構建數字電力祁連山生態文明監測體系

■國網甘肅省電力公司金昌供電公司 張宏偉

構建“數據匯聚、數據共享、價值創造、合作共贏”的數字電力祁連山生態保護監控系統，依托“平臺+數據+運營+生態”一體化發展體系，帶動祁連山環保領域科技創新革命，促進政府決策科學化、社會治理精準化、公共服務高效化，賦能電力數據推動生態治理，助力建設數字生態建設，更好地服務地方數字政府。

主要做法和典型經驗

以“電力+環保”為主線，整合多方數據資源，構建“綠色發展、鄉村振興、生態治理”的祁連山生態保護監控應用場景，依托政府監控、電力支撐和互聯網平臺，引導社會各界開啟智能環保監控的新潮流。

數字電力祁連山生態保護監控系統的總體建設思路秉承“大規劃、重數據、輔決策、促發展”建設理念，堅持“短期見成效、長期建機制”的管理思想。總體架構遵從“一個平臺、三大體系、十類場景”進行設計，即以“電眼”看祁連大數據平臺為中心，建設技術體系、產品體系、安全體系三個體系，構建清潔能源消納評估、消防站運行情況監測、工業園區監測、重點排污企業監測、施工工地監測、祁連山覆冰率監測、祁連山核心區重點部位設置的環保卡口監測、旅游活動監測、地表水水源地監測、智慧電網融合監測10類場景服務，為當地環保和經濟事業發展提供科學的、高價值的電力大數據應用服務。

數字電力祁連生態保護監測系統

構建多源頭防護場景

綜合考慮管護站、重點排污企業、施工工地等多方面因素，抓住源頭防護關鍵，實現祁連山生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線為管控主體的多場景監測分析、預測預警。

以64家工業企業、41個管護站、86個水源地、22家A級旅游景區等為監測基礎，結合生態環境部門重點關注的150個環境問題，引入電量、電力視頻監控、新能源消納比例等12個指標和數據，形成管護站運行監測、重點排污企業監測、智慧電網融合監測等10類場景服務，構建了集源頭防護、融合監管、多維評估于一體的電力環保監測平臺：“電眼”看祁連—數字化祁連生態保護電力監測系統。實現從傳統監測手段向“環保+電力”數字化融合監測的轉變，使環境問題排查效率大幅提升，異常識別耗時大幅縮短，從線下長周期處理分析走向線上實時監測，真正由“人在看”轉變為“電在算”，為環境精準監管和高效執法提供有力數據支撐。

采用豐富監測手段

依托電網豐富的輸電線路網和海量電力桿塔，以及同步搭載在其上的視頻監控系統和無人機巡航功能，實現長距離、大范圍巡檢與定點、全方位監測的融合互補。利用電量、電力GIS等電力大數據，對各類場景、個體進行精準分析。利用電網臺區網格化管理優勢，輔助環保部門進行現場核查、配合執法。累計發動供電所臺區經理327人，線路檢修、運維人員75人，分2個批次先后7次對64家企業進行集中調研，創新形成排污企業電力監測方案，投入15名技術人員，針對企業實際情況形成安裝方案，用最短時間在5家企業安裝環保設備電力監測裝置9臺，實現對企業治污、排污等環保用電24 h監測。根據環保用電監測數據，同步從國網數據中臺抽取企業生產用電數據，構建電力-排污監測模型，監測準確率達到83.74%以上，“電眼”效果初顯成效，極大地節約電力監管成本。

采取多維評估方式

從環保存量問題整改角度出發，對中央環保督察發現的采礦、交通、旅游等10類共150個環境問題與電力監測手段進行匹配建檔、形成關聯，通過持續電力監測評估問題改善情況。從新能源消納角度出發，依托智慧電網多維負荷分析，持續監測光伏、風電等清潔能源使用比例變化情況，結合區域環境改善程度綜合評估清潔能源助力生態改善成效。

數字電力祁連山生態保護監控系統總體規劃

構建立體化監測場景

清潔能源消納評估。依托智慧電網多維負荷分析，持續監測光伏、風電等清潔能源使用比例變化情況，結合區域環境改善程度綜合評估清潔能源助益生態改善成效。

消防站運行情況監測。通過用電量分析持續監測祁連山自然保護區消防站點運行狀態，從中發現停運或運行狀態異常的站點，及時預警防范，實現對祁連山自然保護區監管一線的支撐，夯實環境防護基礎。

工業園區監測。主要對企業集群構成的工業園區進行整體性監測，動態顯示園區內排污及用電異常的企業。通過監測園區周期用電量水平、實際用電時長、用電量增速，分析治污設施運轉情況，通過園區行業電價、電費進行分析，提前研判企業經營態勢，防止出現因經營風險導致的治污水平的下降。

重點排污企業監測。全面排查轄區內所有8類污染型行業，對其用電量、生產經營狀況等進行長周期持續性監測，形成重點污染企業用戶畫像，并對污染類企業生產經營、污染處理、污染排放等進行全流程跟蹤，排查出存在污染物異地排放（排放至祁連山保護區范圍附近）的企業，并建立分析預測模型，預測重點污染企業未來一段時間生產經營和污染排放情況，可進一步通過選擇試點企業為環保設施加裝分電表進行精準監測、預測。

（1）用電時間監測。通過環保設施分電表監測運行時間段，對照企業治污規定時間范圍，分析是否在對應時間內正常運行。（2）用電量-排污量關聯分析。通過環保設施分電表監測用電量，同步統計排污量，建立關聯關系，根據用電量情況監測、預測排污情況。（3）排污企業運行狀態監測。根據環保設施用電時間監測、環保設施用電量-排污量關聯分析，按日統計異常排污企業數量，計算正常比率或異常比率；對排污異常企業進行預警，并統計告警類型、告警發生時間。

施工工地監測。通過對施工工地進行監測，不僅可以及時發現土地開挖、破壞植被等對祁連山自然保護區生態環境造成危害的行為，并將危害扼殺在搖籃中，而且可根據施工服務的行業類型提前研判未來可能存在的排污風險。

（1）用電時長分布。統計各施工工地項目工期，按照長周期、中周期、短周期進行分類統計，顯示不同周期施工工地數量及占比；統計各施工工地日用電時長，進行分類統計，顯示施工影響時間段。（2）用電趨勢。統計施工工地月度用電量，計算環比增長率，通過用電趨勢變化反映施工對環境影響程度變化。（3）行業分布。統計各施工工地所服務的行業類型，計算不同行業類型對應的施工工地數量占比，做好源頭防護。

祁連山覆冰率監測。與環保部門聯合開展祁連山覆冰率分析研究，并將研究結果與周邊重點排污企業（存在大氣污染、熱量排放）生產情況進行匹配，找出影響覆冰率的重點污染企業，分析關聯性（正相關和負相關）并計算關聯度，輔助政府調控污染企業生產規模和地理分布。

（1）環境污穢程度監測。分析研究異常災害天氣對祁連山生態環境的影響，結合變電站環境污穢程度監測裝置所獲取的數據，形成相關性分析結果，輔助政府針對性污染治理和氣象災害防控。（2）祁連山覆冰率與周邊生產企業關聯分析。統計歷年祁連山覆冰率；統計歷年大氣污染情況，建立溫室氣體年度基數；統計祁連山周邊溫室氣體高排放企業歷年生產、用電、排放情況；建立祁連山覆冰率與溫室氣體高排放企業關聯度，結合視頻監控資料進行印證。

祁連山核心區重點部位設置的環保卡口監測。通過匹配祁連山核心區重點部位設置的環保卡口與電力桿塔監控點位，實現對核心區域違規侵入監控。

祁連山核心區重點部位設置的環保卡口位置與電力桿塔攝像點位進行匹配；對完成匹配的卡口利用電力桿塔搭載的固定或活動攝像系統進行持續監測。

旅游活動監測。對所有旅游業的旅游地點、旅游時間、旅游周期、旅游人數和旅游形式等進行調研，對旅行社、旅游景點周邊用電信息進行監測，分析祁連山保護區內旅游業開展是否合規并進行預警。

（1）常規監測。對于規定可在某區域、某時間范圍內進行正常旅游活動的，通過分析與旅游相關的景區、住宿、餐飲、商業、娛樂等行業用電量趨勢，建立區域旅游電力指數；依據環境評估確定的生態承載能力，計算區域旅游活動用電量上限，為政府部門宏觀調控提供數據支撐。（2）管控區域監測。對政府明令設置管控邊界的旅游區域，通過用電量、電力視頻等監測方式，監測區域內是否存在旅游活動。（3）管控時期監測。對政府明令設置管控時間的旅游區域，通過用電量、電力視頻等監測方式，監測管控期內是否存在旅游活動。

地表水水源地監測。水源地是不允許有污染企業存在的，企業在選址時要事先跟環保部門溝通，不可在此區域內建廠。（1）通過建立86個水源地位置、分級功能區范圍、面積熱力地圖宏觀展示水源地分布情況。（2）將電力用戶與水源地區域、電力桿塔視頻監控點位進行位置匹配，對完成匹配的用戶通過電力報裝檔案信息、電力視頻監控、用電量持續監測等方式識別違規活動、異常用電行為。

智慧電網融合監測。依托電網豐富的輸電線路網和海量電力桿塔，以及同步搭載在其上的視頻監控系統和無人機巡航功能，實現長距離、大范圍巡檢與定點、全方位監測的融合互補，對人為活動視頻、施工工地視頻、環保卡口視頻、旅游活動視頻、水源地視頻進行回傳綜合展示。

（1）固定視頻監控。依托一體化拍照系統，通過電力桿塔上的高清攝像頭進行固定區域定點拍照，對重點關注區域進行持續監測。（2）活動視頻監控。依托防外破智能管控平臺，通過電力桿塔上的全方位高清攝像頭對目標區域進行全方位、無死角監測，及時發現人為破壞、施工現場、垃圾堆放等損害生態環境的行為和現象。（3）無人機巡航監測。依托全景智慧物聯管控平臺，利用輸電線路配載的無人機，對高壓輸電線路沿線一定范圍內進行實時偵察、巡檢，實現長距離、大范圍監控，完善補充環保部門督察執法盲點。

環境效益

實現重點排污企業監測

以5家已安裝環保用電監測裝置的高耗能企業為基礎，通過對企業設備用電情況進行24 h實時監測和分析建模，對未來2個月內企業生產和環保用電情況進行預測，對環保設施停運、企業違規生產等異常行為及時告警，輔助環保部門動態掌握企業生產環保行為，平均預測準確率達83.45%。該模型可作為環保執法輔助依據，發揮用電數據的高度實時性和強貫通性，進一步對排污企業進行實時在線監管，減少現場核查工作量和監管成本，提高執法效率。

實現自然資源點監測

實現19245個電力桿塔與86個水源地位置分布與距離匹配，可根據環保部門需求對完成匹配的桿塔選擇試點安裝電力視頻監控系統，及時識別水源地周邊施工開挖、垃圾堆放、人為破壞、污染企業廠址建設等違規違法活動。隨著電力系統的不斷升級和完善，監控設備數量和覆蓋范圍將隨之加大，范圍將逐步拓寬，成效將顯著增強。

智能電網融合監測

助力管護站運行維護

通過對祁連山區域41個管護站進行持續用電量監測，發現停運站點6個，運行狀態不穩定站點24個。按月統計停運站點，計算運行率，對異常站點告警信息進行同步推送，及時預警防范，監測準確率達83.41%以上，實現了對祁連山自然保護區監管一線的支撐，夯實環境防護基礎。

構建環境融合監測場景

部署無人機40余架，桿塔監控攝像頭208個，建設覆蓋電力傳輸網絡的桿塔視頻監控及無人機智能巡檢系統，監控時長達35000多小時，可實現祁連山保護區10%以上區域、40%以上場景的實時監控。以電力數據為根本依據，對祁連山保護區內14家A級旅游景區及周邊204家旅游產業用電數據進行深入挖掘，及時鑒別保護區內過度開發旅游業、違規經營旅游產業等異常行為。電力大數據分析、電力物聯網監控等方式與常規環境監測手段融合互補，可有效減輕一線員工工作強度，拓展環保巡查覆蓋面、提升排查效率。

社會效益

節約政府投資——實現“周期長效益低”向“投資省質效高”轉變

近年來，工業企業特別是高耗能企業逐步加大環保投入，但是建設周期長、短期收益低，因此，企業投資的積極性和主動性會大幅降低，即使投入治污設備，也往往因盈利壓力而關停設備，使環保壓力增大。通過分析電量數據可以直接反映監控企業的生產情況，從而可以間接體現企業對政府環保管控要求的響應程度。依托電網現有采集設備、傳輸網絡，環保管理部門、企業無需新購置采集裝置、新建數據傳輸系統，有效緩解的企業資金缺口，極大節省了投資，提高了環保監管的投入產出比。

節約人力資源——實現“基層跑”向“數據跑”轉變

利用“電眼”看祁連監測系統，能夠實現對各監控場景的用電數據遠程監控、地圖分布監控、數據統計、報表和分類查詢、智能報警、預警預測和決策分析以及物聯網遠程智能控制等功能，實現從“現場查”到“線上控”，可大大降低環保執法的成本和時間，實現精準管。為生態環境系統強化管理、科學決策，提供了數據支持，實現事后管理向事中管理轉變，實現全過程的閉環管理，提高環境管理效率。

深化政企合作——實現“數據孤島”向“數據融合”轉變

從根本上解決數據不互通、通道不兼容、成果難共享的矛盾，促使政企共同推動雙方數據融合，消除數字化建設過程中存在的專業壁壘，形成政企共抓共管、雙方互利共贏、促進多元協同的良好局面，為數字政府建設掃清障礙，更好實現“大平臺、多數據、強貫通”的數字化建設目標。

經濟效益

依托電力大數據分析及電力桿塔視頻監控等多維監測手段，可有效減少環保部門環境監管投資。以祁連山周邊100家大工業電力用戶為例，通過電力監測方式，預計每年可節約境監管成本性投資約900萬元，可節約人力成本約7人/天。

通過對排污企業環保設施分裝電表，可精準定位企業環保設施用電情況、企業生產用電情況，根據用電情況向企業提供用電建議，優化用電結構，升級用電模式，調整生產、環保用電比例，極大降低企業用電成本，吸引企業在地方環保事業方面加大投資，以100家企業計算，預計每年可拓展企業投資約40萬元。