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案例36.中国电建:可再生能源大数据平台,助力发展全球绿色能源

中国电力建设集团有限公司

    导读:中国电力建设集团有限公司利用互联网、大数据和云计算技术,建设世界可再生能源储量评估与市场前景分析大数据平台,充分结合具体地区政治经济局势、能源需求、能源结构、生态环境等因素,进行全球可再生能源大数据挖掘分析,为中国电建可再生能源市场战略开拓提供辅助决策分析手段,同时其数据成果面向国内外相关企业和机构及政府部门开放,旨在形成我国可再生能源“走出去”的数据及技术支撑平台。将互联网、云计算和大数据技术相结合,为企业和国家提供可再生能源开发决策分析及预测手段,这在我国能源行业尚属首次。本项目的应用可显著提升我国可再生能源战略预测分析能力,项目的实施也同样会推动云计算与大数据技术的行业应用。

  一、基本情况

  中国电力建设集团有限公司(以下简称“中国电建”)是经国务院批准,于2011年在中国水利水电建设集团公司、中国水电工程顾问集团公司和国家电网公司、中国南方电网有限责任公司所属的14个省(市、区)电力勘测设计、工程、制造企业基础上组建,是国家出资并由国务院国资委代表国务院履行出资人职责的国有独资公司,是经批准的国家授权投资机构。中国电建是提供水利电力工程及基础设施投融资、规划设计、工程施工、装备制造、运营管理为一体的综合性建设集团,主营业务为建筑工程(含勘测、规划、设计和工程承包),电力、水利(水务)及其他资源开发与经营,房地产开发与经营,相关装备制造与租赁。此外,受国家有关部委委托,承担了国家水电、风电、太阳能等清洁能源和新能源的规划、审查等职能。集团电力建设(规划、设计、施工等)能力和业绩位居全球行业第一。位居2015年《财富》世界500强企业第253位、2015年中国跨国公司100大企业第17位。

  截至2015年底,中国电建共有5个国家级研发机构,47个省级研发机构,7个院士工作站,6个博士后工作站,56家企业及下属子企业被认定为省级高新技术企业,4家企业被认定为科技部火炬计划重点高新技术企业;获得国家级科技进步奖103项、省部级科技进步奖1491项,拥有专利5568项(其中发明专利681项);制修订国家及行业标准400余项。

  作为国家新能源信息中心和国家可再生能源产业政策研究中心,中国电建集团水电水利规划设计总院承担了国家服务于新能源企业“走出去”战略的相关重要工作。具体包括:(1)牵头负责国家水电、风电、光伏等新能源“走出去”发展战略研究;(2)负责牵头开展水电、风电、光伏等新能源重点目标市场研究;(3)收集和分析国际新能源技术标准和工程建设规范信息;(4)为新能源企业“走出去”提供技术支撑。

  作为全球最大的可再生能源设计企业,中国水电顾问集团成都勘测设计研究院有限公司承担了国内约30%的可再生能源规划设计、国外2个国家的水能资源规划任务,以及世界水能资源分析与规划系统、中国数字水电、数字流域与水库群智能调度、企业私用云计算平台建设等信息化平台开发与建设。

  二、主要做法

  (一)实施背景

  从目前世界各国既定能源战略来看,大规模的开发利用可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。我国也将新能源产业列为战略新兴产业,积极发展可再生能源、支持新能源企业“走出去”,已成为我国国家战略的重要部分,并通过“一带一路”、中非、上合组织、中国—东盟(10+1)等双多边机制积极推进。

  从全球储量角度分析出发,可再生能源空间分布不均,随季节性变化较大,受气象要素影响较明显。从开发利用角度分析出发,受全球各国经济发展、能源结构、政治文化环境、环境保护等多重因素影响。从技术经济角度分析出发,受电力需求、电力网络、基础设施、设备制造等因素制约。因此,全球可再生能源的开发利用分析是一个综合性、复杂性的研究工作,如何结合各种影响要素,构建科学合理的分析模型,进行全球可再生能源储量分析及市场前景预测,是我国能源行业急需开展的前沿性研究课题。

  中国电建可再生能源相关业务分布于世界各地,在当前国际局势大环境下,如何动态掌握全球可再生能源储量分布,开展可再生能源潜在市场分析预测,明确全球可再生能源开发经济效益良好的国家和地区,是集团进行市场开拓需要考虑的问题。

  本项目旨在通过互联网、大数据和云计算平台,充分结合具体地区政治经济局势、能源需求、能源结构、生态环境等因素,进行全球可再生能源大数据挖掘分析,为中国电建可再生能源市场战略开拓提供辅助决策分析手段,同时其数据成果面向国内外相关企业和机构及政府部门开放,旨在形成我国可再生能源“走出去”的数据及技术支撑平台。

  将互联网、云计算和大数据技术相结合,为企业和国家提供可再生能源开发决策分析及预测手段,这在我国能源行业尚属首次。可以预见,本项目的应用将显著提升我国可再生能源战略预测分析能力,而项目的实施也同样会推动云计算与大数据技术的行业应用。

  (二)建设内容

  1、构建世界可再生能源数据云平台

  构建具有1PB级数据云存储能力、100台高性能计算服务器资源池、2台应用服务器、2台数据库服务器和1台图形计算组成行业云平台。结合云计算管理平台、集群计算控制平台、资源虚拟化与调控平台等软件配套设施,共同组建行业云,并提出构建PB级云平台的解决方案。

  2、构建基于云平台的可再生能源大数据平台

  在企业私有云存储虚拟化和服务器资源集群计算的基础上,研究基于Hadoop框架的世界可再生能源大数据基础架构建设。主要包括分布式文件系统、Map/Reduce、分布式数据库、数据流、数据仓库等基础项目配置,以及针对世界可再生能源信息的数据订阅、数据清洗、数据同化、数据融合、语义分析等数据处理平台与模型开发。

  3、建设全球可再生能源数据仓库

  基于多维多源多尺度的世界可再生能源数据资源池,利用大数据基础架构的数据清洗、数据融合、数据同化等数据处理模型,对资源池数据进行加工、转换,生成满足可再生能源储量评估与市场前景分析需要的数据库集群,以建立包含世界太阳能光伏资源库、风能资源库、水能资源库、电力网络资源库、社会经济环境资源库、可再生能源关键词库等的大规模数据仓库系统。重点研究分布式文件处理、非结构化-结构化数据转换、数据流处理、关键词语义分析等模型开发技术以及数据仓库建立技术。

  4、建设全球可再生能源储量评估与市场前景分析应用系统

  以行业云平台和全球可再生能源数据仓库为基础,建设全球可再生能源储量评估与市场前景分析应用系统,系统功能主要包括资源总量及储量分析、区域/国家经济发展趋势预测、区域/国家电力需求分析、智能电网规划与调度、国家或区域可再生能源数字化规划、局地实时精准天气预报、流域梯级调度优化、可再生能源市场前景评估、可再生能源市场精准营销、可再生能源数据分析服务。

  5、建设全球可再生能源储量与市场前景分析决策支持系统

  将基础地理信息数据、气象实时数据、新能源监测指标、社会经济态势、电力实时需求、电力网络等数据成果相结合,构建世界新能源可视化分析平台,结合能源、经济、电力需求等因素相关性综合分析模型,为中国电建、乃至相关企业和政府部门开展新能源战略规划提供辅助决策支撑。

  6、建设全球可再生能源数据资源门户

  可再生能源“走出去”面临的最艰巨的挑战就是数据资源问题,结合本项目研究收集的基础地理信息、水文气象、新能源监测指标、社会经济发展、政治局势、电力需求、电力网络、电源规划成果等数据资源,形成面向全社会和相关企业机构的数据开发门户平台,旨在形成一站式的全球可再生能源数据资源库,为企业和政府部门进行能源相关活动提供数据支撑服务。

  (三)创新点

  1、依托集团电建云,构建云计算、大数据应用生态体系

  依托中国电建正在开展的集团电建云计算中心,研究基于云计算平台的数据资源云平台,同时构建基于云平台的可再生能源大数据平台,形成基于云计算基础设施、数据资源仓库、大数据平台、大数据应用的完整生态体系,从而形成中国电建可再生能源与云计算、大数据技术融合的解决方案,为“互联网+”提供应用示范。

  2、构建全球可再生能源数据资源门户,形成数据物流通道

  基于平台建立的数据资源,按照空间、时间、专业应用的维度形成全球可再生能源数据资源体系,建立全球可再生能源数据资源门户,面向行业用户开放共享,尝试构建全球可再生数据资源交易机制,并引入数据众包模式,通过“线上/线下”模式打通可再生能源“走出去”的数据资源需求通道,形成可商业化的可再生能源数据物流通道,为我国行业用户提供可再生能源“走出去”数据支撑。

  3、聚合中国电建海外业务资源,打造我国可再生能源“抱团出海”能力

  依托中国电建在全球海外业务的基础数据、专业数据、市场情报信息、业务渠道、项目资源等业务资源,以及平台在全球可再生能源储量评估及电源规划成果,形成全球可再生能源海外市场开拓信息咨询完整解决方案,为中国电建、行业企业以及政府部门提供全球可再生能源技术咨询,通过业务资源整合,构筑我国可再生能源“抱团出海”能力。

  4、开放应用服务,打造中国电建可再生能源产业化集群

  平台在云计算基础设施、数据资源仓库、数据资源交易、大数据分析、市场咨询、战略规划等方面已形成了具有专业特色的企业应用,为响应国家行业“互联网+”产业化方针,平台将面向中国电建内外企业,提供云服务、数据资源服务、数据分析服务、市场咨询服务、战略规划服务等服务,面向市场开放,积极推进平台产业化,重点孵化可再生能源产业化创新企业,整体打造中国电建可再生能源“走出去”产业化集群。

  三、经验效果

  (一)社会效益

  通过世界可再生能源储量与市场前景分析决策支持系统,远期能够更科学、更快速、更经济科学制定国家及流域级可再生能源宏观规划,能够掌握其他国家可再生能储量数据,促进中非、中俄、中巴、中国-东盟之间的国家能源战略合作,改善中国国际战略环境。

  构建世界可再生能源储量评估与市场前景分析大数据平台是对可再生能源信息化、数字规划工作的总结与提升,有助于建立完整的可再生能源信息化标准体系,将极大促进该领域的标准输出和技术输出。

  (二)经济效益

  本项目对全球可再生能源储量分析与市场前景分析,将极大提高中国电建在国际市场的精准营销能力,将极大促进集团企业国际市场竞争地位和市场份额提升。同时,可降低营销费用和人力资源投入10%以上,对中国电建可年度节约经费3000-5000万元以上。

  本项目还能够通大数据数学分析模型,为流域、风电场、太阳能电场提供局地高精度的气象预测预报分析数据服务。一般情况下,通过精准天气预报,能使发电企业的经济效益提高3-5%以上,对一个大型流域发电公司,经济效益达数十亿元/年。企业服务创收3000万元/年,投入产出比超过20%

  (三)对“互联网+”行动实施的参考意义

  李克强总理在今年政府工作报告中提出:“新兴产业和新兴业态是竞争高地。要实施高端装备、信息网络、集成电路、新能源、新材料、生物医药、航空发动机、燃气轮机等重大项目,把一批新兴产业培育成主导产业。制定‘互联网+’行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。”

  本项目充分响应政府号召,落地“互联网+”智慧能源,以新能源规划与市场前景分析为龙头和抓手,以互联网、云计算、大数据为手段,抢占新能源的竞争高地。项目的建成,大大提高了新能源开发企业的市场嗅觉,降低了前期市场开拓投入,提高了投资效益,降低了投资风险与人力资源成本。本项目是对“互联网+”智慧能源的有力诠释,为新能源企业响应“一带一路”战略提供智力支持。