政府、企业、个人、社会各类用户群体，从能源监控、分析、管理、交易、服务、应用等方面，结合双碳趋势、新型电力系统建设背景打造“能源+”应用场景和产品体系。

面向政府，打造碳排放全景画像，以工业园区和大型公共建筑为重点，对各类用户碳排放情况进行监测，获取用户碳排放数据，为用户掌握碳排现状提供数据参考，辅助后续决策。打造能效地图，结合单位产值能耗、单位面积能耗、用能成本等数据制定能效计算公式，得出各企业、行业、区域能效值，有利掌握区域、行业、产业等能效情况，为制定和实施监管措施提供决策参考。打造清洁能源供需监测，对各类并网的清洁能源供给点进行监测，监测数据包括发电量、上网量等，同时对需求点的使用量进行监测[6];绘制能流图以清晰掌握清洁能源的发、输、用、储全过程[7];汇总形成区域、行业、产业等各类宏观数据;结合各类经济数据，分析清洁能源比例和经济效益的关系。

面向企业，打造碳排放诊断分析，基于企业碳排放数据，通过对标监管要求、企业配额、同区域同行业对比，及企业自身趋势分析等，提供报告、建议类服务。打造碳资产管理服务基于碳排放量、碳排放配额和CCER资产数据，对企业的碳资产进行动态监测管理[8]，提供行业、产业、区域内统计、对比、排名等服务，同时基于统计对比数据，向企业提供碳资产交易信息对接推送服务。

面向个人，打造充电桩智能监测，监测充电桩位置、忙闲状态、收费标准、充电时长等信息，为供应方和使用方提供效率提升、智能推荐等服务。

面向社会，打造零碳示范园区/社区管理，对示范园区/社区的各类建筑物、设施设备、清洁能源、绿色交通等能源数据进行监测，以及绿化、植被等环境数据获取，进行碳排和减碳负碳数据分析和预测，对园区/社区内综合运行提供相关服务。

三是汇聚产品融入场景。与临港一体化平台功能予以融合，在经济运行、产业布局、综合能源等模块逐步融入“能源+”应用场景，辅助城市运行管理和决策。

3.4不断融合能源服务与城市管理

当节能减碳成为社会热点后，不仅是置身其中的能源企业，政府、团体组织、企业、个人等都与之息息相关。面向双碳的能源服务将紧密结合各类群体，不断将能源服务融入城市生活的方方面面，助力城市现代化管理。

一是围绕区域战略做好能源服务。根据临港十四五发展规划、国网战略等发展方向，探索新型电力系统趋势下的能源服务战略和服务模式，围绕区域发展、用户需求做好能源服务。。

二是加强能源服务与城市管理的对接。密切关注城市数字化转型、综合能源发展等方向的基础设施建设、管理体制机制创新、科学技术发展，在城市管理逐渐智能化、数字化、敏捷化的趋势上，加强能源服务韧性，更好地与城市管理进行对接[9]。

三是探索社会用能评价体系。制定社会用能评价管理办法，针对不同客户群体，设计用能评价指标体系，确定评价主体、评价方式和结果应用方式，促进社会绿色低碳发展。用能评价指标可包括用能量、碳排放总量、光伏风电上网和使用量、用能结构占比、用能效率、单位能耗产值等等指标[10]。

4.结语

本文结合临港一体化信息管理平台和临港综合能源管控平台现状，提出通过持续推动能源业务流程线上化、大力发挥能源大数据和服务价值、积极开发“能源+”应用场景、不断融合能源服务与城市管理等方式，深入推进“能源大脑”和“城市大脑”的高效融合。借助能源大数据为城市经济运行、产业布局、科学决策等提供及时、准确、有效地支撑和响应，为“城市大脑”提供强大的“能源大脑”数字化助力。

参考文献

[1]鲁刚，王雪，陈昕，等.城市能源变革下智慧能源系统建设研究[J].电力需求侧管理，2018，20（2）：1-4.

[2]张涛，王培红.“智慧+综合能源服务系统”的理念与思考[J].上海节能，2018（2）：69-71.

[3]戚艳，刘敦楠，徐尔丰，等.面向园区能源互联网的综合能源服务关键问题及展望[J].电力建设，2019，40（1）：123-132.

[4]王汝英，陈文康，闫松，等.综合能源互联网云平台的开发与应用[J].供用电，2019，36（3）：2-7，26.

[5]卢世祥，林佳，齐爽.多元用户综合能源监测跟踪分析与数据服务平台开发与应用[J].供用电，2018，35（4）：46-51.

[6]曹重.南方电网开展综合能源服务的实践及成效[J].电力需求侧管理，2016，18（3）：1–4.

[7]胡宏，胥鹏，罗慧，等.电力消费与城市经济发展驱动力關系的深层挖掘分析[J].电力需求侧管理，2018，20（03）：15-19.

[8]孙芊，马建伟，李强，等.面向智慧城市的电力数据挖掘多场景应用[J].电力系统及其自动化学报，2018，30（08）：119-125.

[9]禹胜，赖业宁.大能源思维与大数据思维的融合：（一）大数据与电力大数据[J].电力系统自动化，2016，40（01）：1-8.

[10]高文，田永鸿，王坚.数字视网膜：智慧城市系统演进的关键环节[J].中国科学：信息科学，2018，48（08）：1076—1082.

作者简介：陆亭华，1989年4月，男，汉，上海市人，硕士研究生，工程师，研究方向：电力架空线路运维，上海市浦东新区浦东南路1639号，13641944472，luth@126.com。