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泛在电力物联网:用最低的成本 做最好的融合

北极星输配电网  来源:能源评论•首席能源观  作者:李勇 郭珺 李然  2019/7/25 14:57:59  我要投稿  

北极星输配电网讯:面对国际能源转型和发展的新趋势,包括高比例可再生能源对传统能源基础设施和供给方式带来的巨大冲击,集中式大规模能源供给逐步让位于分布式能源供给等;能源生产和消费的界限开始变得模糊;能源消费的多元性、多变性,对能源基础设施提出了新的要求。在此情况下,如何发展与未来数字社会、智能社会相匹配的能源动力系统,成为世界能源革命的主要研究课题。

(来源:微信公众号 能源评论•首席能源观 ID:CEO_ER 作者:李勇 郭珺 李然)

在不久前结束的国家电网有限公司2019年年中工作会上,再次明确要扎实推进“三型两网、世界一流”建设,公司提出加快突破泛在电力物联网重点任务。

泛在电力物联网的提出,恰恰顺应了国际发展潮流和新时代能源基础性变革的需要,以电力作为链接万物的基本媒介之一,通过与信息和通讯技术(ICT)的结合,打通用能与供能环节,以最低的成本和最高效的方式,极大降低社会的运转成本,提升全社会的福利水平。这不仅是一场理念革命,还是一场能源技术革命、管理体制革命,同时也可能是一种新的生活方式的创造和引领。

在实现内部互联、外部互通、行业互融、行业增值的过程中,集中内外部资源、撬动和整合外部资源、共同精准发力非常重要。

如何实现“内部互联”

泛在电力物联网的建设,首先要建立在摸清自家家底的基础之上。

具体来看,充分集成于移动互联、人工智能、大数据等现代信息技术与电力本身的有机链接,实现电网原有和新增基础设施及其所在环境信息的识别、感知、互联和控制,从而能够实现电力信息传感设备与通信信息资源结合,包括感知层、网络层、平台层和应用层,建立传统电力通道所有环节信息化和数字化体系,推动电网与互联网深度融合,包括着力构建能源流、业务流、数据流“三流合一”以及能源双向(相对传统单向流动)流动实时动态监测的全息互联网。

通过实现“内部互联”,不仅要解决设施链接并实现电力的数字化和智能化问题,更重要的是实现深度学习和智慧管理,即“一张网”。所有设施信息(包括其电力设施运行状态、电流实时传送和配送等)动态链接,一目了然,将极大降低电网的人工维修成本、电网监测成本、调度成本,增加及时响应能力,更好提高电网运行的稳定性、安全性和柔韧性。当然,这个内部互联还涉及到“数据融通”的问题,即创新性设计不同设备转换的“解码”,形成一种“语言”。

内部互联,基本上是电力系统自身内部的优化调整问题,内部可控,无论是技术上还是管理上相对容易实现。这一步,也是泛在电力物联网实现的第一层价值。

如何实现“外部互通”

泛在电力物联网的核心价值,在于实现与所有“涉能”设备的无缝链接,最大化地实现电力的价值。

实现这个目标,需要电网与所有供能和耗能设施/设备的“互通”,即信息的链接和传输、反馈,形成一个“闭环”,从而真正形成一个具有无限价值的可挖掘、可分析、可集成的数据库。这些数据的形成和获取,将成为泛在电力物联网进行设施或设备优化最基本的依据,同时也为泛在电力物联网进行大范围、全领域进行优化和重新架构提供了可能。

“外部互通”既涉及亿万普通消费者和生产者,也涉及相当数量的电力生产商以及用能设备制造商;既有工业部门、农业部门,还有商业部门等。单靠电力部门推动实现“互通”,巨大成本既难以承受,时间又难以保证。因此,对于不同的部门、不同的对象应采取不同的切入方式。

对于现有的普通电力用户而言,电力部门通过智能电表可以获得消费者的用电总量以及用电的时间分布和用量数据,而对于具体的各个用能设备的耗能情况以及用电行为则难以掌握。由此,电力部门需要与用电设备供应商之间建立合作关系,通过设置信息分享式的智能模块和传感器分享数据信息。设备供应商可以获得其设备运行状态的相关数据,用以改进其设备性能或者设备升级换代的基本数据依据,实现产品升级迭代,而电力部门则获得消费者消费行为数据,用来调整电力等资源配置。

由于涉及不同的群体,“外部互通”实现的难度和方式也存在巨大差异。而具体实现方式将对未来价值创造以及价值分享方式有着重大的影响。显然,这一步对于泛在电力物联网极为重要,决定着能否真正实现泛在电力物联网。这个阶段是泛在电力物联网真正实现的第二层价值,也是终极价值。

如何实现“行业互融”

传统的电网及其支持性设备已与各行各业通过电力供求关系建立了物理上的链接,但这种链接没有融合信息和通讯技术,相互之间的沟通是简单的、单向的。建立泛在电力物联网,就是要打破这种信息沟通上的单一性,实现信息融合,即电力信息“语言”与行业信息“语言”的转换。

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泛在电力物联网与各个行业的互联,建立的将是全新的生态圈。这个生态圈,是电力部门与相关行业部门相互合作而建立的“数据”共享,这个“数据共享”的数据产生端既可能控制在电力部门,也可能控制在工业部门,还可能通过建立与各个行业的电力+信息数据“共享模块”,实现各自数据的实时传输。

无论如何,通过泛在电力物联网“生态圈”的建立,各个用能大户或者设备供应商能够及时获得实时动态的用能数据,一方面可以进行内部用能综合情况的信息,另一方面可以根据电价的实时波动安排自身生产活动,实现经济效益最大化。而电力部门则能够获得各个行业、各个部门的用能行为和习惯,从而更加灵活有效地进行电力调配、峰谷调节,实现各方共赢。

如何实现“行业增值”

泛在电力物联网的建立,将极大推动电力部门自身价值创造的转型,即电力部门将成为最大的数据服务商。如果电力仅仅作为一项基本服务和链接媒介,其自身产生的价值将仅仅是电力行业本身的基本板块。而信息本身的价值将是无限的,通过数据的挖掘、分析、提炼,将产生无数的衍生价值。

具体而言,泛在电力物联网首先作为一个公共的信息平台,将为各个涉能部门提供基本的数据信息服务,而通过信息数据服务可调节自身用能或决策供能行为。这既是电网本身动态的调整过程,也是全社会相关部门的动态调整过程。信息服务,对于普通消费者而言,可以是免费服务;而对于生产部门或者用能部门可以采取收费服务。对于有特殊需求的用能部门,电力部门可以采取私人定制服务,实现电力市场的场细分。

除此之外,泛在电力物联网的建成还将创造更多的投融资服务、分时租赁服务(私人供能部门)、包销服务(售电公司)、电力交易(不同区域)等。这些都将有利于电力部门实现“行业”增值服务,从而实现电力部门和各个部门的价值最大化。

可以预见,未来智能社会的发展将进一步丰富泛在电力物联网的内容,比如随着无人驾驶汽车的到来,智能充放电服务也将成为泛在电力物联网的重要组成部分,进一步增强电力部门的灵活性。同时,泛在电力物联网的发展,也会进一步加速智能家居时代的发展。

泛在电力物联网推进的核心在于能否在实现全社会用能安全和稳定的前提下,实现成本的降低、电力的清洁化,以及电网运行的灵活性。可以预见的是,泛在电力物联网的建设和发展必将掀开能源工业与社会各行各业融合发展的新时代,并与其他形式的能源物联网一道担当起我国能源系统变革的历史重任。

(作者系思睿国际负责人,中国环境与发展国际合作委员会首席顾问专家支持组专家)

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