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中国电科院配电所副所长张东霞:能源互联网建设好不好最后取决于数据价值挖掘

北极星输配电网  来源:北极星电力网    2019/6/29 15:43:24  我要投稿  

北极星输配电网讯:能源互联网建设好不好最后取决于咱们能不能把这个数据的价值挖掘出来,我这几年一直在做大数据的人工智能利用,所以更体会到它的重要性。

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中国电力科学研究院配电研究所副所长、教授级高工张东霞分享了《能源互联网及其关键技术》方面的演讲。

电网发展了三代,第一代是过去的传统的电力系统,这个蓝色的线信息通讯线,然后电力流是由红色的线,第二代,我们能看到蓝色的线加强了,这是信息通信,就是自动化的水平提高了,所以有了调动自动化、配电自动化,然后有了一些新能源的切入,但是这些系统智能化程度不高,新能源的电网含量低,下一个是智能电网,首先我们看到的是蓝色的线在加强,成分也变了,多了很多储能,新能源,像风电、光伏,还多了一个能源服务商,就是第三方的售电公司。

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以下为发言实录:

中国电力科学研究院配电研究所副所长、教授级高工张东霞:我今天分享能源互联网及其关键技术,因为能源互联网这个词一直是个热点,它由能源局推动过、由政府推动过,还有最近的国网,他们搞山西两网,也叫做能源互联网,他们和智能电网密切相关,我从2009年参与国内外的智能电网的研究标准化,所以把自己这十来年研究的过程对这些概念的理解给大家讲一下。

我们最早跟能源互联网相关的智能电网,智能电网往前迈了一步就是智慧能源,我们先看它每一个阶段发展的驱动力和直接的不一样的,像智能电网是因为环境恶化,能源短缺,问题严重,最后要发展新能源,这些新能源要大力应用,要通过咱们的电力系统,这样电力系统介入的成分就变了,这个电网要随之改变,这个是国际能源所发的一个图,表示这个电网发展了三代,第一代是过去的传统的电力系统,这个蓝色的线信息通讯线,然后电力流是由红色的线,第二代,我们能看到蓝色的线加强了,这是信息通信,就是自动化的水平提高了,所以有了调动自动化、配电自动化,然后有了一些新能源的切入,但是这些系统智能化程度不高,新能源的电网含量低,下一个是智能电网,首先我们看到的是蓝色的线在加强,成分也变了,多了很多储能,新能源,像风电、光伏,还多了一个能源服务商,就是第三方的售电公司,2009年我们做智能电网的时候,售电公司没起来,这更多的是体现国外的一个现状,这样的电网就是智能电网,智能电网归结就是新能源的介入,信息通讯技术的深透,使这个电网越来越智能,一般提到智能都是要靠信息通讯感知现在的这些ICT技术。

所以智能电网的特点就是要灵活,主要是风电、光伏都间歇性的,随着天气变化,尤其光伏,光伏的话,一片云过来,都可能出现功率的降低,这样电源的不确定性需要电网整个电力系统能够跟随着它去变化。那我们看这个电力系统能够调节的变化随着电网增强的变化幅度增加的,这边灵活源的成本,然后上面是那个发电测可以调的,下面这个是负荷测可以调的,然后最后的是电储能,随着可再生能源像风光的介入,首先按照成本的低,我们先把发电的费用,接下来把燃油燃起的潜力挖掘出来,最后是弃风和弃光,那就会把这个新能源弃掉,但是如果说不想弃掉,储能还没有突破,成本高、寿命有限,这样的话,就是开放用户车,让用户车来响应,所以这就理解了我们智能电网初期就是要部署智能电表,要把用户车变成智能化的,能够让他们感知电网,和电网互动起来。那个时候中国没有放开,所以国网的这个智能电网在配用电车求少一些但是欧美国家的实践主要是电表需求,这个是咱们现在可以做的事情。

所以第一个电网是要灵活,红色的不可调的,绿色的随着这个发电不符合变化的。我们看有了电网的互动,还有各个方面的小容量的储能,大容量的储能,还有就是需求响应,用户车和商用都可以参与需求响应。那么这边还有一些可调的发电,这样带来的就是原来的电网,这个介入的成分比较简单,电流是单方向的,从发到配用,现在出现了双向的潮流,所以系统越来越不确定,越来越不可控制,灵活性增加了,随之来的就是需要我们对这个系统可观测和可控制。

第二个是可观测和可控制,到系统的控制,给用户来更多的检测,通过网管还可以控制到用户侧的系统中,我们什么电器,在什么相同的电价下,愿意启动,愿意晚一些时候启动应用,这些系统越来越去观测和控制,这个结果给我们带了很多的数据,原来电表只需要一个月一个数字只收电费,知道用了多少电量,那现在15分钟、一个小时就采集一个点,就大量的收集数据,后来引发了大数据的问题。

还有一个问题是智能电网强调互操作,互操作就是我们这个智能电网不是一个具体的事物,是一个愿景,基于现在现有的东西,拥有的东西,向着未来的愿景过渡,那这样就有一些旧有的设备和新的一些系统的集成,还有不同的供电方来集成,这样就涉及到大家需要在信息模型、在通讯方式上能够交互,这是互操作,在智能电网的交涉中,来研究互操作的标准,然后标准形成之后,大家才能够去生产自己的设备,所以在欧美国家,智能电网一直走的很慢,就是因为这个标准的设备非常慢,一边要制定,一边要达成共识,最后才可以生产,所以做完示范以后,没有做,但是智能电网在2020年全部完成原来的计划,2015年计入国际化,2010年开始部署,等于它的战略任务完了,如果重启一些研究,需要一个新的理念,新的概念使他更丰满起来,但是在国外它可能就用一个智能电网,因为它就是一个愿景,不断地有新的内容加进来,就可以去涵盖一个新概念。

那智能电网的技术,一个是大电网广域的去检测,另一个是贯穿整个系统的信息通讯技术,所以智能一直在强调的是基础设施和ICT技术的融合。第三个大规模的像甘肃那边的小系统的输电网,还有分布能源,还有用户贯穿、法术配用,还有一个发电的配用,直流智能电网的电动汽车的充电,这就是智能电网的配属体系。

但是就是这个智能电网的过程中,部署了太多的检测控制系统,在这个电网中产生了大量的数据,这些数据你要花钱,要存储,但是你要不发挥他的用途,那么他随之的价值成本就不可控制,智能电网的大数据变成一个热点,大家现在最关心的是用材信息,电表的数据,一个是PMU数据,另外一个电测数据,和天气有关系,设备还有你这个电线的热容量和天气有关系,还有一个地理信息系统。然后在这个智能电网的推进中,为了智能电网的灵活性,把用户车的灵活调动出来,还是不够,这个时候会有一些空气、冷气把这些光伏去掉,加入还有冰铺、冷铺,这样涉及到一个电和其他系统的转换,电力不仅要和热网这些能源交互、还有电动汽车,这样就出现了智慧能源,把智慧能源提出来的是国际电工委员会,原来做智能电网的绘制图,但是到了后期,把这个需要智慧能源,这边就是当时想成立的一个战略报告,原来电、水、汽都是一个烟窗式的,这就是智能电网衍生到智慧能源了,没有太多的考虑这种模式,互联网思维带来的影响。

与此同时还有一个综合能源系统,它也是不太关注ICT技术,咱们看综合能源更关注的是基础设施,当电落后的时候,我们应该怎么去容量最高,用量最少,但是没有考虑智能化,就是ICT,既有交集,ICT也有侧重点的不同。

我们看智慧能源往前能源互联网,这个的背景是第三次工业革命就是能源互联网,是像互联网一样的一个能源,家家户户既能源的生产这也是能源的消费者,大家就是在互联网这样的一个平台上灵活地交易,是这样一个理念,已经有了互联网的概念,然后对咱们国家来说,互联网当时是推出是9号文,还有一些新的能源,这是一个大的背景,另外一个还有就是能源革命,互联网的思维渗透,所以随着互联网对第三产业的重塑,颠覆了一种新的商业模式,他们都是互联网+一个行业,就会出现一个新的商业模式,在这种情况下,是互联网把第二产业创造出来新的模式,这是咱们国家制造业2020,所以国家推出了互联网+,把互联网的线上线下整合起来,这个时候就是国家的这个互联网+,其中有一个叫互联网+智慧能源,所以我们谈到智慧能源互联网的时候,更侧重的是智慧能源。

然后互联网比较好的实践是德国的E—Energy,他们一些示范,能源互联网可能是一个网,一个楼也可以是一个互联网,周边你这边用不了,就像互联网,在德国这个库克斯港项目就是建立一个实施的能源市场,我多余的都可以参加互联网去交易,也可以自己去交易,也可以通过第三方去交易,然后多余的电就和别的能源也可以交互。

还可以在较大的规模上,一个城市中,十几万居民的智慧城市,水热气更大规模的一些例子。

这里面的技术都是能源路由器和交易平台,希望咱们迅速把这个做起来,就是需要一个交易模式,咱们有一些众筹,在网上教育,能源通过一个路由器,最优的管道来交换。

还有当时对能源互联网还觉得它主要是一个商业模式,未必就要成为一个具体的一个网状的,不一定这样的,还有一个商业模式是能源互联网,比如光伏,美国有的人地方屋顶光照不好,我没有那么多去投资,那怎么办,电力公司统一建,把它虚拟化,然后可以买卖,这样的模式也叫能互联网。这个商业模是他投了以后,他买的电比较多,卖出去的也是有差价的,这种也是互联网的模式,激活这个市场,让互联网能够发展起来,2015年我们考虑过,很多时候不是网状的,是这样一个商业模式,这都是能源互联网的概念。

国网推的能源互联网,是一个坚强的智能电网,一个泛在的电力互联网,这个是传统工业在转型,通过这个互联网去以用户为中心,需要数据为核心,增加服务,原来工业系统主要是买产品为主,但是现在就是我既要卖产品还要卖服务,还有一个就是广泛的、更具体的人工智能等这些技术在快速发展,这些技术下面共同驱动,出现了一种新的转型。

我以用户为核心,我去创新,组成社群,我把上下有的这个产业激活,现在这个转型是我不仅要做好蛋黄,更重要的是要把蛋白也要做好,这就是成功的转型,政府也要求带动上下游,还有就是售电之间的竞争压力,所以国网的转型,我们是一个能源互联网,不能我们不仅卖电,还卖转型,到两会提出了,现在不是一个电网企业,而是一个能源互联网企业,一个是坚强智能电网和一个泛在电力物联网

能源互联网就是数据过去的数据还不够,要对下面用户的终端连接起来,这个网又对外服务,又对智能电网的服务,既是一个平台,也是多种里面的一个核心枢纽,

所以这个泛在电力互联网是围绕电力系统各环节,充分应用移动数据、人工智能实现数据的共享,所以数据的贡献做不到,通过这个平台层,实现这个数据的融通,所以国网最近应该挂牌社会各界都共享这个数据,实现各种数据的变通。

这是泛在电力互联网建设,要做数据一个源,电网一张图业务一条线,一网通办,全面实现。

这是它的建设内容,就是泛在电力互联网,还有一些技术方面的支撑,对外的一些综合平台,要和电压器、氢能要实现这种服务,达到这种系统。要培育一些信息的业务,提供一些更好的服务,尽量不要弃风弃光。

这是它的实现路径,主要三年,基本见成效,今年启动了很多任务。最近正在讨论两个标准,这次国网做这个泛在电力物联网,在现在的本子上都有体现,不要推倒重来,这些都是很好的理念。

这是2019年推倒重来组织建设重点任务围绕对外业务,营配配贯通优化提升,营销2.0,多维精益管理体系,还有实物的ID的推广管理,还有交易这都是今年的一些建设内容。

另外的一些对外有智慧能源服、还有源网荷储协同服务,还有金融。

还有做一些试点,像智能电网那样,就一些不成熟的或者是一些技术不成熟或者成熟的,这是第二个阶段,一些成熟的是直接建设第三个ID,这些是需要探讨一些需要市场集成的,还有一些电表,这样可以很好的管理。智能配点2终端+HPLC试点应用,配电物联网示范建设,所以我们要做快速见效

电力系统越来越复杂以后,物理的电磨已经不适应,这种情况下,还有一些语言的这种智能问答,还有无人机和机器人这些都需要我们互联网大数据。

这就涉及到在大数据当中有什么技术,上面怎么样抽取、处理,然后把数据融合起来,怎么快速计算?用人工智能的技术,所以前提的建设是最后开发出来的很好的应用是需要大数据的分析、人工智能的计算。大数据能做发电预测,负荷预测,非进入式负荷分解,电压预测,还有储能预测控制,微网控制。

还有一些南网网络供给,特别是控制你的破坏系统,这是战争的人工危险,这些能源电网都可以做,还有用户服务,电动汽车充放电设施建设管理,用能服务,这是都是大数据的应用场景。

还有大数据的价值体现取决于数据、模型和算法,这是我们为后人总结的,现在的能源转型电力大数据的价值挖掘,也就是我们国内平均数是4%,大数据的价值远远没有体现,大数据的挖掘从低到高,然后要经历几个阶段,有一些描述性分析、诊断、预测、规定性分析,往往你不知道发生了什么事情,数据源会告诉你为什么会发生,未来会发生什么,这还不够,我们人类要采取行动,做防范措施,最后如果应对。

所以能源互联网建设好不好最后取决于咱们能不能把这个数据的价值挖掘出来,我这几年一直在做大数据的人工智能利用,所以更体会到它的重要性,我就分享到这,谢谢。

(根据现场速记整理,未经嘉宾审核)

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