面對國際能源轉(zhuǎn)型和發(fā)展的新趨勢,包括高比例可再生能源對傳統(tǒng)能源基礎(chǔ)設(shè)施和供給方式帶來的巨大沖擊,集中式大規(guī)模能源供給逐步讓位于分布式能源供給等;能源生產(chǎn)和消費的界限開始變得模糊;能源消費的多元性、多變性,對能源基礎(chǔ)設(shè)施提出了新的要求。在此情況下,如何發(fā)展與未來數(shù)字社會、智能社會相匹配的能源動力系統(tǒng),成為世界能源革命的主要研究課題。
在不久前結(jié)束的國家電網(wǎng)有限公司2019年年中工作會上,再次明確要扎實推進(jìn)“三型兩網(wǎng)、世界一流”建設(shè),公司提出加快突破泛在電力物聯(lián)網(wǎng)重點任務(wù)。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的提出,恰恰順應(yīng)了國際發(fā)展潮流和新時代能源基礎(chǔ)性變革的需要,以電力作為鏈接萬物的基本媒介之一,通過與信息和通訊技術(shù)(ICT)的結(jié)合,打通用能與供能環(huán)節(jié),以最低的成本和最高效的方式,極大降低社會的運轉(zhuǎn)成本,提升全社會的福利水平。這不僅是一場理念革命,還是一場能源技術(shù)革命、管理體制革命,同時也可能是一種新的生活方式的創(chuàng)造和引領(lǐng)。
在實現(xiàn)內(nèi)部互聯(lián)、外部互通、行業(yè)互融、行業(yè)增值的過程中,集中內(nèi)外部資源、撬動和整合外部資源、共同精準(zhǔn)發(fā)力非常重要。
如何實現(xiàn)“內(nèi)部互聯(lián)”
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),首先要建立在摸清自家家底的基礎(chǔ)之上。
具體來看,充分集成于移動互聯(lián)、人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)與電力本身的有機(jī)鏈接,實現(xiàn)電網(wǎng)原有和新增基礎(chǔ)設(shè)施及其所在環(huán)境信息的識別、感知、互聯(lián)和控制,從而能夠?qū)崿F(xiàn)電力信息傳感設(shè)備與通信信息資源結(jié)合,包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層,建立傳統(tǒng)電力通道所有環(huán)節(jié)信息化和數(shù)字化體系,推動電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合,包括著力構(gòu)建能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”以及能源雙向(相對傳統(tǒng)單向流動)流動實時動態(tài)監(jiān)測的全息互聯(lián)網(wǎng)。
通過實現(xiàn)“內(nèi)部互聯(lián)”,不僅要解決設(shè)施鏈接并實現(xiàn)電力的數(shù)字化和智能化問題,更重要的是實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)和智慧管理,即“一張網(wǎng)”。所有設(shè)施信息(包括其電力設(shè)施運行狀態(tài)、電流實時傳送和配送等)動態(tài)鏈接,一目了然,將極大降低電網(wǎng)的人工維修成本、電網(wǎng)監(jiān)測成本、調(diào)度成本,增加及時響應(yīng)能力,更好提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性、安全性和柔韌性。當(dāng)然,這個內(nèi)部互聯(lián)還涉及到“數(shù)據(jù)融通”的問題,即創(chuàng)新性設(shè)計不同設(shè)備轉(zhuǎn)換的“解碼”,形成一種“語言”。
內(nèi)部互聯(lián),基本上是電力系統(tǒng)自身內(nèi)部的優(yōu)化調(diào)整問題,內(nèi)部可控,無論是技術(shù)上還是管理上相對容易實現(xiàn)。這一步,也是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的第一層價值。
如何實現(xiàn)“外部互通”
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的核心價值,在于實現(xiàn)與所有“涉能”設(shè)備的無縫鏈接,最大化地實現(xiàn)電力的價值。
實現(xiàn)這個目標(biāo),需要電網(wǎng)與所有供能和耗能設(shè)施/設(shè)備的“互通”,即信息的鏈接和傳輸、反饋,形成一個“閉環(huán)”,從而真正形成一個具有無限價值的可挖掘、可分析、可集成的數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)的形成和獲取,將成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)施或設(shè)備優(yōu)化最基本的依據(jù),同時也為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行大范圍、全領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)化和重新架構(gòu)提供了可能。
“外部互通”既涉及億萬普通消費者和生產(chǎn)者,也涉及相當(dāng)數(shù)量的電力生產(chǎn)商以及用能設(shè)備制造商;既有工業(yè)部門、農(nóng)業(yè)部門,還有商業(yè)部門等。單靠電力部門推動實現(xiàn)“互通”,巨大成本既難以承受,時間又難以保證。因此,對于不同的部門、不同的對象應(yīng)采取不同的切入方式。
對于現(xiàn)有的普通電力用戶而言,電力部門通過智能電表可以獲得消費者的用電總量以及用電的時間分布和用量數(shù)據(jù),而對于具體的各個用能設(shè)備的耗能情況以及用電行為則難以掌握。由此,電力部門需要與用電設(shè)備供應(yīng)商之間建立合作關(guān)系,通過設(shè)置信息分享式的智能模塊和傳感器分享數(shù)據(jù)信息。設(shè)備供應(yīng)商可以獲得其設(shè)備運行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù),用以改進(jìn)其設(shè)備性能或者設(shè)備升級換代的基本數(shù)據(jù)依據(jù),實現(xiàn)產(chǎn)品升級迭代,而電力部門則獲得消費者消費行為數(shù)據(jù),用來調(diào)整電力等資源配置。
由于涉及不同的群體,“外部互通”實現(xiàn)的難度和方式也存在巨大差異。而具體實現(xiàn)方式將對未來價值創(chuàng)造以及價值分享方式有著重大的影響。顯然,這一步對于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)極為重要,決定著能否真正實現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。這個階段是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)真正實現(xiàn)的第二層價值,也是終極價值。
如何實現(xiàn)“行業(yè)互融”
傳統(tǒng)的電網(wǎng)及其支持性設(shè)備已與各行各業(yè)通過電力供求關(guān)系建立了物理上的鏈接,但這種鏈接沒有融合信息和通訊技術(shù),相互之間的溝通是簡單的、單向的。建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng),就是要打破這種信息溝通上的單一性,實現(xiàn)信息融合,即電力信息“語言”與行業(yè)信息“語言”的轉(zhuǎn)換。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與各個行業(yè)的互聯(lián),建立的將是全新的生態(tài)圈。這個生態(tài)圈,是電力部門與相關(guān)行業(yè)部門相互合作而建立的“數(shù)據(jù)”共享,這個“數(shù)據(jù)共享”的數(shù)據(jù)產(chǎn)生端既可能控制在電力部門,也可能控制在工業(yè)部門,還可能通過建立與各個行業(yè)的電力+信息數(shù)據(jù)“共享模塊”,實現(xiàn)各自數(shù)據(jù)的實時傳輸。
無論如何,通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)“生態(tài)圈”的建立,各個用能大戶或者設(shè)備供應(yīng)商能夠及時獲得實時動態(tài)的用能數(shù)據(jù),一方面可以進(jìn)行內(nèi)部用能綜合情況的信息,另一方面可以根據(jù)電價的實時波動安排自身生產(chǎn)活動,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。而電力部門則能夠獲得各個行業(yè)、各個部門的用能行為和習(xí)慣,從而更加靈活有效地進(jìn)行電力調(diào)配、峰谷調(diào)節(jié),實現(xiàn)各方共贏。
如何實現(xiàn)“行業(yè)增值”
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建立,將極大推動電力部門自身價值創(chuàng)造的轉(zhuǎn)型,即電力部門將成為最大的數(shù)據(jù)服務(wù)商。如果電力僅僅作為一項基本服務(wù)和鏈接媒介,其自身產(chǎn)生的價值將僅僅是電力行業(yè)本身的基本板塊。而信息本身的價值將是無限的,通過數(shù)據(jù)的挖掘、分析、提煉,將產(chǎn)生無數(shù)的衍生價值。
具體而言,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)首先作為一個公共的信息平臺,將為各個涉能部門提供基本的數(shù)據(jù)信息服務(wù),而通過信息數(shù)據(jù)服務(wù)可調(diào)節(jié)自身用能或決策供能行為。這既是電網(wǎng)本身動態(tài)的調(diào)整過程,也是全社會相關(guān)部門的動態(tài)調(diào)整過程。信息服務(wù),對于普通消費者而言,可以是免費服務(wù);而對于生產(chǎn)部門或者用能部門可以采取收費服務(wù)。對于有特殊需求的用能部門,電力部門可以采取私人定制服務(wù),實現(xiàn)電力市場的場細(xì)分。
除此之外,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建成還將創(chuàng)造更多的投融資服務(wù)、分時租賃服務(wù)(私人供能部門)、包銷服務(wù)(售電公司)、電力交易(不同區(qū)域)等。這些都將有利于電力部門實現(xiàn)“行業(yè)”增值服務(wù),從而實現(xiàn)電力部門和各個部門的價值最大化。
可以預(yù)見,未來智能社會的發(fā)展將進(jìn)一步豐富泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容,比如隨著無人駕駛汽車的到來,智能充放電服務(wù)也將成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,進(jìn)一步增強(qiáng)電力部門的靈活性。同時,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,也會進(jìn)一步加速智能家居時代的發(fā)展。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)的核心在于能否在實現(xiàn)全社會用能安全和穩(wěn)定的前提下,實現(xiàn)成本的降低、電力的清潔化,以及電網(wǎng)運行的靈活性。可以預(yù)見的是,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展必將掀開能源工業(yè)與社會各行各業(yè)融合發(fā)展的新時代,并與其他形式的能源物聯(lián)網(wǎng)一道擔(dān)當(dāng)起我國能源系統(tǒng)變革的歷史重任。