“泛在”到底能做什么、怎么做?

时间:2019-04-08
来源:南方能源观察 周慧之
分类:热点
在第二届综合能源系统峰会暨泛在电力物联网论坛上,业界专家从泛在电力物联网的不同切面,谈了几大领域为顺应“三型两网”战略转型做的业务构想,以及正在尝试的具体实践。

“泛在”火了……

概念解读之外,

泛在电力物联网到底要做些什么?

具体又有哪些小目标?

在第二届综合能源系统峰会暨泛在电力物联网论坛上,业界专家从泛在电力物联网的不同切面,谈了几大领域为顺应“三型两网”战略转型做的业务构想,以及正在尝试的具体实践。

其中,关于能源互联网的核心建设目标,中国科学院院士周孝信有一段非常精彩的总结:最大幅度提高能源综合利用效率,最大限度开发利用可再生能源,为终端用户提供便捷可靠优质的综合能源服务,推动技术装备产业的发展。

“泛在”现状与未来建设重点

国家电网在多年建设后已经形成一个天然的物联网,超过 5.4亿台智能电表接入,日增超过60TB的数据量。国网信通产业集团副总经理孙德栋表示,信息通讯技术迅速发展到这个阶段,才能够真正(支撑)建设泛在电力物联网。

对泛在电力物联网的四个层级,孙德栋认为,感知层离不开传感技术,网络层离不开无线专网北斗导航技术,平台层主要是大云物移智以及区块链技术,最上层是智慧能源的应用。不过目前在感知层监控的覆盖量不足、实时性不强,缺乏统一的规划和标准;网络层网络覆盖的深度不够、宽带不足,缺乏端到端的应用通信网解决方案;平台层则是应用不充分,缺乏跨专业的物联管理,超大规模的应用管理能力不足;面向物联应用的开放共享不足;平台与感知层的协同计算与实时响应能力不足。所以泛在物联网未来的建设重点,一定是在感知、连接、开放、创新四个方面提升。

泛在电力物联网与传统的信息化建设有什么区别?

孙德栋表示,传统的信息化建设主要关注的是企业的生产经营管理,促进的是企业的精益化管理和经营绩效的提升。但是做泛在电力物联网实际上缺少“两头”。第一是感知的深度不够,第二是开放共享的创新业务不足,所以要加强“两头”的建设。

数据的深度感知与采集,为大数据与人工智能在能源互联网领域的应用打下了基础。中国电力科学院教授级高工、博士生导师张东霞表示,未来深度学习将会在负荷预测、风光发电预测、电力系统安全稳定分析、用户用电特性分析、故障识别、需求响应-用能管理、微电网等方面有良好的应用前景。不过相关研究处于起步阶段。

自研相适配的芯片是打造泛在电力物联网的一大关键。“泛在电力物联网的建设围绕云、管、边、端几个层面开展工作,各个层面其实都离不开芯片。”国网信通产业集团北京智芯微电子科技有限公司执行董事、党委书记赵东艳提到,比如在云端需要强算力的AI芯片,管端需要无线专网、北斗芯片,边端则需要能实现边缘计算控制的主控芯片等。

据赵东艳介绍,泛在电力物联网建设将从电力行业的设备与设备、人与设备,逐步延伸到企业、家庭、城市的智能化,实现万物互联会给集成电路应用带来指数级数量增加,预计需求量达千亿片。不过目前芯片国产化在配电环节约10%,输变电及调度环节不足5%。芯片的进口高依存度高带来了巨大安全隐患。目前国网的研发聚焦在芯片设计和芯片应用环节。

大量数据接入、存储之后,随着而来的电力数据安全问题值得引起重视。华北电力大学能源电力大数据研究院院长李建彬教授提示,电力大数据的增长速度已经远远超出电力企业的预期。电力行业大数据存在数据泄露风险,而且更易成为网络攻击目标,安全管控是最突出的风险。

他建议,构建与“三型两网”相适应的全场景安全防护体系,开展可信互联、安全互动、智能防御相关技术的研究与应用,为各类物联网业务做好全环节安全服务保障。

“泛在”与电力交易、能源与交通融合

电力市场正在从中长期交易渐渐过渡到现货市场,交易平台也在探索与之相匹配的功能进阶。这恰与泛在电力物联网的内核存在诸多契合点。

北京电力交易中心技术处主任张显表示,全国统一电力市场深化建设对电力交易平台提出了新需求,现有系统难以在业务支撑、性能等方面满足要求,需借助新技术优势开展新一代电力交易平台的建设。新一代电力交易平台的构建目标是“业务运作实时化、市场出清精益化、交易规则配置化、市场结算高效化、基础服务共享化、数据标准化”。通过全业务统一数据中心的统一数据访问服务,可以实现与调度、营销等其他专业的数据高效交互,保证两级平台间信息共享与协同运营。

随着新能源、电动汽车、储能电站、微电网、交互式用能接入电网占比渐多,华北电力大学经济与管理学院副院长刘敦楠建议,新兴电力零售主体应当与交易中心形成数据共享、业务共享、体系共建的电力零售市场价值体系。

刘敦楠表示,适应泛在电力物联网的电力零售价值体系建设应以扩大能源电力企业的收入为主要目标,包括更多除电力需求以外的用户需求,更多除电费以外的增值服务。

美好构想看似遥远,然而相关实践已经提上议程。张显表示,“在推进泛在电力物联网的同时,还在构思示范工程,通过电力交易提供的价格信号,带动新业务、新业态的发展。”

示范工程之一是“源网荷储互动的市场化清洁能源消纳”,该示范将研究挖掘全局电网和局部电网在源网荷储各环节的差异化需求,结合用户侧储能电站参与的电力市场运营机制,设计一套能优先满足清洁能源消纳、引导用户侧储能电站建设,并有助其成本回收的市场化交易方式和定价机制。预计能吸引10家以上储能电站接入,同时清洁能源消纳增加3000万千瓦时以上。

第二个示范工程是虚拟电厂接入电力交易,计划在冀北电网秦皇岛实施。

第三个示范工程是基于车联网的绿电交易,将推动电动汽车充电桩进入电力批发市场参与交易。预计今年可计入充电桩10万个,有利于清洁能源消纳20亿千瓦时。

对此,国网电动汽车公司车联网平台中心(科技中心)业务副总监秦俭表示,“要打通电力交易平台与车联网之间的信息共享与融合通道,来支撑电动汽车充电桩入网的聚合优化和双向互动。”然后通过对用户的充电行为、出行意愿来分析和引导,最终实现清洁能源消纳,从而在负荷尖峰时段起到有序用电的优化作用。

事实上,能源与交通领域需要构建更为深度的融合。华北电力大学能源交通融合发展研究院执行院长马静表示,应当改变当前交通系统的能源供应模式,由单一电源供电结构发展为多元电源互补模式,由单向电能流动消耗发展为双向电能互动模式,由被动负荷消纳发展为主动负荷协调模式,以此构建交通能源互联网。

两个典型省份的“泛在”试验

宁夏与江苏,是上述“源网荷储互动的市场化清洁能源消纳”示范工程中,率先落点实践的两大省份。

宁夏构建省级能源服务平台的初衷,是基于宁夏电网的实际需求。宁夏本身是西电东送的重要电源点,宁夏电网则是作为外送型电网需要承担外送和内销双重任务,对于加强省内与省间的信息互动存在需求。与此同时,宁夏是国家级新能源综合示范区,新能源装机已经达到1800万千瓦(装机占比42.8%),解决弃风弃光问题的迫切性强,需要“源-网-荷”互动来支撑新能源消纳。

此外,宁夏大用户负荷占比高,前100个工业用户的用电负荷占到全省负荷的76%,便于集中开展能效服务。只要针对这100家工业用户做文章,整个宁夏电网的能源互联网建设,能源流与信息流的互动,就可能实现。

(宁夏电网)是最具备实现条件的网省公司之一。据悉,宁夏从2012年开始展开了前期工作,完成以多环节综合互动为特征的智能电网集成示范,搭建了一个基于三期的互动平台,初步实现新能源与大用户、储热用户、充放电站、智能小区与输配电网的互动协调。

一个是西部供能输出省,另一个则是东部沿海用能大省。江苏近年来在综合能源领域的探索与实践,毫无疑问已经走在国内前列,并成为近期业内调研的重点与热土。

“建设运营好坚强智能电网与泛在电力物联网,就是为了向用户提供更安全、经济、便捷的综合能源。”国家电网有限公司研究室副主任邱忠涛表示,综合能源服务的开展会随着泛在电力物联网的建设部署和“云大物移智”、边缘计算等信息通信技术的应用,向着更智能、安全、便捷的方向发展。

据江苏综合能源服务公司副总经理吴飞介绍,其主要业务方向已经由单一节能业务扩展到能源供给、能源消费、能源交易和能源平台四大业务板块,推动电网、气网、热网、车网的横向贯通以及源、网、荷、储的纵向聚合。他表示,构建综合能源服务的生态圈是生态升级的核心举措,江苏正在打造“泛在物联、时空互联”的综合能源服务平台。

这包括三大块内容:省公司的综合能源平台是面向社会提供开放共享的普适性用能服务,省综合能源公司专属平台是面向自有客户及合作伙伴提供深度服务,客户定制化能源管理子系统是面向、工矿企业、楼宇等各类客户。企业是综合能源服务形成产品的重要载体,需要根据客户的不同营业管理需求,量身打造能源管理系统。

对于泛在电力物联网下的综合能源服务,华北电力大学能源互联网研究中心主任曾鸣表示,是以用户为中心的价值创造,以数据为核心的信息增值,以技术为驱动的业务革新,以及以改革为契机的效益挖潜。

由以上平台积累、沉淀的海量数据,下一步也将有机会转化为巨大增值价值。一方面可以利用综合能源评价体系的理论、成果开展大数据分析。还可以为行业提供能源数据分析结果,辅助支撑政府、行业的能源政策和行业政策,包括为社会供应商和金融机构提供能效优化。“我们今年选了1万户用户作为样本,来推动研究成果的落地。”吴飞表示。

“站在智能时代的入口,我们应该是和合作伙伴、用户无处不在的连接。”吴飞说,越多的智能终端设备接入能源互联网,就能产生越多的价值。”

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