EMQ 数据基础设施助力新能源生产精细管控
实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军，大力发展风光发电、构建以新能源为主体的新型电力系统是重中之重。储能系统解决了新能源的消纳和调度问题，使得新能源场站提升了利用小时数与发电量、成交电价，新能源+储能将成为电力资产运营的核心竞争力。未来的能源消费将更多趋向于电力的应用，构建一个基于大数据的人工智能信息技术与能源系统、电力系统相结合的新能源智慧能源系统，是能源行业发展的新方向。
挑战
数据质量难以保障
数据的全面采集和感知，是实现新能源发电和储能系统智能管控的基础。但当前现场设备受限于传输规约与通讯质量等原因，存在数据缺失、状态不准确、时间戳丢失或不统一等问题，数据质量难以得到保障。
现场分散，运维困难
新能源发电厂地理位置分散、分布区域广、地处偏僻运行环境恶劣、规范管理及运维困难。同时随着风电、光伏及储能等新能源装机量逐年攀升，电厂规模在逐步扩大，运维工作量也持续增高。
数据规模增长
随着物联网、大数据及人工智能技术的与新能源行业的融合发展，多能互补、柔性控制、跨省调度等新需求涌现，所涉及的智能设备和传感器日益增多，数据采集频率上升，数据规模呈现倍增趋势。这对构建智能应用的底层数据架构的扩展性和稳定性提出了更高要求。
数据信息孤岛
新能源发电和储能点多面广，设备众多。各个智能应用独立构建，彼此之间无法有效数据共享和互通。基于现有模式挖掘数据价值以及构建人工智能应用，需要对接多个系统。而各系统之间数据库不同、数据标签不统一、时间不匹配，需要耗费大量人力及开发成本。
方案
方案通过在新能源发电场站或集控数据中心部署工业协议网关软件 Neuron 提供对以 IEC104 协议接入为主的电力生产数据进行采集，并适配多类型设备与协议的数据统一实时采集，再利用轻量边缘流式处理引擎eKuiper提供场站侧的数据采集、过滤、补全、时间窗口计算等能力，提升数据质量。构建了强大的边缘实时数据采集和分析能力。
通过云原生分布式 MQTT 消息服务器 EMQX 统一接入高频采集的海量数据，每秒百万级消息并发，在网络质量差、传输带宽受限的情况下保证数据实时、完整及安全传输。通过基于云原生环境构建的海量数据采集能力，可实现对场站海量终端的弹性采集保障。EMQX 支持可弹性扩展的多集群模式，随着业务增长可以不停机拓展集群规模，单个集群可以处理百万 TPS 的消息并发，在新能源场站数据量倍增的情形下，数据架构层具备良好的可扩展性和稳定性。EMQX Edge to Cloud Platform 提供的对Neuron，eKuiper 和 EMQX 提供了统一管理平台。可以在集控生产大区对分布式部署在场站与集控生产区的多个服务进行统一管理，节省管理与运维成本。
EMQX 支持正反向跨区网闸穿透能力，可以实现电力系统生产大区与管理大区之间的数据实时传递。各大区之间部署多套 EMQX 消息中间件，可实现数据的实时同步和本地存储，同时支撑生产区、管理区、场站等各区域的智能应用系统。数据同步过程支持纵向加密和传输压缩，保证安全性，节省传输带宽。
成果
- 基于 EMQ 物联网数据基础设施软件构建的新能源发电和储能管控系统，以物联网协议作为数据采集与传输的主要方式，实现了生产数据低时延实时上报，提高业务响应能力。
- 通过发电厂站与集控中心统一的实时数据“连接、移动、存储、处理与分析”，获取海量数据支撑，结合大数据及人工智能应用，指导发电优化控制策略，减少损失电量，提高新能源电厂的发电效率，实现新能源智能化运营管理，助力发电企业实现两化融合与企业数字化转型。