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電力能源物聯(lián)網(wǎng)專家陳皓勇深度解讀泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

  無論是資本市場,還是相關(guān)企業(yè),最近都在瘋狂追捧泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

  自國家電網(wǎng)公司3月8日召開泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)動員會之后,從3月11日開始,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念股連續(xù)漲停。

  周鴻祎、雷軍、董明珠、楊元慶等互聯(lián)網(wǎng)大佬也紛紛表態(tài),深入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)會來了,希望在這個(gè)大的產(chǎn)業(yè)上分上一杯羹。

  從全球角度來看,中國新一輪電網(wǎng)以及相關(guān)信息化投資,將進(jìn)一步引領(lǐng)全球。包括歐美電網(wǎng),在部分硬件設(shè)備方面目前相對于中國電網(wǎng)都處于落后狀態(tài)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在歐美國家并未普及。

  在歐洲有一些與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相似的構(gòu)想,目前僅僅是示范性的項(xiàng)目,這些項(xiàng)目只是在電網(wǎng)的基礎(chǔ)上再加上一層ICT的網(wǎng)絡(luò),即信息通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)負(fù)荷與可再生能源的互動,以及其他一些功能,沒有像中國大面積鋪開。

  但是如何理解泛在電力物聯(lián)網(wǎng),以及如何參與到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)投資與建設(shè)中,仍然撲朔迷離。

  今天分享一篇華南理工大學(xué)教授、電力(能源)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)<谊愷┯碌囊黄恼拢@篇文章根據(jù)陳皓勇在華泰證券電話會議上的發(fā)言整理和修改而成,本文經(jīng)陳皓勇教授確認(rèn)。

  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)屬于能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

  能源互聯(lián)網(wǎng)來自于里夫金提出的Energy Internet,他是美國著名經(jīng)濟(jì)趨勢專家,在《第三次工業(yè)革命》里面提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的愿景,他認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)有幾大特征:

  第一、以可再生能源為主要一次能源;

  第二、支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入;

  第三、基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣域能源共享;

  第四、支持交通系統(tǒng)的電氣化。

  這個(gè)概念,從2015年開始熱起來。我當(dāng)時(shí)正在美國訪問,那時(shí)候國內(nèi)也開了很多相關(guān)的論壇。后來我一直在思考到底什么是能源互聯(lián)網(wǎng)。

  一、電力(能源)網(wǎng)的發(fā)展趨勢是三個(gè)互聯(lián)

  在能源互聯(lián)網(wǎng)概念熱起來之前,有一個(gè)智能電網(wǎng)(Smart Grid)的概念,后來我寫了一篇短文(點(diǎn)擊閱讀:能源互聯(lián)網(wǎng)——能源電力領(lǐng)域的共享經(jīng)濟(jì)模式)。我提出,實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵是,在現(xiàn)有的可再生能源發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步建立物理互聯(lián)、信息互聯(lián)與商業(yè)互聯(lián)。

  現(xiàn)有基礎(chǔ)技術(shù)包括可再生能源發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)。未來的電網(wǎng)(能源)網(wǎng)的發(fā)展趨勢,我認(rèn)為是加強(qiáng)三個(gè)互聯(lián):首先是加強(qiáng)物理互聯(lián),即在現(xiàn)有電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)多種能源形式(電、冷、熱、氣等)的互聯(lián)和綜合利用,這就是我們說的綜合能源系統(tǒng);第二個(gè)是加強(qiáng)信息互聯(lián),也就是基于更先進(jìn)的信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何人、任何物都能順暢地通信,物聯(lián)網(wǎng)就屬于信息互聯(lián)的一部分;第三個(gè)是加強(qiáng)商業(yè)互聯(lián),就是建立市場機(jī)制以及更高層次的共享經(jīng)濟(jì)模式。

  在2017年、2018年的中國智能電網(wǎng)學(xué)術(shù)研討會上,我兩次提出了這三個(gè)互聯(lián)以及更具體的實(shí)施方案和前沿問題,就是關(guān)于怎樣建立多能互補(bǔ)的系統(tǒng),能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體內(nèi)涵,以及我國當(dāng)前電力體制改革的進(jìn)展。當(dāng)時(shí)我把它稱為“電力泛在物聯(lián)網(wǎng)”,與現(xiàn)在國家電網(wǎng)公司叫做“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”,其實(shí)只有兩個(gè)詞的順序不一樣。

  從能源互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)想過渡到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的具體方案應(yīng)該是一個(gè)比較自然的階段,即建立能源互聯(lián)網(wǎng)信息互聯(lián)的基礎(chǔ)。

  二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)是物聯(lián)網(wǎng)

  “泛在”就是無處不在。其實(shí)電網(wǎng)本身就是一個(gè)泛在網(wǎng),它的“泛在”體現(xiàn)在電能上,因?yàn)榧壹覒魬舳家秒?,已?jīng)遍布全社會各個(gè)角落。但是電網(wǎng)的“泛在”僅體現(xiàn)在電能上,沒有體現(xiàn)到數(shù)據(jù)方面或者是信息方面。泛在電力物理網(wǎng)也要實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的“泛在”,我們現(xiàn)在看到的國家電網(wǎng)公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展綱要是一個(gè)很宏大的計(jì)劃,涉及整個(gè)系統(tǒng)。

  介紹這個(gè)之前,先說一下物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,縮寫為IoT)狹義的概念。它核心概念實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)連接的下沉 。在此之前,很多數(shù)據(jù)連接的“最后一公里”問題沒有解決,狹義的物聯(lián)網(wǎng)解決的是這個(gè)問題。比如說摩拜單車、OFO,這實(shí)際上就是物聯(lián)網(wǎng)的概念。它是一個(gè)小數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗、低速率、低頻次、廣覆蓋場景。海量小數(shù)據(jù)智能連接就能實(shí)現(xiàn)泛在感知。

  現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)有兩類主流技術(shù):一類是非授權(quán)頻譜的技術(shù),這個(gè)以中興主推的LoRa技術(shù)為代表,它是自己有基站和有終端,不需要運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò);第二個(gè)是授權(quán)頻譜的技術(shù),就是蜂窩物聯(lián)網(wǎng),例如華為主推的以NB-IOT為代表的技術(shù)。授權(quán)頻譜是被管理的,是要授權(quán)的,受干擾比較小,實(shí)際上是過去2G、3G演進(jìn)過來的,而非頻譜技術(shù)是沒有人管的,容易受干擾,最后理論上是5G一統(tǒng)天下。

  電力物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層。感知層是各類的傳感器,電表也屬于感知層。對于感知層的數(shù)據(jù)要到網(wǎng)絡(luò)層其實(shí)有兩個(gè)步驟,最核心的是從感知層終端模組到物聯(lián)網(wǎng)基站,這一塊就是通過狹義物聯(lián)網(wǎng)解決。終端要求功耗小,因?yàn)樗M灰蠐Q電池,但同時(shí)又需要傳輸?shù)木嚯x比較遠(yuǎn),這兩方面存在一定的矛盾,這里面需要通過一些先進(jìn)的技術(shù)來解決這個(gè)問題。基站收集到數(shù)據(jù)以后,回傳到平臺系統(tǒng)。因此網(wǎng)絡(luò)層其實(shí)包括兩個(gè)部分,一個(gè)是從終端模組到基站,即狹義物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù);第二個(gè)就是從模組到后臺信息系統(tǒng),屬于常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),都屬于物聯(lián)網(wǎng)的組成部分。

  三、國網(wǎng)做泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的初衷是什么?

  2015年是新一輪電改元年,中共中央、國務(wù)院聯(lián)合下發(fā)了9號文(2015年3月15號)。新電改的核心思想是“管住中間,放開兩頭”,實(shí)際上是讓供需兩側(cè)直接見面,電網(wǎng)就變成通道、高速公路的角色。

  因?yàn)橹泄仓醒?號文要求“管住中間,放開兩頭”,其實(shí)就是把電網(wǎng)變成通道,實(shí)現(xiàn)供需兩側(cè)的自主選擇。電網(wǎng)存在“管道化”的風(fēng)險(xiǎn),國網(wǎng)需要利用公司的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和獨(dú)特的數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢大力培育先進(jìn)的業(yè)務(wù),在新的更高層次形成核心的競爭力。對內(nèi),國網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)源,電網(wǎng)一張圖,業(yè)務(wù)一條線。對外要廣泛連接上下游資源,打造能源互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)圈。

  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將收集海量的數(shù)據(jù),由于可再生能源的接入,電力市場化改革,還有能源互聯(lián)網(wǎng)或者是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的背景,產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)實(shí)際上是有巨大價(jià)值的,但目前沒有利用起來,而且它確實(shí)是泛在的,因?yàn)樯婕暗郊壹覒魬簟?/p>

  我認(rèn)為電網(wǎng)公司就是把這些數(shù)據(jù)真正地利用起來,這是國網(wǎng)做泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的初衷?;A(chǔ)數(shù)據(jù)連接難以下沉,就是這種小數(shù)據(jù)比較難獲取。另外就是單個(gè)小數(shù)據(jù)價(jià)值密度低,但海量數(shù)據(jù)集合后有很大的價(jià)值。

  這有幾類的數(shù)據(jù),涉及居民家庭、各種建筑、農(nóng)工商企業(yè)、公共基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)。比如說居民家庭小數(shù)據(jù)有各種家用電器,用戶電箱及各種型號開關(guān),還有家庭用戶內(nèi)部的線路,還有一些表計(jì)等。工廠車間小數(shù)據(jù)有電動機(jī)械和工具、電動設(shè)備,還有電氣的一些檢測,智能管道等。另外還有建筑的小數(shù)據(jù),比如說各類的中央空調(diào)、消防設(shè)施、電梯;另外城市基礎(chǔ)設(shè)施也有一些小數(shù)據(jù),比如說公共汽車、地鐵、燃?xì)狻⑼ㄐ?、交通信號燈等?/p>

  對于電力系統(tǒng)本身考說,在發(fā)電環(huán)節(jié)和輸變配電各個(gè)環(huán)節(jié)也有一些小數(shù)據(jù),比如說環(huán)境數(shù)據(jù),比如溫濕度、鹽堿度、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(比如設(shè)備的溫度等)。還有一些附屬設(shè)施的數(shù)據(jù),比如電纜隧道的環(huán)境數(shù)據(jù),安全防范數(shù)據(jù),還有電氣建筑物狀態(tài)數(shù)據(jù)。還有一些電氣設(shè)施的微氣象數(shù)據(jù),比如風(fēng)速、溫速度、降水等。

  電力系統(tǒng)是世界上最龐大的工程系統(tǒng),本身由許許多多的設(shè)備組成,每個(gè)設(shè)備從出廠一直到報(bào)廢,這種全壽命周期都可以用實(shí)物ID 來管理?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)全壽命周期的供應(yīng)鏈管理,這也是物聯(lián)網(wǎng)存在的價(jià)值之一。

  四、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能做什么?

  舉個(gè)例子,比如電動汽車接入,可能要到不同的部門跑不同的事,以后物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)以后,他只要申請一次所有環(huán)節(jié)就打通了。國家電網(wǎng)提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)階段的目標(biāo),一個(gè)是2019年到2021年,戰(zhàn)略突破期,經(jīng)過這3年的時(shí)間初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng);再通過三年提升,到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。建設(shè)內(nèi)容包括對內(nèi)業(yè)務(wù)、對外業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)共享、基礎(chǔ)支撐、技術(shù)攻關(guān)和安全防護(hù)6個(gè)方面,11個(gè)重點(diǎn)方向。

  對內(nèi)業(yè)務(wù)就是提升客戶服務(wù)的水平,提升企業(yè)經(jīng)營績效,提升電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)水平,實(shí)現(xiàn)清潔能源的消納。對外的業(yè)務(wù),第一個(gè)是打造智慧能源綜合服務(wù)平臺,第二個(gè)是培育發(fā)展新業(yè)務(wù),第三個(gè)是構(gòu)建能源生態(tài)體系。另外,還將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和基礎(chǔ)支撐,開展技術(shù)攻關(guān)(包括芯片研發(fā)),提升網(wǎng)絡(luò)安全。所以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)很大的產(chǎn)業(yè)鏈,所以應(yīng)該說是各個(gè)投資方面都會帶來很多的機(jī)會。

  在這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上可以干什么呢?

  比如以物聯(lián)網(wǎng)平臺開展新業(yè)務(wù),這些數(shù)據(jù)收集起來以后,可以存儲在公共的云平臺里面,在此基礎(chǔ)上可以建立智能配電、智能用電、智慧園區(qū),還有開展其他的綜合能源的服務(wù),也可以和用戶建立很好的互動。

  物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)一個(gè)是前端智能的感知層終端到物聯(lián)網(wǎng)模組,模組到基站,這部分就是物聯(lián)網(wǎng)無線通信核心技術(shù)。基站手機(jī)數(shù)據(jù)后,可以上傳到云服務(wù)器平臺,這可以通過傳統(tǒng)的運(yùn)營商3G、4G網(wǎng)絡(luò),也可以通過電力有線/無線專網(wǎng),在這個(gè)平臺的基礎(chǔ)上可以建立各種各樣的業(yè)務(wù)應(yīng)用,這就是從感知層到網(wǎng)絡(luò)層、到平臺層、最終到應(yīng)用層的完整環(huán)節(jié)。

  物聯(lián)網(wǎng)是一步一步發(fā)展起來的,當(dāng)前泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還處在初步布局的階段,所以一開始重點(diǎn)應(yīng)該還是在感知層和網(wǎng)絡(luò)層這兩層的發(fā)展,因?yàn)檫@兩層的基礎(chǔ)建好以后,后面才可以建平臺層,慢慢到后面才到應(yīng)用層。國家電網(wǎng)公司一開始是投入階段,它有足夠的資金來做感知層和網(wǎng)絡(luò)層,所以說我認(rèn)為一開始投資可能是在這個(gè)方面。

  國家電網(wǎng)公司在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面提出了十一大關(guān)鍵任務(wù),包括對內(nèi)業(yè)務(wù)和對外業(yè)務(wù),并創(chuàng)新商業(yè)模式、提高客戶服務(wù)體驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)全息感知、泛在連接、開放共享、融合創(chuàng)新,需要把沒有連接的設(shè)備和客戶連接起來,要把沒有貫通的業(yè)務(wù)貫通起來,沒有共享的數(shù)據(jù)共享起來,形成跨專業(yè)數(shù)據(jù)共享的生態(tài),并且把過去沒有用好的數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘起來。

  五、如何參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)?

  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是屬于基礎(chǔ)設(shè)施,我認(rèn)為一開始是國網(wǎng)自己來投錢,后面在這個(gè)基礎(chǔ)上會可以開展一些增值服務(wù)。

  為什么要提供全時(shí)空的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),有這個(gè)數(shù)據(jù)以后,以數(shù)據(jù)為中心就可以建立一些服務(wù)。例如,現(xiàn)在合同能源管理是個(gè)節(jié)能服務(wù),目前采用的管理系統(tǒng)應(yīng)該是個(gè)比較笨的黑盒子,在電力(能源)需求數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上就可以把節(jié)能服務(wù)做得更為優(yōu)化,第三方獲得的利潤可能更多一些。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以看作是一個(gè)基礎(chǔ)的平臺,在這個(gè)基礎(chǔ)上可以開展一些創(chuàng)新性的增值服務(wù)。比如綜合能源服務(wù),還有互聯(lián)網(wǎng)金融、大數(shù)據(jù)運(yùn)營、大數(shù)據(jù)征信、光伏云網(wǎng)、線上供應(yīng)鏈金融、虛擬電廠、基于區(qū)塊鏈的新型能源服務(wù)、智能制造,甚至還可以做一些芯片。

  在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)早期建設(shè),目前市場上從事物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備研發(fā)的制造企業(yè)可能會有很多的機(jī)遇,比如模組、終端,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一開始由國網(wǎng)買單,應(yīng)該對這些企業(yè)是有利的。

  除了現(xiàn)在配電終端,包括用電信息采集、智能電表等,未來為了實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng),需要新增哪些設(shè)備和設(shè)施?

  除了電表,就是各式各樣的傳感器,從電力設(shè)備的角度,包括測溫、電氣設(shè)施環(huán)境;從用戶側(cè),包括智能電表、智能電器、智能充電樁,甚至漏電監(jiān)測,以及能效管理、智能建筑、智能消防;物聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)需要各式各樣不同的傳感器,由不同的廠家研發(fā)、生產(chǎn)。

  從產(chǎn)業(yè)受益先后順序看,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展有內(nèi)在的邏輯順序,沒有感知層和網(wǎng)絡(luò)層就沒有辦法做其他的東西,所以在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展早期,感知層和網(wǎng)絡(luò)層是關(guān)鍵,這兩層的架構(gòu)如果基本完善以后,平臺肯定是關(guān)鍵的。平臺層第一是進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)本身的網(wǎng)絡(luò)管理,第二是提供對外的接口,包括操作系統(tǒng)等,也屬于基礎(chǔ)設(shè)施。最后要產(chǎn)生價(jià)值還是要到應(yīng)用層,所以說它是有一定的邏輯順序,一步一步發(fā)展的。

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電力能源物聯(lián)網(wǎng)專家陳皓勇深度解讀泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

作者:陳皓勇  發(fā)布時(shí)間:2019-03-15   來源:能見Eknower

  無論是資本市場,還是相關(guān)企業(yè),最近都在瘋狂追捧泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

  自國家電網(wǎng)公司3月8日召開泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)動員會之后,從3月11日開始,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念股連續(xù)漲停。

  周鴻祎、雷軍、董明珠、楊元慶等互聯(lián)網(wǎng)大佬也紛紛表態(tài),深入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)會來了,希望在這個(gè)大的產(chǎn)業(yè)上分上一杯羹。

  從全球角度來看,中國新一輪電網(wǎng)以及相關(guān)信息化投資,將進(jìn)一步引領(lǐng)全球。包括歐美電網(wǎng),在部分硬件設(shè)備方面目前相對于中國電網(wǎng)都處于落后狀態(tài)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在歐美國家并未普及。

  在歐洲有一些與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相似的構(gòu)想,目前僅僅是示范性的項(xiàng)目,這些項(xiàng)目只是在電網(wǎng)的基礎(chǔ)上再加上一層ICT的網(wǎng)絡(luò),即信息通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)負(fù)荷與可再生能源的互動,以及其他一些功能,沒有像中國大面積鋪開。

  但是如何理解泛在電力物聯(lián)網(wǎng),以及如何參與到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)投資與建設(shè)中,仍然撲朔迷離。

  今天分享一篇華南理工大學(xué)教授、電力(能源)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)<谊愷┯碌囊黄恼拢@篇文章根據(jù)陳皓勇在華泰證券電話會議上的發(fā)言整理和修改而成,本文經(jīng)陳皓勇教授確認(rèn)。

  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)屬于能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。

  能源互聯(lián)網(wǎng)來自于里夫金提出的Energy Internet,他是美國著名經(jīng)濟(jì)趨勢專家,在《第三次工業(yè)革命》里面提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的愿景,他認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)有幾大特征:

  第一、以可再生能源為主要一次能源;

  第二、支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入;

  第三、基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣域能源共享;

  第四、支持交通系統(tǒng)的電氣化。

  這個(gè)概念,從2015年開始熱起來。我當(dāng)時(shí)正在美國訪問,那時(shí)候國內(nèi)也開了很多相關(guān)的論壇。后來我一直在思考到底什么是能源互聯(lián)網(wǎng)。

  一、電力(能源)網(wǎng)的發(fā)展趨勢是三個(gè)互聯(lián)

  在能源互聯(lián)網(wǎng)概念熱起來之前,有一個(gè)智能電網(wǎng)(Smart Grid)的概念,后來我寫了一篇短文(點(diǎn)擊閱讀:能源互聯(lián)網(wǎng)——能源電力領(lǐng)域的共享經(jīng)濟(jì)模式)。我提出,實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵是,在現(xiàn)有的可再生能源發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步建立物理互聯(lián)、信息互聯(lián)與商業(yè)互聯(lián)。

  現(xiàn)有基礎(chǔ)技術(shù)包括可再生能源發(fā)電和智能電網(wǎng)技術(shù)。未來的電網(wǎng)(能源)網(wǎng)的發(fā)展趨勢,我認(rèn)為是加強(qiáng)三個(gè)互聯(lián):首先是加強(qiáng)物理互聯(lián),即在現(xiàn)有電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)多種能源形式(電、冷、熱、氣等)的互聯(lián)和綜合利用,這就是我們說的綜合能源系統(tǒng);第二個(gè)是加強(qiáng)信息互聯(lián),也就是基于更先進(jìn)的信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何人、任何物都能順暢地通信,物聯(lián)網(wǎng)就屬于信息互聯(lián)的一部分;第三個(gè)是加強(qiáng)商業(yè)互聯(lián),就是建立市場機(jī)制以及更高層次的共享經(jīng)濟(jì)模式。

  在2017年、2018年的中國智能電網(wǎng)學(xué)術(shù)研討會上,我兩次提出了這三個(gè)互聯(lián)以及更具體的實(shí)施方案和前沿問題,就是關(guān)于怎樣建立多能互補(bǔ)的系統(tǒng),能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體內(nèi)涵,以及我國當(dāng)前電力體制改革的進(jìn)展。當(dāng)時(shí)我把它稱為“電力泛在物聯(lián)網(wǎng)”,與現(xiàn)在國家電網(wǎng)公司叫做“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”,其實(shí)只有兩個(gè)詞的順序不一樣。

  從能源互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)想過渡到泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的具體方案應(yīng)該是一個(gè)比較自然的階段,即建立能源互聯(lián)網(wǎng)信息互聯(lián)的基礎(chǔ)。

  二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)是物聯(lián)網(wǎng)

  “泛在”就是無處不在。其實(shí)電網(wǎng)本身就是一個(gè)泛在網(wǎng),它的“泛在”體現(xiàn)在電能上,因?yàn)榧壹覒魬舳家秒?,已?jīng)遍布全社會各個(gè)角落。但是電網(wǎng)的“泛在”僅體現(xiàn)在電能上,沒有體現(xiàn)到數(shù)據(jù)方面或者是信息方面。泛在電力物理網(wǎng)也要實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的“泛在”,我們現(xiàn)在看到的國家電網(wǎng)公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展綱要是一個(gè)很宏大的計(jì)劃,涉及整個(gè)系統(tǒng)。

  介紹這個(gè)之前,先說一下物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,縮寫為IoT)狹義的概念。它核心概念實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)連接的下沉 。在此之前,很多數(shù)據(jù)連接的“最后一公里”問題沒有解決,狹義的物聯(lián)網(wǎng)解決的是這個(gè)問題。比如說摩拜單車、OFO,這實(shí)際上就是物聯(lián)網(wǎng)的概念。它是一個(gè)小數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗、低速率、低頻次、廣覆蓋場景。海量小數(shù)據(jù)智能連接就能實(shí)現(xiàn)泛在感知。

  現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)有兩類主流技術(shù):一類是非授權(quán)頻譜的技術(shù),這個(gè)以中興主推的LoRa技術(shù)為代表,它是自己有基站和有終端,不需要運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò);第二個(gè)是授權(quán)頻譜的技術(shù),就是蜂窩物聯(lián)網(wǎng),例如華為主推的以NB-IOT為代表的技術(shù)。授權(quán)頻譜是被管理的,是要授權(quán)的,受干擾比較小,實(shí)際上是過去2G、3G演進(jìn)過來的,而非頻譜技術(shù)是沒有人管的,容易受干擾,最后理論上是5G一統(tǒng)天下。

  電力物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層。感知層是各類的傳感器,電表也屬于感知層。對于感知層的數(shù)據(jù)要到網(wǎng)絡(luò)層其實(shí)有兩個(gè)步驟,最核心的是從感知層終端模組到物聯(lián)網(wǎng)基站,這一塊就是通過狹義物聯(lián)網(wǎng)解決。終端要求功耗小,因?yàn)樗M灰蠐Q電池,但同時(shí)又需要傳輸?shù)木嚯x比較遠(yuǎn),這兩方面存在一定的矛盾,這里面需要通過一些先進(jìn)的技術(shù)來解決這個(gè)問題?;臼占綌?shù)據(jù)以后,回傳到平臺系統(tǒng)。因此網(wǎng)絡(luò)層其實(shí)包括兩個(gè)部分,一個(gè)是從終端模組到基站,即狹義物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù);第二個(gè)就是從模組到后臺信息系統(tǒng),屬于常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),都屬于物聯(lián)網(wǎng)的組成部分。

  三、國網(wǎng)做泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的初衷是什么?

  2015年是新一輪電改元年,中共中央、國務(wù)院聯(lián)合下發(fā)了9號文(2015年3月15號)。新電改的核心思想是“管住中間,放開兩頭”,實(shí)際上是讓供需兩側(cè)直接見面,電網(wǎng)就變成通道、高速公路的角色。

  因?yàn)橹泄仓醒?號文要求“管住中間,放開兩頭”,其實(shí)就是把電網(wǎng)變成通道,實(shí)現(xiàn)供需兩側(cè)的自主選擇。電網(wǎng)存在“管道化”的風(fēng)險(xiǎn),國網(wǎng)需要利用公司的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和獨(dú)特的數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢大力培育先進(jìn)的業(yè)務(wù),在新的更高層次形成核心的競爭力。對內(nèi),國網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)源,電網(wǎng)一張圖,業(yè)務(wù)一條線。對外要廣泛連接上下游資源,打造能源互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)圈。

  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將收集海量的數(shù)據(jù),由于可再生能源的接入,電力市場化改革,還有能源互聯(lián)網(wǎng)或者是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的背景,產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)實(shí)際上是有巨大價(jià)值的,但目前沒有利用起來,而且它確實(shí)是泛在的,因?yàn)樯婕暗郊壹覒魬簟?/p>

  我認(rèn)為電網(wǎng)公司就是把這些數(shù)據(jù)真正地利用起來,這是國網(wǎng)做泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的初衷?;A(chǔ)數(shù)據(jù)連接難以下沉,就是這種小數(shù)據(jù)比較難獲取。另外就是單個(gè)小數(shù)據(jù)價(jià)值密度低,但海量數(shù)據(jù)集合后有很大的價(jià)值。

  這有幾類的數(shù)據(jù),涉及居民家庭、各種建筑、農(nóng)工商企業(yè)、公共基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)。比如說居民家庭小數(shù)據(jù)有各種家用電器,用戶電箱及各種型號開關(guān),還有家庭用戶內(nèi)部的線路,還有一些表計(jì)等。工廠車間小數(shù)據(jù)有電動機(jī)械和工具、電動設(shè)備,還有電氣的一些檢測,智能管道等。另外還有建筑的小數(shù)據(jù),比如說各類的中央空調(diào)、消防設(shè)施、電梯;另外城市基礎(chǔ)設(shè)施也有一些小數(shù)據(jù),比如說公共汽車、地鐵、燃?xì)狻⑼ㄐ?、交通信號燈等?/p>

  對于電力系統(tǒng)本身考說,在發(fā)電環(huán)節(jié)和輸變配電各個(gè)環(huán)節(jié)也有一些小數(shù)據(jù),比如說環(huán)境數(shù)據(jù),比如溫濕度、鹽堿度、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(比如設(shè)備的溫度等)。還有一些附屬設(shè)施的數(shù)據(jù),比如電纜隧道的環(huán)境數(shù)據(jù),安全防范數(shù)據(jù),還有電氣建筑物狀態(tài)數(shù)據(jù)。還有一些電氣設(shè)施的微氣象數(shù)據(jù),比如風(fēng)速、溫速度、降水等。

  電力系統(tǒng)是世界上最龐大的工程系統(tǒng),本身由許許多多的設(shè)備組成,每個(gè)設(shè)備從出廠一直到報(bào)廢,這種全壽命周期都可以用實(shí)物ID 來管理?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)全壽命周期的供應(yīng)鏈管理,這也是物聯(lián)網(wǎng)存在的價(jià)值之一。

  四、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能做什么?

  舉個(gè)例子,比如電動汽車接入,可能要到不同的部門跑不同的事,以后物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)以后,他只要申請一次所有環(huán)節(jié)就打通了。國家電網(wǎng)提出泛在電力物聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)階段的目標(biāo),一個(gè)是2019年到2021年,戰(zhàn)略突破期,經(jīng)過這3年的時(shí)間初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng);再通過三年提升,到2024年建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。建設(shè)內(nèi)容包括對內(nèi)業(yè)務(wù)、對外業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)共享、基礎(chǔ)支撐、技術(shù)攻關(guān)和安全防護(hù)6個(gè)方面,11個(gè)重點(diǎn)方向。

  對內(nèi)業(yè)務(wù)就是提升客戶服務(wù)的水平,提升企業(yè)經(jīng)營績效,提升電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)水平,實(shí)現(xiàn)清潔能源的消納。對外的業(yè)務(wù),第一個(gè)是打造智慧能源綜合服務(wù)平臺,第二個(gè)是培育發(fā)展新業(yè)務(wù),第三個(gè)是構(gòu)建能源生態(tài)體系。另外,還將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和基礎(chǔ)支撐,開展技術(shù)攻關(guān)(包括芯片研發(fā)),提升網(wǎng)絡(luò)安全。所以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)很大的產(chǎn)業(yè)鏈,所以應(yīng)該說是各個(gè)投資方面都會帶來很多的機(jī)會。

  在這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上可以干什么呢?

  比如以物聯(lián)網(wǎng)平臺開展新業(yè)務(wù),這些數(shù)據(jù)收集起來以后,可以存儲在公共的云平臺里面,在此基礎(chǔ)上可以建立智能配電、智能用電、智慧園區(qū),還有開展其他的綜合能源的服務(wù),也可以和用戶建立很好的互動。

  物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)一個(gè)是前端智能的感知層終端到物聯(lián)網(wǎng)模組,模組到基站,這部分就是物聯(lián)網(wǎng)無線通信核心技術(shù)?;臼謾C(jī)數(shù)據(jù)后,可以上傳到云服務(wù)器平臺,這可以通過傳統(tǒng)的運(yùn)營商3G、4G網(wǎng)絡(luò),也可以通過電力有線/無線專網(wǎng),在這個(gè)平臺的基礎(chǔ)上可以建立各種各樣的業(yè)務(wù)應(yīng)用,這就是從感知層到網(wǎng)絡(luò)層、到平臺層、最終到應(yīng)用層的完整環(huán)節(jié)。

  物聯(lián)網(wǎng)是一步一步發(fā)展起來的,當(dāng)前泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還處在初步布局的階段,所以一開始重點(diǎn)應(yīng)該還是在感知層和網(wǎng)絡(luò)層這兩層的發(fā)展,因?yàn)檫@兩層的基礎(chǔ)建好以后,后面才可以建平臺層,慢慢到后面才到應(yīng)用層。國家電網(wǎng)公司一開始是投入階段,它有足夠的資金來做感知層和網(wǎng)絡(luò)層,所以說我認(rèn)為一開始投資可能是在這個(gè)方面。

  國家電網(wǎng)公司在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)方面提出了十一大關(guān)鍵任務(wù),包括對內(nèi)業(yè)務(wù)和對外業(yè)務(wù),并創(chuàng)新商業(yè)模式、提高客戶服務(wù)體驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)全息感知、泛在連接、開放共享、融合創(chuàng)新,需要把沒有連接的設(shè)備和客戶連接起來,要把沒有貫通的業(yè)務(wù)貫通起來,沒有共享的數(shù)據(jù)共享起來,形成跨專業(yè)數(shù)據(jù)共享的生態(tài),并且把過去沒有用好的數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘起來。

  五、如何參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)?

  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是屬于基礎(chǔ)設(shè)施,我認(rèn)為一開始是國網(wǎng)自己來投錢,后面在這個(gè)基礎(chǔ)上會可以開展一些增值服務(wù)。

  為什么要提供全時(shí)空的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),有這個(gè)數(shù)據(jù)以后,以數(shù)據(jù)為中心就可以建立一些服務(wù)。例如,現(xiàn)在合同能源管理是個(gè)節(jié)能服務(wù),目前采用的管理系統(tǒng)應(yīng)該是個(gè)比較笨的黑盒子,在電力(能源)需求數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上就可以把節(jié)能服務(wù)做得更為優(yōu)化,第三方獲得的利潤可能更多一些。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以看作是一個(gè)基礎(chǔ)的平臺,在這個(gè)基礎(chǔ)上可以開展一些創(chuàng)新性的增值服務(wù)。比如綜合能源服務(wù),還有互聯(lián)網(wǎng)金融、大數(shù)據(jù)運(yùn)營、大數(shù)據(jù)征信、光伏云網(wǎng)、線上供應(yīng)鏈金融、虛擬電廠、基于區(qū)塊鏈的新型能源服務(wù)、智能制造,甚至還可以做一些芯片。

  在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)早期建設(shè),目前市場上從事物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備研發(fā)的制造企業(yè)可能會有很多的機(jī)遇,比如模組、終端,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一開始由國網(wǎng)買單,應(yīng)該對這些企業(yè)是有利的。

  除了現(xiàn)在配電終端,包括用電信息采集、智能電表等,未來為了實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng),需要新增哪些設(shè)備和設(shè)施?

  除了電表,就是各式各樣的傳感器,從電力設(shè)備的角度,包括測溫、電氣設(shè)施環(huán)境;從用戶側(cè),包括智能電表、智能電器、智能充電樁,甚至漏電監(jiān)測,以及能效管理、智能建筑、智能消防;物聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)需要各式各樣不同的傳感器,由不同的廠家研發(fā)、生產(chǎn)。

  從產(chǎn)業(yè)受益先后順序看,物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展有內(nèi)在的邏輯順序,沒有感知層和網(wǎng)絡(luò)層就沒有辦法做其他的東西,所以在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展早期,感知層和網(wǎng)絡(luò)層是關(guān)鍵,這兩層的架構(gòu)如果基本完善以后,平臺肯定是關(guān)鍵的。平臺層第一是進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)本身的網(wǎng)絡(luò)管理,第二是提供對外的接口,包括操作系統(tǒng)等,也屬于基礎(chǔ)設(shè)施。最后要產(chǎn)生價(jià)值還是要到應(yīng)用層,所以說它是有一定的邏輯順序,一步一步發(fā)展的。

      關(guān)鍵詞:電力, 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)


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