兰考“云上”一小步，能源革命一大步
「 能源变革的底座是云计算。」
时间倒退五年，兰考县的村民李俊超怎么也想不到自家的屋顶装上光伏板，不仅用电不花钱，还能小有盈余。当然，他更想不到的是，无意中成为了能源革命的先锋。
这一切变化，都源于五年前河南省兰考县被定为全国首个农村能源革命试点建设县。
「 01 」
持续探索：有了太阳有了风，还差一朵“云”
用了很多年的火电，李俊超认为这是常态，没想自己有一天用到的电是来自太阳和风，还有“云”。
我国农村能源发展不平衡、不充分的问题一直存在。一方面对煤炭过于依赖，环境污染严重并且供给不充分，另一方面农村储量丰富的低碳资源（风、光、水等）没有得到有效的利用。
煤炭是农村主要用能来源，效率低且污染大。而我国农村地区分布着大量可再生能源，如风能、水能、太阳能和生物质能等。正是看到这些天然优质资源，中国工程院院士、原副院长杜祥琬牵头发起了一起农村能源革命，李俊超所在的河南兰考县幸运地成为第一批试点。
兰考县作为能源变革的试点，首要任务就是能源供给结构的变化。“兰考作为典型的农业大县，风、光、热、农林废弃物、畜禽养殖废弃物等能源资源丰富，开展农村能源革命试点具有较好的基础条件。”兰考县发改委主任科员王雪林说。
一些更显性的变化发生了，家家户户的屋顶都装上了太阳能板，每个村子都有了风机。
不过，李俊超发现自家装在屋顶上的太阳板，似乎还没有用起来。
原因在于，新能源就是靠天吃饭，太阳能和风能并不会稳定地输出，今天下雨、明天刮风，谁也说不准。新能源发电的波动性、间歇性、随机性特征十分明显，难以与用电需求相匹配，这是一个世界性的难题。
作为试点，兰考县还需要更深一步的探索——能源技术的革命。传统的能源管理与调控技术不能满足需求，需要发生根本性变化，向数字化、智能化方向发展。因此，探索中最重要的一部分就是通过5G、云计算、大数据等ICT技术，推进“互联网+”智慧能源体系建设，以适应能源发展的新形势。
可以说，技术革命是可再生能源生产和消费新模式之间的桥梁，是能源变革的催化剂和放大剂，没有高效的智慧能源体系，无法实现多种能源互补的稳定供给，无法实现精准高效的消费分配。
架起技术革命这座桥的，就是那朵“云”。从2020年开始，兰考县供电公司、国网河南电力联合华为云开始了更进一步的探索。
「 02 」
技术＋勇气：攻破一个又一个世界难题
从传统能源向新能源切换，挑战一个接一个地来了。作为试点，兰考县就是要攻破这一个又一个难点。
兰考在县内开展了扶贫屋顶光伏项目和千乡万村驭风计划。传统发电模式电力来源非常集中，从发电厂统一输出。但是现在多种新能源发电来源分散，在每一个屋顶，每一个风机。每一个终端的数据都需要逐个收集并汇总统计，才能得出总体发电量，在一些农村地区，太阳能发电甚至需要“以屋顶为单位”各自为战。可见，分布式新能源海量节点分散，数据汇聚难，调节管控难。
国网河南电力采用华为云Stack提供的数据中台、物联网等能力建设了新一代数字化系统，通过ROMA Connect服务，通过支持HTTP、MQTT等多种协议，解决了端侧协议杂乱、各自为战的难题，将数以百计的智能电表等IOT终端的数据进行汇总，初步整理加工后汇总至能源数据库，以作为输入和参考完成电网策略的制定。该项目自建成投入使用以来，已累计完成4000万+条数据的接入。
我们知道，对于复杂业务的数字平台的构建，大部分的时间和支出将用于集成工作，数字化转型需要融合集成平台（Hybrid Integration Platform ）。融合集成平台是融合技术、数据，赋能应用的机构数字服务中枢，能够很好的解决企业数字化转型的诉求，是重构数字化世界的基础。所以，华为云Stack的ROMA Connect服务是新型智慧电力系统的根基。
还有一大挑战来自新能源的不稳定性，发电功率受到天气等环境因素的强制约，实时功率存在较大的波动性，输出功率不稳定，设备过载频繁。要求电网的数据处理系统具备低时延能力，快速反应应对新能源发电的波动。
华为云Stack的云边协同能力支持数据的分钟级采集，能够实现感知层、平台层、应用层的数据共享，平均时延小于100ms，为电网实时调整策略提供数据支持。
从单一传统能源到多能互补，供给端发生了变化。从生活用电到生产用电，消费端的需求也在逐步释放。一端是波动的电力生产，一端是多元、复杂的电力消费。传统的源荷预测模型无法满足多能互补生产模式下的需求，为了保障用电，需要建立新型用电-发电预测模型。
国网河南电力采用了华为云Stack的MRS云原生数据湖服务，构筑源网荷储协同控制平台，基于澎湃分析计算能力支撑新能源电力调度优化策略，精确预测清洁能源发电量。
大规模利用新能源发电是一个世界性的难题，每一个环节都需要重构。在兰考县的试点中，华为云拿出最先进的技术，河南电力拿出敢于创新的勇气，一步一步探索出一个全新的模式——兰考模式。
「 03 」
兰考县一小步，能源革命一大步
如今，李俊超已经吃到了试点的红利，不仅生活、生产用上了清洁电，还能“种”太阳能来赚钱。
据代庄村党支部书记代玉建介绍，代庄的屋顶光伏由国电投负责投资建设，每块光伏板年收益40元，每户年收益约1600元，相当于多种2亩地的收入，稳定收益20年。以前在田里种粮，现在在房顶“种”太阳能，可以一劳永益。
几年间，李俊超的生活发生了明显的变化，这背后是整个兰考县进步。
截止2022年底，兰考全县可再生能源发电装机达115 万千瓦，比2016年增长31倍。更重要的是能源结构发生了根本性的变化，全县非化石能源消费占比从22%提高到80.4%，可再生能源发电量占全社会用电量比重从21%提高到97%。
能源结构变化带来显著的社会效益：生活垃圾无害化处理率由30%提高到100%，秸秆、畜禽粪污资源化利用率达到96%，大大降低了碳排放；农民通过分布式屋顶光伏发电满足日常生活用电的同时，将多余电量送上电网，增加了农民的收入；有充足的余量发展新兴产业，拉动当地经济。
通过试点，基于华为云Stack与河南国网联手打造的兰考能源互联网平台，河南上线了首个县域新型源荷多层控制系统，填补国际上县域电网精细调度空白。让兰考县域电网实现“可预测、可控制、可自适应。”真正实现了从“远方来”到“身边取”的历史性变化。
李俊超享受着清洁用电的同时，怎么也想不到自己所在的兰考县已经有了这么多的“世界领先”。
国网河南电力与华为云Stack的联合探索，取得了多个新能源发电领域首次突破，在技术层面也取得了多个世界领先。比如，突破性实现5*24小时不间断新能源供电，达到新能源“自给自足”要求；上线首个县域新型源荷多层控制系统，填补国际上县域电网精细调度空白；新能源出力短期预测准确率达到96.5%，遥遥超出国际同类标准。
基于兰考的成功实践，2023年3月，国家能源局、生态环境部、农业农村部、国家乡村振兴局联合组织在全国范围广泛开展农村能源革命试点县建设。推进分布式能源技术创新应用，充分利用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新兴技术，探索智能化、共享化农村可再生能源生产和消费新模式。
试点，最大的意义是走出一条没人走过的路。兰考县借助云计算、大数据、IoT、AI等技术构建能源互联网平台，探索“源网荷储”一体化运行，为全国乃至世界范围探索出一条高效可行的，县域发展新能源的路子，这对于正在大规模推进的能源革命带来样板价值。
