环境治理：电力大数据带来哪些灵感？

　　最近，国网上海、四川、重庆电力等多家省级电力公司陆续与当地政府签署战略合作协议，合作的内容是电力大数据服务生态环境治理。

　　政企合作早已不是新鲜事儿。但这一波浪头释放了信号：环境治理又打开了一条通路，而且颇有拔本塞源之势。

　　如何平衡好环境效益与经济效益，一直都是横在经济社会发展前的一道题，找出合理的裁判标准才是关键。对此，电力大数据可以提供一些灵感。

　　用电侧数据：透露生产状况

　　用电量能够反映经济社会的运行状况，不久前的“企业复工电力指数”就体现了这样的逻辑。在环境治理中，道理也是一样的。

　　先来看这样一个例子。

　　2019年12月11日至15日是成都市重污染天气橙色预警管控期。根据成都市环保部门的管控要求，部分污染源企业应采取停产减排措施。如何判断这些企业到底有没有落实管控政策?在四川电科院开发的成都市智慧环保用电监测平台上，情况一目了然。

　　据四川电科院的工作人员介绍，通过监测污染源企业在管控期间的用电负荷，并将这一数据与基准用电水平(黄色曲线)进行对比，就可以看出企业在管控期间的生产状态。

▲A企业用电负荷曲线(2019.12.11~2019.12.15)

▲B企业用电负荷曲线(2019.12.11~2019.12.15)

　　如图所示，A企业在11日至15日期间的生产用电负荷接近于零，这表明该企业严格执行了环保管控政策。而B企业在管控期间每天的用电负荷都比较高，和基准用电水平相差不大，显然存在违规生产情况。

　　用电负荷反映出的问题会被反馈给环保部门，作为环保部门下一步工作的依据。这是电网企业与政府联手进行环境治理的基本模式。

　　为什么是电网企业?

　　答案是角色使然。电网企业从发电厂购电，然后将电能输送给各用电方。经过大电网的输配变，谁用了电、用了多少电一目了然，这也是数据分析的基础。电网企业作为电能的输送者兼数据采集者，具有从电力大数据中发现价值的先天条件。

　　虽然道理简单，但做起来并不容易。用电侧数据的原始结构较为单一，想进一步发掘数据的价值，还需从中探索出更为多元的分析维度。

　　以成都市智慧环保用电监测平台为例。基于用电侧数据，该平台可以对污染源企业的持续用电情况、用电波动情况、生产活跃情况等进行分析，从而为环保部门提供可靠的决策依据。在这一平台搭建的过程中，有两个发现指标的方法至关重要：一是数据的“转化”，二是“标准”的选择。

　　拿污染源企业的持续用电情况来说，想以月度为单位看企业是否正常开工，要怎么做?解决这个问题，还是要从企业用了多少电入手。根据污染源企业的日用电量数据，可以判断该企业当日是否正常开工;根据污染源企业的月度正常开工率，可以判断该企业当月是否正常开工。经过巧妙的“转化”，用电量在时间维度上的意义得以拓展，监测平台就可以实现具有一定时间跨度的数据分析。

　　在“标准”的选择上也有门道。污染源企业的生产经营情况时有波动，怎么判断波动是否在正常范围内?我们知道，标准差可以反映数据的离散程度，而行业用电量标准差可以作为一个参照标准。比照着这条线，就可以看出污染源企业的用电波动程度相对于行业一般水平来说是否更为剧烈，从而帮助环保部门对污染源企业的真实生产状态做出准确判断。

　　发电侧数据：直指清洁源头

　　说完用电侧，再来说说发电侧。根据中电联的统计数据，2019年我国全口径发电装机容量为201006万千瓦，其中火力发电的装机容量占比为59.2%。对火电的强依赖性促使有关部门开始思考，如何在不影响经济社会正常运转的前提下减少发电对环境造成的污染。

　　对于这个问题，上海电科院已经有所行动。

　　在发电量上网的过程中，电网企业可以掌握并网机组运行参数、一次调频等数据。同时，发电过程中烟尘、硫氧化物、氮氧化物等污染物的排放量也可以被采集。概括来说，从发电侧入手开展环境治理，本质上是对上述各类指标进行综合评价。

　　循着这样的思路，上海电科院搭建了电能绿色管理平台，以电能绿色指数为载体，对传统火电、新能源发电等接入上海电网的电力数据进行监测分析。

▲上海市某火电机组电能绿色指数

　　以上海市某火电机组为例，0.814的总得分表示该机组电能供给整体表现较好。其中，发电清洁因子、可靠性支撑因子的权重较高，分别为31%和30%。从清洁因子指数来看，可以发现该机组的氮氧化物、二氧化硫、烟尘绩效排放速率指标值都很高。据上海电科院的工作人员介绍，这说明该机组发电时所排放的氮氧化物、二氧化硫、烟尘等污染物较少，环保程度较高。

　　此外，该机组的电能绿色指数在受监测的并网机组中排名前三。在这些数据的指导下，电网调度可以优先安排该机组发电，以减少发电对空气造成的污染。

　　构建电能绿色指数的意义，一方面在于能够从整体上对机组情况做出评价;另一方面在于，只有了解每个机组的“长板”与“短板”，才能有的放矢。相应的反馈机制不仅不会影响到正常的发电和用电，还可以实现对电网日常调度的优化。

　　不过在这个过程中，也有几个需要解决的技术问题：

　　一是数据的采集、传输与存储。对此，可以在各设备端安装传感器进行基础数据采集，再通过数据交互系统将数据实时传输到数据仓库。

　　二是从海量数据中提取有效信息。这就需要定义冗余、异常、错误等数据逻辑，通过对数据的清洗和加工形成有效数据集，构建各个系统的基础分析数据库。

　　三是不同平台、不同标度数据的打通与整合。需要用到的手段包括开放数据接口、创建消息队列等，并采用专家打分法确定各级指标的权重系数。

　　硬件的进化、理念的升级，赋予了电网企业与环保部门进行环境治理合作的先决条件。直指源头的监测与调控，也为政企合作提供了一种十分独特的视角。

　　此番合作，新在哪?

　　一是指标新。无论是发电侧还是用电侧，电力大数据的分析指标都在向更综合、更全面的方向发展。只有不断拓展数据分析维度、打破各类数据之间的壁垒、促进不同数据的融合，才能真正激发出电力大数据的活力与能动性。

　　二是模式新。利用电力大数据开展环境治理，将政府、电网企业和污染源企业三个方面紧密联系在了一起。电网企业负责数据采集并提供分析平台，是政府和污染源企业之间的连接点;在电力大数据的支持下，环保部门可以快速了解污染源企业是否执行了生产排放指标任务;对污染源企业而言，其生产经营过程所产生的数据带动了整个分析系统的运行，同时它又是生产排放指标任务的最终落实者。这样一来，电力大数据在能源生态系统中的多个环节之间都起到了联动作用。通过不断地对各方进行反馈，环境治理工作得以形成一个闭环。

　　电网企业可以在传统角色的基础上被赋予更多想象，电力数据也可以凝聚出更大的价值。

　　4月9日，中共中央、国务院印发《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》，提出要提升社会数据资源价值，包括支持构建农业、工业、交通、教育、安防、城市管理、公共资源交易等领域规范化数据开发利用的场景。自上而下，都在强调数据价值的发现。而此次与环保部门合作，正是电网企业以实际行动对数字经济时代社会治理需求作出的又一次响应。

　　随着一个个环保用电监测平台的成熟落地，环境治理领域也有了应用电力大数据的生动样板，这或许能够为未来电力大数据价值的进一步发掘注入新的生命力。