華北某地規(guī)劃多站融合項(xiàng)目，運(yùn)營期10年，營業(yè)收入包括10MW/20MWh儲(chǔ)能站參與峰谷購售電價(jià)差和調(diào)峰調(diào)頻收入4898萬元，運(yùn)營期結(jié)束后項(xiàng)目凈收益2103萬元，投資回收期為8.1年，具有較高的投資經(jīng)濟(jì)性。


摘要：多站融合是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)保障，也是打造新興業(yè)務(wù)市場，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要支撐，其發(fā)展已步入深水區(qū)，面臨商業(yè)模式及發(fā)展路徑不明晰的問題。文章論述了多站融合的內(nèi)涵及特點(diǎn)，重點(diǎn)基于運(yùn)作模式、業(yè)務(wù)體系兩方面論述多站融合的商業(yè)模式，并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)例驗(yàn)證所提商業(yè)模式的可行性?；诖?，結(jié)合平安城市分析了多站融合的典型應(yīng)用場景及其應(yīng)用價(jià)值，并從戰(zhàn)略和策略兩個(gè)層面提出“政府引導(dǎo)，企業(yè)運(yùn)作”以及“核心基礎(chǔ)業(yè)務(wù)先行，帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，助力城市級(jí)創(chuàng)新”的發(fā)展路徑，促進(jìn)多站融合深入推廣和應(yīng)用。

0 引言

當(dāng)前，我國外部環(huán)境復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)增長明顯放緩，且面臨嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問題[1–5]，亟需在節(jié)能減排的前提下培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。鑒于此，國家層面著力推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國及“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略[6]，大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì);國家電網(wǎng)有限公司層面深入落實(shí)中央部署，提出“三型兩網(wǎng)、世界一流”的戰(zhàn)略目標(biāo)。加之用戶對(duì)于終端信息處理低延遲、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)蛪毫Α?shù)據(jù)存儲(chǔ)本地化需求的日益增多[7–9]，極大地驅(qū)動(dòng)了多站融合的建設(shè)和運(yùn)營。

多站融合深入融通能源、信息通信等國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)海量邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的集約化建設(shè)和電力場站及通信資源的精益化利用，可有效推動(dòng)5G商用以及智能制造、智能家居等數(shù)字產(chǎn)品和服務(wù)市場的開發(fā)，助力我國產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時(shí)，通過分布式新能源發(fā)電站、儲(chǔ)能站的建設(shè)，可降低棄風(fēng)棄光率，促進(jìn)新能源消納，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展?，F(xiàn)階段，對(duì)于多站融合的商業(yè)模式研究較少，多集中于變電站、儲(chǔ)能站、數(shù)據(jù)中心站間供電模式研究，以及5G通信基站與邊緣數(shù)據(jù)中心站的融合共用場景研究等。文獻(xiàn)[10-12]結(jié)合數(shù)據(jù)中心對(duì)于供電可靠性的要求，對(duì)數(shù)據(jù)中心的供電模式及供電系統(tǒng)進(jìn)行了論述和研究。文獻(xiàn)[13-14]對(duì)面向5G網(wǎng)絡(luò)的邊緣計(jì)算技術(shù)、邊緣計(jì)算平臺(tái)等進(jìn)行了研究，闡述了面向5G網(wǎng)絡(luò)的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)在時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)和大帶寬類業(yè)務(wù)場景中的應(yīng)用。文獻(xiàn)[15]研究了5G網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)邊緣計(jì)算在本地內(nèi)容緩存類應(yīng)用、業(yè)務(wù)處理與優(yōu)化類應(yīng)用、本地分流類應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)能力開放類應(yīng)用中的典型應(yīng)用模式。本文將深入分析多站融合內(nèi)涵及其特點(diǎn)，論述其商業(yè)模式及發(fā)展路徑，打破電力原有技術(shù)和業(yè)務(wù)的深度捆綁，開展行業(yè)融合化應(yīng)用研究，提升全行業(yè)資源優(yōu)化配置效率。

1 多站融合內(nèi)涵及其特點(diǎn)

1.1 多站融合的內(nèi)涵

“多站融合”是對(duì)變電站、充換電(儲(chǔ)能)站和數(shù)據(jù)中心站三站合一的延伸和擴(kuò)充，需要注意的是，基于變電站部署的數(shù)據(jù)中心站，相對(duì)于核心數(shù)據(jù)中心均屬于邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)。“多站”除了傳統(tǒng)三站以外，還包括5G通信基站、北斗地基增強(qiáng)站、分布式新能源發(fā)電站、環(huán)境監(jiān)測(cè)站等在內(nèi)的信息通信和能源環(huán)境相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施及系統(tǒng)平臺(tái);“融合”即通過“多站”的建設(shè)，業(yè)務(wù)上實(shí)現(xiàn)能源、信息通信、政務(wù)等領(lǐng)域的融合，服務(wù)主體上實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)、通信運(yùn)營商、政府相關(guān)委辦局等的協(xié)同。綜上， “多站融合”以提高資源利用效率、促進(jìn)業(yè)務(wù)跨界融合為目標(biāo)，具備開放共享、深度協(xié)同的資源和數(shù)據(jù)服務(wù)能力。

1.2 多站融合的特點(diǎn)

多站融合具有融合化、高速化及效益化的特征。 ①“融合化”即通過電力通信資源的復(fù)用，多站間的空間融合化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，并基于多站間的業(yè)務(wù)進(jìn)行跨界業(yè)務(wù)融合應(yīng)用。②“高速化”即通過5G基站、邊緣數(shù)據(jù)中心站的廣泛布點(diǎn)，為高清視頻數(shù)據(jù)的傳輸提供高速網(wǎng)絡(luò)，并支持高速渲染、低時(shí)延工業(yè)控制等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的低延遲性及業(yè)務(wù)響應(yīng)的高即時(shí)性。③“效益化”主要體現(xiàn)在三方面，一是能源領(lǐng)域，多站融合通過對(duì)分布式新能源發(fā)電站、儲(chǔ)能站的建設(shè)，可有效促進(jìn)新能源消納，降低棄風(fēng)棄光率，提高發(fā)電企業(yè)售電收益，降低電網(wǎng)企業(yè)輸配電網(wǎng)改造和變壓器擴(kuò)容成本，并可降低用戶用能成本，實(shí)現(xiàn)多方受益;二是信息通信領(lǐng)域，通過電力場站、桿塔溝道的對(duì)外開放共享，可有效匹配5G基站、北斗地基增強(qiáng)站、邊緣數(shù)據(jù)中心站等的建設(shè)及布點(diǎn)需求，降低通信運(yùn)營商、鐵塔公司等投資主體的信息通信基礎(chǔ)設(shè)施投資;三是政務(wù)領(lǐng)域，多站融合建設(shè)可為氣象、環(huán)保、公安、城管等政府部門提供廣泛的場站、桿塔溝道資源以及高速的電力通信和數(shù)據(jù)響應(yīng)資源，助力政務(wù)服務(wù)降本增效。

2 多站融合的商業(yè)模式

2.1 多站融合的業(yè)務(wù)體系

多站融合的業(yè)務(wù)橫向跨越能源、信息通信、政務(wù)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，縱向貫通咨詢?cè)O(shè)計(jì)、設(shè)備制造、系統(tǒng)集成、運(yùn)營運(yùn)維等全產(chǎn)業(yè)鏈體系，通過業(yè)務(wù)融合化發(fā)展可開拓新興市場和業(yè)務(wù)藍(lán)海?；跈M向維度，多站融合業(yè)務(wù)囊括電力場站、桿塔溝道、電力通信資源等基礎(chǔ)設(shè)施的共享租賃及設(shè)備安裝運(yùn)維服務(wù)，日常及應(yīng)急電力供應(yīng)、定位及導(dǎo)航、5G通信等特定單領(lǐng)域業(yè)務(wù)服務(wù)，智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能家居等多領(lǐng)域融合性服務(wù)?；诳v向維度，通過多站融合的建設(shè)和運(yùn)營，可引入咨詢?cè)O(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)品提供商、解決方案提供商、系統(tǒng)集成商、運(yùn)營運(yùn)維服務(wù)提供商等多樣化市場主體，提供多站融合相關(guān)端到端的咨詢?cè)O(shè)計(jì)服務(wù)，涵蓋芯片、智能終端、通信硬件等的產(chǎn)品和解決方案的提供服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施資源與應(yīng)用系統(tǒng)等軟硬件的集成服務(wù)，以及多站的特色化運(yùn)營運(yùn)維服務(wù)。

2.2 多站融合的運(yùn)作模式

基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)，整合各類市場資源對(duì)變電站、充換電（儲(chǔ)能）站、邊緣數(shù)據(jù)中心站、5G通信基站、北斗地基增強(qiáng)站、分布式新能源發(fā)電站、環(huán)境監(jiān)測(cè)站等多站進(jìn)行融合化建設(shè)和精準(zhǔn)化運(yùn)營，為能源用戶、通信用戶、電網(wǎng)企業(yè)及政府等其他市場主體提供多元化、互動(dòng)化、定制化的服務(wù)，提高市場活力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力，具體的運(yùn)作模式如圖1所示。

對(duì)于規(guī)劃及建設(shè)期，為避免規(guī)劃沖突、產(chǎn)權(quán)糾紛等問題，方便后期運(yùn)營，應(yīng)采用“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、特色化建設(shè)”的模式。由電網(wǎng)企業(yè)或其他電力基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)權(quán)單位依據(jù)電力場站、桿塔溝道資源情況，統(tǒng)籌平衡各站建設(shè)需求，對(duì)邊緣數(shù)據(jù)中心站、充換電（儲(chǔ)能）站、5G通信基站、北斗地基增強(qiáng)站等在電力基礎(chǔ)設(shè)施上的空間布局、配套供電系統(tǒng)等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)?；诖?，可由電網(wǎng)企業(yè)、多站投資主體、具有電力及信息通信等行業(yè)的跨行業(yè)融合化建設(shè)優(yōu)勢(shì)的機(jī)構(gòu)，依據(jù)各站建設(shè)需求進(jìn)行特色化建設(shè)。


Fig.1 Operation mode of multi-station integration

對(duì)于運(yùn)營期，應(yīng)制定分階段的運(yùn)營思路。運(yùn)營初期，可在投資少、見效快、條件成熟的區(qū)域開展多站融合試點(diǎn)，并基于變電站新建或改造需求優(yōu)先建設(shè)邊緣數(shù)據(jù)中心站、充換電（儲(chǔ)能）站和5G通信基站，面向政府和各類企業(yè)提供多樣化服務(wù)。①面向政府側(cè)，基于公安、城管等委辦局專業(yè)化監(jiān)控、監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝需求，通過多站融合建設(shè)可提供電力場站及桿塔溝道租賃、監(jiān)控監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝及一體化運(yùn)維等服務(wù)，相應(yīng)收取基礎(chǔ)設(shè)施租賃費(fèi)、設(shè)備安裝費(fèi)及運(yùn)維費(fèi)。②面向企業(yè)側(cè)，基于通信運(yùn)營商、鐵塔公司的5G基站布點(diǎn)需求及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的業(yè)務(wù)布局需求，通過多站融合建設(shè)可提供電力場站及桿塔溝道租賃服務(wù)、5G設(shè)備安裝及運(yùn)維服務(wù)，邊緣數(shù)據(jù)中心機(jī)柜租賃服務(wù)、充換電站售電服務(wù)、儲(chǔ)能站售電及電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)，相應(yīng)收取基礎(chǔ)設(shè)施租賃費(fèi)、 5G設(shè)備安裝費(fèi)和運(yùn)維費(fèi)、機(jī)柜租賃費(fèi)、充換電服務(wù)費(fèi)、儲(chǔ)能售電及輔助服務(wù)費(fèi)等。

運(yùn)營步入成熟期后，多站融合進(jìn)行全面推廣及應(yīng)用，并面向政府側(cè)和企業(yè)側(cè)提供深入業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)增值服務(wù)，支撐智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及智能家居等的建設(shè)和應(yīng)用。

華北某地多站融合項(xiàng)目基于上述“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、特色化建設(shè)”模式及其運(yùn)營思路進(jìn)行項(xiàng)目成本及收入測(cè)算。該項(xiàng)目結(jié)合周邊負(fù)荷現(xiàn)狀及未來規(guī)劃，以當(dāng)?shù)卮髷?shù)據(jù)中心為核心，規(guī)劃建設(shè)2×63 MVA的110 kV智能變電站、10MW/20MWh儲(chǔ)能站、120 kW一體化大功率直流充電樁75臺(tái)、1640 kW分布式光伏電站、10個(gè)邊緣數(shù)據(jù)中心。根據(jù)多站融合項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模，該項(xiàng)目建設(shè)投資8643萬元，其中邊緣數(shù)據(jù)中心投資50萬元、儲(chǔ)能站投資5995萬元、充電設(shè)施投資1600萬元、分布式光伏電站投資998萬元。項(xiàng)目運(yùn)營期為10年，營業(yè)收入包括儲(chǔ)能站峰谷購售電價(jià)差和調(diào)峰調(diào)頻收入4898萬元；分布式光伏電站以平均日照小時(shí)數(shù)1400h，發(fā)電效率逐年降低2%測(cè)算營業(yè)收入1575萬元；充電站以日均充電車輛400輛，充電服務(wù)費(fèi)0.45元/kWh的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算營業(yè)收入3260萬元；邊緣數(shù)據(jù)中心以50面機(jī)柜，開通率由運(yùn)營初期60%逐年增至100%測(cè)算營業(yè)收入2730萬元。綜上，該項(xiàng)目總營業(yè)收入 12463萬元，運(yùn)營成本約1717萬元，考慮到項(xiàng)目回收前期建設(shè)投資8643萬元，運(yùn)營期結(jié)束后項(xiàng)目凈收益2103萬元，投資回收期為8.1年，具有較高的投資經(jīng)濟(jì)性。

3 多站融合的典型應(yīng)用場景

多站融合的一個(gè)典型應(yīng)用場景是平安城市，如圖2 所示。平安城市即通過技防、物防、人防、管理系統(tǒng)的協(xié)同配合來滿足城市治安管理和社會(huì)安全防控的需求，助力平安和諧城市建設(shè)［16–18］。平安城市依賴于大規(guī)模視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，借助多站融合提供的大量邊緣計(jì)算能力和高速、泛連接通信網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合人工智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)公安海量監(jiān)控視頻、圖片數(shù)據(jù)的快速傳輸、高效解析以及預(yù)警、布控、應(yīng)急處置的實(shí)時(shí)決策［19–22］。

感知層多樣化的感知設(shè)備作為平安城市的“觸角”，可實(shí)時(shí)感知車流、人流并進(jìn)行異常上報(bào)，可依托電力桿塔資源進(jìn)行建設(shè)；網(wǎng)絡(luò)層多元化網(wǎng)絡(luò)作為平安城市的 “神經(jīng)系統(tǒng)”，負(fù)責(zé)接入設(shè)備與后臺(tái)的通信連接以及省、市、區(qū)級(jí)公安系統(tǒng)的聯(lián)通，可依托高速互聯(lián)的電力通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)，并結(jié)合公安業(yè)務(wù)提供差異化的專網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)部署；計(jì)算分析層依托邊緣數(shù)據(jù)中心建設(shè)“平安大腦”，完成海量視頻、圖像數(shù)據(jù)的快速有效分析和識(shí)別判斷，可依托35、110、220 kV等多電壓等級(jí)的變電站進(jìn)行邊緣數(shù)據(jù)中心建設(shè)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速?zèng)Q策和及時(shí)響應(yīng)。

4 多站融合的發(fā)展路徑

多站融合作為新興業(yè)務(wù)，且涉及能源、信息通信等多個(gè)領(lǐng)域，資源整合存在一定的障礙，亟需統(tǒng)籌考慮政府和各個(gè)市場主體，從戰(zhàn)略和策略兩個(gè)層面上制定發(fā)展路徑。

1）戰(zhàn)略層面上，采取“政府引導(dǎo)，企業(yè)運(yùn)作”的戰(zhàn)略方針。當(dāng)?shù)卣Y(jié)合本地清潔能源消納、科技示范等特色化需求，給予資本、技術(shù)的適度引導(dǎo)和政策傾斜，激發(fā)電網(wǎng)企業(yè)、新能源企業(yè)、運(yùn)營商、云服務(wù)商等市場主體以及相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員積極參與多站融合建設(shè)和運(yùn)營，進(jìn)而激發(fā)市場更多的活力，形成市場發(fā)展內(nèi)生動(dòng)力，推動(dòng)“多站融合”相關(guān)市場的建立和完善。基于 “政府引導(dǎo)，企業(yè)運(yùn)作”的戰(zhàn)略方針，同樣將推動(dòng)“多站融合”相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建設(shè)和發(fā)展，通過基礎(chǔ)設(shè)施提供商、硬件廠商、云服務(wù)商、運(yùn)營商、解決方案提供商等市場主體的轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新，開拓聯(lián)合運(yùn)營、共創(chuàng)共贏發(fā)展模式，推進(jìn)健康有序的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系的建設(shè)。

2）策略層面上，采取“核心基礎(chǔ)業(yè)務(wù)先行，帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，助力城市級(jí)創(chuàng)新”的發(fā)展路徑。以5G布點(diǎn)為切入點(diǎn)，逐步引入邊緣數(shù)據(jù)中心建設(shè)，帶動(dòng)能源、信息通信領(lǐng)域，包括芯片研發(fā)、設(shè)備制造、運(yùn)營運(yùn)維等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，同時(shí)通過環(huán)境監(jiān)測(cè)站、北斗地基增強(qiáng)站、儲(chǔ)能站、分布式新能源發(fā)電站等的集約建設(shè)和協(xié)同發(fā)展，為新型智慧城市建設(shè)注入動(dòng)力引擎。“多站融合”初期的核心基礎(chǔ)業(yè)務(wù)應(yīng)主要以變電站、5G基站和邊緣數(shù)據(jù)中心的集約建設(shè)和運(yùn)營為主，并通過5G基站和邊緣數(shù)據(jù)中心形成的廣覆蓋、低延遲、大帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)和即時(shí)響應(yīng)的邊緣計(jì)算能力，支撐新興智能化服務(wù)應(yīng)用需求。隨著核心基礎(chǔ)業(yè)務(wù)體系的成熟和發(fā)展，可引入環(huán)境監(jiān)測(cè)站、北斗地基增強(qiáng)站、儲(chǔ)能站、分布式新能源發(fā)電站等站點(diǎn)的建設(shè)和運(yùn)營，逐步形成區(qū)域級(jí)、城市級(jí)的集約共享、創(chuàng)新融合發(fā)展能力。


5 結(jié)語

本文立足于多站融合的內(nèi)涵及其特點(diǎn)，圍繞商業(yè)模式和發(fā)展路徑開展研究。重點(diǎn)論述了多站融合的運(yùn)作模式和業(yè)務(wù)體系，并結(jié)合平安城市這一典型應(yīng)用場景，分析多站融合的應(yīng)用價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，從戰(zhàn)略和策略兩個(gè)層面提出“政府引導(dǎo)，企業(yè)運(yùn)作”、“核心基礎(chǔ)業(yè)務(wù)先行，帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，助力城市級(jí)創(chuàng)新”的發(fā)展路徑，為多站融合的市場化應(yīng)用和推廣提供一定的指導(dǎo)和借鑒。未來可進(jìn)一步開展電力場站出入安全、信息安全、消防安全等在內(nèi)的多站融合安全管理研究，實(shí)現(xiàn)多站融合建設(shè)運(yùn)營項(xiàng)目的廣泛落地。