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建设泛在电力物联网对能源电力行业发展有着深

2019-10-06 13:11

记者:在您看来,建设泛在电力物联网的关键是什么?

记者:建设泛在电力物联网将给电网发展带来哪些影响?

他说,泛在电力物联网建设也在助力电网企业寻找新的业务增长点。展望未来,与电相关的服务也许远远超出我们现在的想象。

“坚强智能电网”、“泛在电力物联网”与“能源互联网”的关系

记者:建设泛在电力物联网将给电网发展带来哪些影响?

建设泛在电力物联网将拉动产业聚合发展——访华北电力大学电力工程系主任刘云鹏

泛在电力物联网时代很快就会到来

一是打造数据共享平台,开展信息共享服务,通过泛在电力物联网全面搜集系统运行信息和用户用能信息,在保障用户隐私的前提下,向用户自身、科研机构、政府部门及其他主体共享相关数据和信息,支撑用户用能行为优化、科研工作开展、政府监督管理,最大化发挥数据价值;二是打造学术交流平台,开展技术共享服务,利用电网公司在智能电网、泛在电力物联网技术装备领域优势,建设高端学术交流平台,与国内外能源电力企业、高校、科研机构开展学术交流与合作,实现技术交流与共享,共同促进坚强智能电网和泛在电力物联网的发展;三是打造业务融合平台,开展价值共享服务,在智能电网、泛在电力物联网建设领域,创新业务模式,以PPP、BOT、BT等模式引入其他主体、资本,共同开展综合能源服务相关业务,以推动其快速、有效落地,实现价值共享。

建设泛在电力物联网将拉动产业聚合发展

我的理解是,泛在电力物联网建设不仅仅包含电网,还囊括了整个产业链的上下游,向上接入了清洁能源发电和消纳,向下包括了智能家居、智慧能源、智慧城市的建设。这是一个基于信息流的泛在的物联网,与坚强智能电网相辅相成,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网,可以拉动产业的聚合发展,进而形成能源互联网发展的产业生态圈。

从概念上来说,泛在电力物联网是运用新一代信息技术,将电力客户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来,通过信息广泛交互和充分共享,以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关装备制造的安全水平、质量水平、先进水平、效益效率水平。

担当企业社会责任是国家电网公司作为“枢纽型、平台型”企业的功能体现,作为电力体制改革和供给侧结构性改革的先锋是国家电网公司向“共享型”企业转型、与用户等其他主体共享价值创造的重要前提。具体可以从以下两方面入手,以推动国家电网公司向“三型”企业的转型发展。

刘云鹏:我觉得有三点。第一是要有先进的智能终端技术。例如各种智能传感的芯片和感知元件,它们是电网的“千里眼”“顺风耳”。除了有这些可靠的感知手段外,还要有标准化的通信公约,即统一的标准体系、通信协议、接口标准、数据规范等。

刘云鹏:未来可能会在这几个方面有大的改变。第一是在终端侧,即泛在电力物联网的感知层,包括智能芯片、智能传感器和智能终端等。这些感知元器件要向高可靠、低功耗、智能化的方向发展。把这些智能传感技术应用在电网上,可以实现场景的智能分析和处理。这将改变电网的运行发展方式。第二是在平台侧,通过能源互联网平台实现数据、策略的高效管理,进而实现各项业务间的协同发展和统一管理。第三是在应用侧,所有的手段都是为应用服务的。在应用侧,最终要建成一个大的智慧能源综合服务平台,可以提供绿色、高效的能源服务,形成共建共治共赢的能源互联网生态圈。来源:国家电网报

王平重庆邮电大学自动化学院院长

物联网(Internet Of Things,IOT)最早由麻省理工学院的凯文·阿什顿(Kevin Ashton)教授提出,其理念和内涵不断进化和发展,当前普遍接受的定义为:基于互联网、广播电视网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络即称为物联网,其核心技术体系包括设备编码技术、设备识别技术、通信技术、传感技术和加密解析技术等方面。随着物联网技术向电网领域的引入,电力物联网的理念和应用不断涌现。我国在2010年就已经开始了关于电力物联网的基础理论及应用技术研究,电力物联网是物联网在智能电网中的应用,主要分为感知层、网络层、平台层和应用层四层架构。国家电网公司提出的“泛在电力物联网”是电力物联网的进化发展形态,其基础架构与电力物联网保持一致,就是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。其中,感知层的末端感知节点规模更大,采集的数据更全面,涵盖电力系统发、输、配、储、用各环节、各设备乃至各元件;传输层将通过5G等新技术的应用,实现更高的数据传输效率;数据层将所有数据统一汇集管理,数据壁垒将被打通;应用层则协同智慧服务体系的建设,向用户提供更加智能化、人性化的电力普遍服务,数据价值得以体现。

我的理解是,泛在电力物联网建设不仅仅包含电网,还囊括了整个产业链的上下游,向上接入了清洁能源发电和消纳,向下包括了智能家居、智慧能源、智慧城市的建设。这是一个基于信息流的泛在的物联网,与坚强智能电网相辅相成,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网,可以拉动产业的聚合发展,进而形成能源互联网发展的产业生态圈。

刘云鹏:我觉得有三点。第一是要有先进的智能终端技术。例如各种智能传感的芯片和感知元件,它们是电网的“千里眼”“顺风耳”。除了有这些可靠的感知手段外,还要有标准化的通信公约,即统一的标准体系、通信协议、接口标准、数据规范等。

更多观点,点击文末阅读原文(对话|泛在电力物联网,浙江大学“午餐会”教授们的热词)

当前,能源电力行业处于快速变革和发展时期,国家电网公司提出“三型两网”战略体系是满足 “三大改革”、“四个做好”要求的重要举措,是进一步践行企业宗旨,行使企业使命的重要战略布局。

第二点也是最重要的一点,是要实现数据共享。现在各行各业的数据并存,其实并不利于长远的发展,需要从国家层面出台规定,实现数据的共享、融合和深度挖掘。目前来看,“多表合一”是一个非常好的发展方向。2015年,《发展改革委、能源局关于促进智能电网发展的指导意见》发布,提出“完善煤、电、油、气领域信息资源共享机制,支持水、气、电集采集抄,建设跨行业能源运行动态数据集成平台,鼓励能源与信息基础设施共享复用。”国家电网公司有着天然的优势,所有企业、居民客户都要用电,所以电网来牵头做这个事情是非常合适的。只有实现了数据共享,才能进行下一步的数据融合和挖掘。我认为,这对于建设泛在电力物联网来说是最关键的步骤。

记者:今年全国两会期间,泛在电力物联网引起各界热议。请问您对建设泛在电力物联网有怎样的看法?

泛在电力物联网在给电网基础设施监控、电力生产和电网运维、电力业务数据采集和智能业务应用等领域带来巨大利益的同时,也将给传统电力系统的可靠性、实时性和安全性带来变化。委内瑞拉因网络攻击导致大规模停电,带来的重大影响就是深刻的教训。因此,泛在电力物联网建设中,网络安全问题至关重要。

2.能源电力领域云大物移智技术的研发

刘云鹏:国家电网公司提出的泛在电力物联网有着非常深刻的意义,体现了国家电网公司的社会性、平台性和共享性,也是其深化国有企业改革的重要举措。

记者:在您看来,建设泛在电力物联网的关键是什么?

建设泛在电力物联网 需构建整体网络安全防护体系

四、相关机构、部门如何支撑“三型两网”建设?

第二是改变电网企业的未来发展方向。以前,电网企业的主要业务是售电。通过泛在电力物联网建设,电网企业可以向客户提供更高效、绿色、环保的综合能源服务,比如说清洁取暖相关服务等。也就是说,电网企业将从售电企业变为综合能源企业。

万物互联、人机交互,状态全面感知、信息高效处理……建设泛在电力物联网是数字革命在能源电力领域迅猛发展的必然产物,是国家电网有限公司加快新旧动能转化、突破发展瓶颈的主动抉择。华北电力大学电力工程系主任刘云鹏认为,建设泛在电力物联网对能源电力行业发展有着深远的意义,将拉动上下游产业聚合发展,进而形成能源互联网发展的产业生态圈。

国网浙江省电力有限公司建设物联网的基础非常扎实。此外,浙江互联网发展辐射力强,可带动长三角甚至全国。更重要的是,浙江现在汇集了大量互联网人才,创业理念和服务理念都很强。在这样的基础上,国网浙江电力建设泛在电力物联网前景可期。

2.提升电力系统终端信息采集装置、信息传输装置、数据中心处理器等核心装备的生产水平和供应能力

万物互联、人机交互,状态全面感知、信息高效处理……建设泛在电力物联网是数字革命在能源电力领域迅猛发展的必然产物,是国家电网有限公司加快新旧动能转化、突破发展瓶颈的主动抉择。华北电力大学电力工程系主任刘云鹏认为,建设泛在电力物联网对能源电力行业发展有着深远的意义,将拉动上下游产业聚合发展,进而形成能源互联网发展的产业生态圈。

刘云鹏:这个影响是非常深远的。第一是可以促进清洁能源消纳。通过智能感知系统、各种信息汇聚,电网可以提前进行负荷预测和发电预测,实现源-网-荷-储的协同发展,进而提高清洁能源消纳比例。

泛在电力物联网 为电网业务赋予强劲新动能

提升综合能源服务水平是国家电网公司提升企业竞争力的重要途径,建设世界一流能源互联网企业是国家电网公司的首要发展目标。具体可以从以下两方面入手,以提升国家电网公司综合能源服务水平和发展目标的实现。

第三点是从管理角度来说,在国有企业改革不断深化的背景下,国家电网公司要主动适应新形势,并不断做强做优做大,就需要实现管理的精益化。泛在电力物联网平台可以提高电网的运行效率和企业的运营效益,使能源发展更加清洁高效,达到多方共赢的局面。

第三点是从管理角度来说,在国有企业改革不断深化的背景下,国家电网公司要主动适应新形势,并不断做强做优做大,就需要实现管理的精益化。泛在电力物联网平台可以提高电网的运行效率和企业的运营效益,使能源发展更加清洁高效,达到多方共赢的局面。

虽然短时间内泛在电力物联网很难带来重大改变,但从长远来看,它与5G技术、能源互联网、智慧能源等新技术的结合,将会带来许多新的变化。从综合能源系统的规划设计到建设运营,支撑智慧城市和城市治理,再到支撑国家能源转型的政策制定,泛在电力物联网都有可能发挥积极作用。

为什么要实现“三型两网”?

记者:您认为泛在电力物联网未来的发展趋势是怎样的?

第二点也是最重要的一点,是要实现数据共享。现在各行各业的数据并存,其实并不利于长远的发展,需要从国家层面出台规定,实现数据的共享、融合和深度挖掘。目前来看,“多表合一”是一个非常好的发展方向。2015年,《发展改革委、能源局关于促进智能电网发展的指导意见》发布,提出“完善煤、电、油、气领域信息资源共享机制,支持水、气、电集采集抄,建设跨行业能源运行动态数据集成平台,鼓励能源与信息基础设施共享复用。”国家电网公司有着天然的优势,所有企业、居民客户都要用电,所以电网来牵头做这个事情是非常合适的。只有实现了数据共享,才能进行下一步的数据融合和挖掘。我认为,这对于建设泛在电力物联网来说是最关键的步骤。

高峰清华大学能源互联网创新研究院副院长

泛在电力物联网的建设对电力设备提出了更高的新要求,工欲善其事必先利其器,“三型两网”的成功实施就必须要求相关电力设备的更新升级,设备制造商起着至关重要的作用,具体可从两个方面进行提升:

2019年4月3日

从概念上来说,泛在电力物联网是运用新一代信息技术,将电力客户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来,通过信息广泛交互和充分共享,以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关装备制造的安全水平、质量水平、先进水平、效益效率水平。

泛在电力物联网将在提升服务水平、提升电网安全经济运行水平、促进清洁能源消纳、提供智慧能源综合服务、构建能源生态体系等方面给社会带来福祉。它提升用电服务质量和水平,进一步提升客户满意度,并创造新的业务增长点;它提前预知电网缺陷,优化配置检修资源,大幅减少停电时间,提高居民、工厂、企事业单位的安全等级和生产水平;它进一步提升清洁能源消纳水平,助力打赢蓝天保卫战。

第一条路径:守正坚强智能电网建设运营,创新泛在电力物联网技术体系与业务模式

刘云鹏:这个影响是非常深远的。第一是可以促进清洁能源消纳。通过智能感知系统、各种信息汇聚,电网可以提前进行负荷预测和发电预测,实现源-网-荷-储的协同发展,进而提高清洁能源消纳比例。

第二是改变电网企业的未来发展方向。以前,电网企业的主要业务是售电。通过泛在电力物联网建设,电网企业可以向客户提供更高效、绿色、环保的综合能源服务,比如说清洁取暖相关服务等。也就是说,电网企业将从售电企业变为综合能源企业。

能源互联网背景下的泛在电力物联网体现在“人-机-信-物-环”等多主体多类型要素的分层分区互联。

2019年1月17日,国家电网三届四次职代会暨2019年工作会议提出,聚焦建设世界一流能源互联网企业,守正创新、担当作为,打造“枢纽型,平台型,共享型”企业,建设运营好“坚强智能电网,泛在电力物联网”,即为“三型两网”发展战略。早在本世纪初,《电力需求侧管理》(中国电力出版社,2000年,曾鸣著)提出,电是特殊商品—公共事业性商品,电网公司卖的应该是服务,而不是千瓦时;《电力需求侧管理的激励机制及其应用》(中国电力出版社,2001年,曾鸣著)提出,电是特殊商品—难以大规模存储,应该通过各类激励机制实现系统层面的供需互动。《综合资源规划及其激励理论与应用》(中国经济出版社,2000年,曾鸣著)提出,能源要高质高用、低质低用,需要通过综合资源规划及相关激励机制实现各种能源的综合利用。近年来,随着能源电力、云大物移智等技术的不断进步与应用,电力系统逐步向以“横向多能源互补、纵向源网荷储协调”为主要特征的能源互联网、综合能源系统发展,电网公司也提出向综合能源服务商转型的重大战略部署。在当前时代背景下,国家电网公司提出打造“枢纽型,平台型,共享型”企业、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、智慧、经济、便捷的综合能源服务,并最终建成世界一流能源互联网企业。

从概念上来说,泛在电力物联网是运用新一代信息技术,将电力客户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、电工装备企业及其设备连接起来,通过信息广泛交互和充分共享,以数字化管理大幅提高能源生产、能源消费和相关装备制造的安全水平、质量水平、先进水平、效益效率水平。

刘云鹏:国家电网公司提出的泛在电力物联网有着非常深刻的意义,体现了国家电网公司的社会性、平台性和共享性,也是其深化国有企业改革的重要举措。

泛在电力物联网,就是通过广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术,围绕电力系统各环节,应用移动互联、人工智能等现代信息技术、通信技术,实现电力系统各环节物物相联、人机交互,系统应用便捷、灵活高效、感知智能,可为电力规划建设、安全生产、经营管理、综合服务等工作,提供信息和数据支撑,创造更大价值。

“三型两网”是一个有机整体,“两网”是手段,“三型”是目标,两者是手段与目标的关系,即国家电网公司意在通过建设运营好“两网”实现向“三型”企业转型。

记者:今年全国两会期间,泛在电力物联网引起各界热议。请问您对建设泛在电力物联网有怎样的看法?

2019年4月2日

高校应加强泛在电力物联网研究

坚强智能电网建设工程量大、设备类型多、质量要求高,而我国的电力设备生产制造水平尚难以满足要求,部分核心设备仍完全依赖于进口。因此,电力设备制造商应加强与高校、科研机构合作,尽快实现智能电网核心设备的国产化和规模化生产,在保证设备质量的同时降低设备成本,支撑坚强智能电网建设。

刘云鹏:未来可能会在这几个方面有大的改变。第一是在终端侧,即泛在电力物联网的感知层,包括智能芯片、智能传感器和智能终端等。这些感知元器件要向高可靠、低功耗、智能化的方向发展。把这些智能传感技术应用在电网上,可以实现场景的智能分析和处理。这将改变电网的运行发展方式。第二是在平台侧,通过能源互联网平台实现数据、策略的高效管理,进而实现各项业务间的协同发展和统一管理。第三是在应用侧,所有的手段都是为应用服务的。在应用侧,最终要建成一个大的智慧能源综合服务平台,可以提供绿色、高效的能源服务,形成共建共治共赢的能源互联网生态圈。来源:国家电网报

记者:您认为泛在电力物联网未来的发展趋势是怎样的?

建设泛在电力物联网,高校电气工程学科的科研工作者应敢于奋勇争先,在科研领域争当排头兵。首先要坚持互联网思维,主动扩大开放共享,推动传统的电网研究领域与互联网领域深度融合,全方位、多层次开展高校与高校、高校与电力公司、高校与企业的合作。建设泛在电力物联网时不我待,高校科研学者应增强使命意识,锐意进取,创新电力物联技术。

建设泛在电力物联网对能源电力行业发展有着深远的意义,为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务。一是围绕“两高三低”目标,开展综合能源系统仿真。综合能源系统的规划、运行、市场交易等各环节都要围绕“两高三低”目标的实现,即实现系统综合能效的提高、系统运行可靠性的提高、用户用能成本的降低、系统碳排放的降低和系统其它污染物排放的降低。开展综合能源系统仿真是推动综合能源系统落地的重要基础性理论研究工作,仿真的功能模块应该涉及规划方案验证、运行计划优化、市场交易模拟及综合效益评估等四个方面,以理论仿真指导实际项目落地,从而实现系统的“两高三低”目标。

同时,泛在电力物联网的提出对我校的学科、科研发展也具有重要的指导意义。泛在电力物联网中的多项关键技术涉及电气、自动化、通信、计算机等领域前沿知识的深度交叉与融合。在科研方面,我校临港校区已建成覆盖整个校园的新能源微电网示范平台。下一步围绕泛在电力物联网建设思路,依托该平台,我们可以结合态势感知技术实现状态的全面感知,结合5G通信技术和AI实现真正的人机交互,结合大数据和移动互联实现校园的智能终端集成和新能源消纳。

守正坚强智能电网建设运营是国家电网公司支撑国民经济稳定发展的基础,创新泛在电力物联网发展应用是国家电网公司推进国民经济快速发展的手段。当前,建设运营坚强智能电网已有一定的发展基础,而泛在电力物联网则处于起步阶段。基于此,可以从以下两方面入手,以率先实现建设运营好“两网”的战略目标。

以泛在电力物联网建设为基础,综合运用“大云物移智”等新技术,推动电网与互联网深度融合,培育壮大发展新动能,扩大开放合作共享,打造能源互联网生态圈,对持续推进能源生产和消费革命,意义重大。

综合能源服务是市场竞争性业务,综合能源服务市场机制尚未建立,市场主体数量众多且背景各异,业务具有多样性、复杂性和不确定性,国家电网若要在综合能源服务产业中占得主导地位,需要超前布局,同时也是国内高校、科研机构需要重点攻关的关键问题。

泛在电力物联网将颠覆电力行业传统生态

“三型两网”的战略内涵

李俊峰国家能源咨询委员会委员

2.基础建设与技术创新同步

鲁斌华北电力大学计算机系主任

1.“三型两网”的顶层设计、规划与业务布局研究

绿色高效电力的必然选择

产业集团

各种能源之间不是一种可以兼容的关系,就像家里的灶,不可能今天用煤,明天用天然气,后天又用电。所以这些能源之间是替代关系。而电是最清洁、最方便的能源。能源转型、能源革命的过程本质上就是技术创新取代资源依赖、清洁电能取代化石能源的过程。打造泛在电力物联网,可以逐步扩大电能在能源消费终端的占比。

二是进一步推进综合能源系统试点示范,选取典型区域,利用先进的物理信息技术和创新管理模式,落实投资/运营权限,建立统一的市场价值衡量标准,以及价值的转换媒介,实现对区域内冷热电三联供、分布式光伏、储能、用能负荷的协同优化,实现多种异质能源子系统之间的互补互济。在满足系统内多元化用能需求的同时,有效地提升能源利用效率,促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统,形成试点示范经验。

泛在电力物联网是要用互联网的概念、互联网的思维,建枢纽、搭平台、强应用、促共享。过去,电网企业更多体现出枢纽型的特征:电厂发出的电上网,电网企业输电、供电。现在建设泛在电力物联网,还能够突显电网企业的平台型和共享型特征。电网企业将给全行业和更多市场主体提供更好的服务,同时打造一种多能互补的模式。

设备制造商

今年年初,国家电网有限公司提出建设泛在电力物联网。

4.综合能源服务市场建设及策略研究

泛在电力物联网引领带动清洁能源产业共同发展

三是重视营销主动出击,积极开拓综合能源服务市场,紧紧抓住体制机制改革机遇期和建设世界一流能源互联网企业的窗口期,做好市场营销服务,紧盯优质园区、用户,利用已有试点示范经验和企业经营优势,积极开拓综合能源服务市场。

所以,加强电力物联网智能化、信息化的安全风险管控和治理,如研发新一代安全智能电表、安全的通信协议及入侵检测体系,将是我国泛在电力物联网建设的一个重点。

第三条路径:提升综合能源服务水平,建设世界一流能源互联网企业

同时,打造泛在电力物联网,在推进大气污染防治方面也将发挥作用。加快电能替代有利于减少大气污染,提高人民生活质量。比如,用电动汽车取代燃油汽车,可以减少燃油污染;做饭不用煤而用电,也会大幅减少污染物的排放。这些都是显而易见的。电网对于应对气候变化、推动能源革命的重要性会更加突出。

一是做好智能电网规划,打造以特高压为骨干网络,智能配电网为毛细血管,各级电网协同发展的坚强智能电网发展规划,支撑三北、西南等地区风、光、水电清洁能源的大规模、远距离消纳以及分布式光伏、分布式风电等分布式电源的高效并网利用;二是尽快落实泛在电力物联网规划,先以电网侧的“万物互联”为切入点,大规模部署电网信息采集终端,实现对整个电网运行信息、故障信息、设备信息的全面感知,其后打通发电侧电厂和需求侧用户的数据壁垒,部署发电信息、用户信息数据采集终端,实现真正的电力“万物互联”,建成泛在电力物联网;三是统筹兼顾新时期综合能源服务业务布局,顺应智能电网和泛在电力物联网发展路径,提前布局服务业务版图,设计相应的商业模式和价值回收途径,以提升企业经营效益。比如,布局用户侧用能终端信息采集业务,提前打通用能终端数据采集壁垒;布局以用户用能信息挖掘为主的增值服务(故障预警、远程控制、节能优化等),实现用户用能信息价值的深度挖掘和有效回收。

泛在电力物联网是在全球化大背景下,我国能源发展在互联网时代的一个历史性机遇。它是解决当前电力行业面临的新能源占比提高、工商业电价下调和社会经济形态发展等问题的有效途径,是国家电网有限公司今年提出的“三型两网、世界一流”战略目标的重要组成部分。其背后蕴含的是电网企业未来从工程驱动转向客户价值驱动,最终实现数字驱动的业务转型方向。这种转型和战略目标的提出,将在宏观、微观等不同层面,带动整个行业向数字化、智能化方向发展。

“平台型”体现电网公司的网络属性。未来的国家电网是具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业,将以“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”为支撑,汇聚各类资源,促进供需对接、要素重组、融通创新,打造能源配置平台、综合服务平台和新业务、新业态、新模式发展平台,使平台价值开发成为培育电网公司核心竞争优势的重要途径。

建设泛在电力物联网将拉动产业聚合发展

三、如何实现“三型两网”建设目标?

建设泛在电力物联网 可满足更多个性需求

高校、科研机构

泛在电力物联网的优化控制方面表现为不同管理优化层级的泛在分布自治和云端互联。能源互联网和泛在电力物联网的有机结合将实时连接能源生产、传输、消费各环节的设备、客户、数据、市场,全面承载多类型企业运营、客户服务、新型业态等全业务,体现在物理架构终端泛在接入、态势感知数据平台开放共享、优化计算云雾协同、跨行业数据驱动业务和个性化应用随需定制等多方面,打造万物互联的智能世界。

1.着力推动能源电力行业的体制机制改革

(来源:国家电网报 ID:stategridnews)

按规划开展特高压、智能配电网、云大物移智等基础设施建设和装置部署,并加强相关技术难题攻关,创新智能电网和泛在电力物联网技术体系并推广应用。

目前,国家正全力推动打赢蓝天保卫战,黑龙江近年来也饱受空气污染问题困扰。建设泛在电力物联网能够全面激发清洁能源市场活力,促进清洁能源更加高效开发利用,引领带动清洁能源产业共同发展,将带来更大的经济效益和社会效益,让全社会共享新时代改革发展成果。

一是突破企业管理桎梏,勇于创新综合能源服务商业模式,调研分析公共建筑、工业园区、工业企业等不同客户特点,准确掌握客户能源服务需求,细分客户类别。因地制宜地使用能源托管、多能互补等商业模式,大胆开展PPP、EMC、EPC、BOT等多种工程、商业模式实践,强化泛在电力物联网等相关技术的推广应用,为客户提供定制化的综合能源解决方案。

电网是国家重要的能源动脉,源端是各种形式的发电厂、新能源电站,网端包括了输电线路、变电站、配网,荷端包括工业用户、居民用户以及各类商业用户,整个链条涵盖了规模庞大的电力装备和终端。这些电力装备和终端的运行状态对于电网的安全运行至关重要。以统一的标准实现终端泛在接入、状态全面感知,是提升电网安全运行、实现业务协同和贯通的基础。

一是践行国有企业改革要求,探索电网公司内部市场化运营机制建设路径,以市场化运营的手段加速对行业发展、企业成长有利的新技术应用和新业态发展;二是推动电力体制改革,建设建成竞争充分、开放有序、健康发展的市场体系,以市场化竞争的手段淘汰低效生产技术和守旧经营理念;三是支撑能源消费革命与供给侧改革,为云大物移智技术在需求侧、发电侧及电网侧的部署应用提供良好的政策环境。

泛在电力物联网将电力用户及其设备,电网企业及其设备,发电企业及其设备,供应商及其设备,以及人和物连接起来,产生共享数据,为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务;以电网为枢纽,发挥平台和共享作用,为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇,提供价值服务。供应侧的坚强智能电网和需求侧的泛在电力物联网,二者“一供一需”,密切相关、无法割裂,长远来看将促进源-网-荷-储的协调互动,减少“三弃”,切实弥补可再生能源的发展短板。

泛在电力物联网的基本内涵

以泛在电力物联网建设推动能源生产和消费革命

2.推动综合能源系统落地,建设世界一流能源互联网

建设泛在电力物联网有很多工作要做,我相信也会带动一些重大科技项目,在未来电力安全、能源高效利用、提升电网效益等方面发挥很大作用。

“枢纽型”体现电网公司的产业属性。电网公司是贯通发电侧与需求侧的中枢,是能源电力行业中能量流、信息流汇集最为密集的地方,建设运营好“两网”能够为发电侧出力的远距离传输、大规模新能源并网以及需求侧用户安全用电、综合能效提高提供有效支撑,从而凸显电网公司在保障能源安全、促进能源生产和消费革命、引领能源行业转型发展方面的价值作用。

国家电网公司提出的泛在电力物联网有着非常深刻的意义,体现了国家电网公司的社会性、平台性和共享性,也是其深化国有企业改革的重要举措。

3.综合能源系统的基础仿真与应用研究

孙元章武汉大学电气与自动化学院教授

能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态,其目标是要构建一个以电力系统为核心与纽带,多类型能源网络和交通运输网络高度整合,能量-信息-经济三元驱动的能源供用生态系统,从而实现能源生态圈的智能自洽、平等开放、绿色低碳、安全高效和可持续发展。坚强智能电网和泛在电力物联网是能源互联网在电力系统的具体实现形式,坚强智能电网是“骨骼肌肉”,支撑电力系统“能源流”的安全稳定传输,泛在电力物联网是“神经网络”,实现电力系统“源-网-荷-储” 各环节“信息流”的末梢采集和归集处理。

建设泛在电力物联网顺应能源革命大势

1.提升智能电网基础设施建设所需设备生产水平和供应能力

泛在电力物联网将产生什么影响?听听22位专家怎么说

“四个做好”要求国家电网公司必须建设运营好“两网”。一是做好电力安全供应,要求网架必须结构坚强;二是做好服务降本增效,要求电网必须运行智能;三是做好业务创新转型,要求公司必须紧跟需求变革;四是做好科技创新发展,要求企业必须加强技术应用。可以看出,建设运营好“坚强智能电网”与“泛在电力物联网”正是满足“四个做好”发展要求的基本途径。

刘瑞叶哈尔滨工业大学电气工程系电力系统及其自动化学科教授、IEEE会员

一是保证特高压基础设施建设及技术创新,按规划建设特高压基础设施,并加强特高压统一潮流控制器、超高压柔性环网控制器等关键技术设备的攻关研发和部署应用;二是加强智能配电网结构优化,按规划建设智能配电网基础设施,并加强主动配电网分析与协调控制、直流配电网、弹性配电网等关键技术设备的攻关研发和部署应用;三是推进云大物移智技术在电力领域的创新应用,在电力系统发、输、配、储、用各环节、各设备乃至各元件安装编码标识与信息采集终端,建设电力信息传输网络、基站、数据中心等基础设施建设。

何正浩华中科技大学教授、博士生导师

二、如何理解“泛在电力物联网”?

泛在电力物联网不仅仅是一个技术概念,而是一场从理念到技术、管理的彻底变革。这个概念的提出体现了国家电网公司的使命感。这是一种责任和担当。

将智能电网建设规划、泛在电力物联网建设规划与新时期综合能源服务业务布局放在同一位置,实现“骨骼肌肉”与“神经网络”的有效结合,并通过合理的业务布局实现价值的有效回收。

物联网技术正在飞速发展,而相应的基础设施和安全防护能力与之不相适应,网络安全问题是电力物联网最大的隐患。一方面,物联网的传输数据多采用非IP通信协议,缺乏有效的安全防护手段;另一方面,网络攻击手段日趋智能和专业,给网络安全防护带来了新的难题,导致近年来电网领域网络安全事件频发。

三是打造能源流与信息流融合的综合能源系统——能源互联网。将智能电网技术、泛在电力物联网技术广泛应用于综合能源系统建设,实现综合能源系统能源流和信息流的高度融合。通过互联网技术、先进控制技术等技术手段逐步消除各类能源网络之间的隔离性以及能源供应体系中的供需界限,构建以系统扁平化、设备智能化、能量互补化、供需分散化、数据透明化、信息对称化、交易自由化为主要特征,能够实现个性化能源定制,提高用户用能体验的清洁、高效的能源互联网。

众所周知,电已经成为人们的生活必须品,是生活品质提升的坚强保障,有人的地方就需要通电。泛在电力物联网建设,不仅仅服务于电力系统,更是为人们提供了一个泛在的信息服务平台。电力能够到达什么地方,信息获取与信息服务就能到达什么地方。我相信,随着物联网通信技术的发展和应用,泛在电力物联网成为一个泛在信息服务平台的时代很快就会到来。

一、“三型两网”立意与战略内涵

泛在电力物联网 能有效聚合分布式新能源

建设“泛在电力物联网”的着力点是在系统“源-网-荷-储”各环节末梢,支撑数据采集和具体业务开展。通过广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术,汇集各方面资源,为规划建设、生产运行、经营管理、综合服务、新业务新模式发展、企业生态环境构建等各方面,提供充足有效的信息和数据支撑。

国家电网有限公司建设泛在电力物联网,顺应了能源革命的新形势,有利于更好地服务电厂,提升客户用电智能化水平。

产业集团是推动技术创新和落地应用的重要载体,未来可以重点推进相关试点工作,打造“三型两网”发展样板。目前,我国的“互联网 ”智慧能源、电力物联网等相关工程示范尚未达到泛在电力物联网要求的系统各环节万物互联、人机互动的发展目标。产业集团应利用自身产业发展优势和试点示范经验,牢牢抓住建设世界一流能源互联网企业的战略突破期,与高校、科研机构、设备制造商加强合作,选取合适的试点区域,开展泛在电力物联网相关试点工作,打造“三型两网”发展样板,形成可推广的示范经验,进而推动国家电网公司向“枢纽型、平台型、共享型”企业转型发展,建设运营好“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”,最终建成具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业。

泛在电力物联网是电网与互联网的深度融合,其根本目标是充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,实现实时在线连接能源电力生产和消费各环节的人、机、物,实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活,全面承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外服务等业务。

“共享型”体现电网公司的社会属性。通过建设运营好坚强智能电网和泛在电力物联网,支撑电网公司与用户及其他主体的信息互动、技术交流与业务合作,共同打造共建共治共赢的能源互联网生态圈,实现电网公司与用户及其他主体的数据共享、成果共享与价值共享。

二是可以利用云平台技术、大数据技术,充分处理多系统、多源数据,对多源、异构数据进行建模处理,为应用服务提供统一的数据平台支撑,形成“一体化联动”的能源互联网生态圈、“一站式服务”的智慧能源综合服务平台。

(作者曾鸣,系华北电力大学能源互联网研究中心主任,中国能源研究会能源互联网专委会秘书长兼副主任,IEEE PES能源互联网专业技术委员会副主任委员)

泛在电力物联网是现代电网发展的科学之路

开展“三型两网”建设,涉及电网公司发展的方方面面,需要做好政策机制的顶层设计、基础设施建设的合理规划和业务体系的提前布局。高校、科研机构在电力系统规划、综合能源系统规划、政策研究与决策支持方面具有强大的研究团队和深厚的研究基础,能够为国家电网做好“三型两网”的顶层设计与规划布局提供科研支撑。

泛在电力物联网的建设将全面提升电网装备和终端设备数字化和智能化能力,通过数据共享彻底打破能源生态体系的数据壁垒,为大数据、云计算、边缘计算以及人工智能等信息处理技术的应用和发展提供更为广阔的空间,进而衍生出规模庞大的“泛在应用”和“泛在服务”。基于泛在电力物联网,现有的能源供给和消费模式将会发生重大转变,能源产业将得到升级重构,实时电价、需求侧管理、微电网等技术,将真正呈现为可行技术形态并得到广泛应用。

第二条路径:担当企业社会责任,作为电力体制改革和供给侧结构性改革的先锋

加强泛在电力物联网安全风险管控和治理

综合能源系统是我国能源电力系统转型的重要发展方向,建设综合能源系统、开展综合能源服务,是国家电网推进“三型两网”发展,建设世界一流能源互联网企业的重要工作内容。开展综合能源系统的基础仿真对于模拟系统运行状态、评估系统运行可靠性及综合效益具有重要价值。高校、科研机构在相关领域均已积累了一定的研究基础,如华北电力大学拥有全国唯一的综合能源系统仿真平台,应利用已有研究基础,进一步深化相关领域研究,促进综合能源系统建设和国家电网“三型两网”发展。

建设泛在电力物联网有利于推动能源革命

1.顶层设计与业务布局并重

在泛在电力物联网的建设过程中,从感知数据的传感器,到收集数据的边缘物联代理、智能网关和巡检机器人等,再到数据中心、监测系统和业务系统等,都需要采取相应的安全防护措施。因此,需要构建一个自底向上的整体网络安全防护体系,提供全方位全过程全覆盖的安全防护。

2.搭建共享平台,实现企业价值共享

实现万物智联离不开物联网、AI和云计算。阿里云可为国网浙江电力提供开放、便捷的物联网连接平台及强大的AI能力、协同计算能力。在泛在电力物联网建设中,双方将有更大的合作空间,有望催生新的商业模式。

作为能源电力行业技术研发的支撑单位,能源电力高校及相关科研机构在能源电力领域云大物移智技术的研发与试点应用方面均具有深厚的技术储备和试点应用经验。高校、科研机构应发挥自身优势,围绕电力云构建、大数据分析、泛在电力物联网、电力数据移动传输及智慧用电等领域关键科学问题进行攻关研发,以推动“三型两网”建设发展。

王忠峰中国科学院沈阳自动化研究所研究员

二是选取典型区域,打造综合能源服务试点示范,继续推动现有重点试点示范项目,紧盯潜在市场、用户,发挥电网企业信息资源优势,广泛应用泛在电力物联网相关技术,掌握客户内部能效数据资源,开展多维度分析,深入挖掘数据价值,建设一批规模较大、效益良好、技术先进的综合能源服务示范项目。主动提炼项目运营经验,形成具有可推广性和可复制性的模式。

孙秋野东北大学信息科学与工程学院副院长

泛在电力物联网的最终目标是要实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,需要大量的、面向各类设备的信息采集装置,适应各种信号和地理环境的信息传输装置以及大规模、高效快速数据处理器,这些都是设备制造商需要关注的领域。

打造万物互联的智能世界

“三大改革”要求国家电网公司必须向“三型”企业转型。一是国有企业改革,要求国家电网公司发挥其枢纽型的产业属性优势,建设具有全球竞争力的世界一流企业;二是能源革命与供给侧改革,要求国家电网公司发挥其平台型的网络属性优势,支撑大规模可再生能源并网消纳;三是电力体制改革,要求国家电网公司发挥其共享型的社会属性优势,配合做好电力市场建设工作。

泛在电力物联网是能源互联网实现信息互联的基础,贯穿电力系统发、输、变、配、用等各环节,遍布全社会各个角落。广泛应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,能够为规划建设、生产运行、经营管理、综合服务、新业务新模式发展、企业生态环境构建等各方面提供充足有效的信息和数据支撑。

当前,科研发展已进入源头创新、颠覆性创新逐渐涌现的时期,各大高等院校和科研机构逐渐成为重塑行业竞争格局、建设“三型两网”的重要驱动力。高校和科研机构可以从以下几个方面着手支撑“三型两网”建设:

在国家电网有限公司2019年发布的1号文件中,排在年度重点工作首位的就是着力构建能源互联网,让承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

1.以点到面,提升综合能源服务水平

张铁岩沈阳理工大学党委书记

建设“坚强智能电网”的着力点是在供给侧,支撑能源供给侧改革。通过特高压骨干网架进行电力的大规模、长距离稳定输送,解决三北、西南的风、光、水清洁能源消纳问题;通过智能配电网支撑间歇性分布式电源的有效并网,解决分布式电源协调利用困难问题。以上两种方式将是我国当前乃至未来一段时间内都将以为主的电力资源优化配置手段。

电力物联网建设对数据的管理和利用提出了更高要求。目前,国家电网系统接入的终端设备超过5亿台,这个数字还会随着电力物联网的建设而激增,带来的将是海量的数据。数据是资产,但恶意数据将对电网的安全稳定运行造成严重的后果。

建设泛在电力物联网,将有力推动电网企业实现能源数字化转型。

辛焕海浙江大学电气工程学院电机系主任、教授、博士生导师

全球进入互联网和数字经济时代,新的生产关系和经济形态正在形成,互联网逐步成为价值再造的核心要素与经济发展的新动能。

泛在电力物联网建设将带来众多福祉

丁大为安徽大学电子信息工程学院教授

建设泛在电力物联网是历史使命

泛在电力物联网对能源产业发展有重要意义

杨秀上海电力大学教授

泛在电力物联网是应用于电网的工业级物联网,将与坚强智能电网相辅相成并融合发展,在线连接能源生产与消费各环节的人、机、物,状态全面感知,信息高效处理,应用便捷灵活,承载贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客户服务的数据流和业务流,与能源流共同构成“三流合一”的能源互联网。

泛在电力物联网体现了以客户为中心的思维方式转变。这意味着电网企业需要去构建产业生态圈,跳出以往采购的思维模式,改为与合作方共同推进项目,满足政府行业机构、能源客户、供应商、行业伙伴的各类需求,实现互利共赢。

加大智能电网和泛在电力物联网领域关键技术开发,有助实现电网与互联网、物联网的深度融合,不断提升能源资源配置能力和智能化水平,更好地适应电源基地集约开发和规模化新能源、分布式能源、储能、交互式用能设施等大规模并网接入的需要。这一理念将创新传统业务模式与商业逻辑,为电网企业的传统与新兴业务赋予强劲新动能,各项电力业务在数字化场景下必将迈入量质齐升的新阶段。

建设泛在电力物联网,要求高校的电气工程学科必须适应新时代要求,改革人才培养体制,创新科研机制。

泛在电力物联网将带动电力行业数字化、智能化发展

目前光伏发电还没有实现平价上网,对补贴的依赖还相当明显,弃光现象在一些地区还较明显。弃光限电有技术性因素,有结构性因素。建设泛在电力物联网,可以聚合分布式新能源,形成虚拟电厂,以多能互补的形式提高分布式新能源的友好并网水平,增加电网可调控容量占比,并且优化调度,实现跨区域协调控制,促进集中式新能源省间交易和分布式新能源省内交易。此外,建设泛在电力物联网,还可以有效解决光伏电站弃光限电的技术性问题,促进清洁能源消纳,并引导更多资本投向光伏发电行业,在下游光伏电站建设的拉动下进一步降低上游光伏设备生产制造成本,加快光伏平价上网步伐。来源:国家电网报

泛在电力物联网将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备,以及人和物连接起来,产生共享数据,为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务;以电网为枢纽,发挥平台和共享作用,为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇,提供价值服务。

我认为推动泛在电力物联网建设,会颠覆整个电力行业的传统生态。能源行业实现更高效率、更高质量、更加公平、更可持续的发展,远期看是完全可以实现的。

建设枢纽型、平台型、共享型的能源生态全新平台,可以广泛连接内外部、上下游资源和需求,打造能源互联网生态圈,适应社会形态、打造行业生态、培育新兴业态,是电网企业积极探索吸引众多的终端客户、市场主体积极参与能源互联网建设的有效途径。

三是利用移动互联网技术、人工智能技术,实现应用服务和数据解耦,推动新应用服务或业务的快速上线,满足客户服务多样化的要求、提升客户体验个性化的需要,打造电力信息服务平台,满足政府、企业、居民等不同客户的差异化服务需求,在提升服务质量的同时吸引更多社会投资、更广泛的终端客户参与到能源互联网的建设中来。

泛在电力物联网的建设,将实现电网的泛在物联、信息互动和网络智能,将极大地提升电网运维水平,提高能源利用效率,是现代电网发展的科学之路。

孙宏斌

王成山天津大学电力系统及其自动化学科教授

清华大学教授、IEEE电力与能源协会能源互联网技术委员会主席

过去的电力设备在线监测技术不断地被应用到电力系统中,但只是实现了部分设备的状态监测,远没有达到数据化和智能化的水平。泛在电力物联网通过现代网络技术,包括移动互联技术,将电力系统各环节的信息包括人和物的信息连接起来,利用数据共享和大数据分析等先进手段,实现电网与人机状态信息全面感知、人机交互便捷灵活高效、电网运维高度数据化和智能化。泛在电力物联网将是现代信息技术、监测控制技术、人工智能技术和现代管理等技术深度融合于电力系统的时空泛在网络。

邰能灵上海交通大学电气工程系主任、教授

建设泛在电力物联网,不仅仅是国家电网公司自身的需求,更是服务国家战略的需要。中央经济工作会议明确,要加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设。工信部也出台了推动互联网、大数据、人工智能与制造业深度融合的文件。以前电网企业主要是利用第二次工业革命的技术和理念发展业务。现在,电网企业要把信息化、人工智能技术和理念引入到企业发展中。这符合国家的战略需求,也对带动提升我国经济发展有深远意义。

2019年4月11日

在智能化、信息化两驾马车的驱动下,泛在电力物联网的出现正当其时。

泛在电力物联网是应用移动互联、人工智能、大数据等现代信息技术,实现电网基础设施、人员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,将传统电力生产、传输、消费的所有环节信息化,推动电网与互联网深度融合,着力构建能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

以电为中心的能源互联网同时承载着能源流、业务流、信息流,是推动能源生产和消费革命、构建清洁低碳和安全高效能源体系的重要战略支撑,其建设物质基础是智能电网和泛在电力物联网。

刘绚湖南大学电气工程系主任、博士生导师

郭胜甲内蒙古通辽市德仕矿业有限公司光伏电站站长

建设泛在电力物联网具有深远意义

符杨上海电力大学副校长

建设泛在电力物联网,一是可以利用物联网技术、5G通信技术、电力无线网打造电力设备基础信息采集平台,通过统一规划设计和标准,全方位、多维度快速接入电力系统各环节终端采集信息,全面实现电力设备及用户的实时状态感知,更敏捷地响应业务需求。

电力具有不能大量储存、输送过程存在显著损耗等特性,电力供给和需求的结构性矛盾非常突出,而且随着电力供应方式的多样化和使用的碎片化,这种矛盾会更加凸显。解决这些矛盾,是坚强智能电网的建设初衷,也是泛在电力物联网的建设初衷。

刘云鹏华北电力大学电力工程系主任

我的理解是,泛在电力物联网建设不仅仅包含电网,还囊括了整个产业链的上下游,向上接入了清洁能源发电和消纳,向下包括了智能家居、智慧能源、智慧城市的建设。这是一个基于信息流的泛在的物联网,与坚强智能电网相辅相成,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网,可以拉动产业的聚合发展,进而形成能源互联网发展的产业生态圈。

泛在电力物联网不仅仅关注传统电力的发输变电环节,而且充分融合了大数据、云计算、区块链、人工智能等现代技术,将能源、信息和通信等有机融合,实现能源流、业务流和数据流的“三流合一”。泛在电力物联网建设将突破当前困扰电网发展的几大瓶颈,如电网数据缺乏完全互通性、业务信息缺乏共享性、通信互联网络存在局限性等,从而有效实现区域间电力能源资源灵活调度和精细化管理。

随着移动互联、5G通信、云计算、人工智能等技术蓬勃发展,原有电力物联网技术的应用存在可靠性低、标准多样、兼容性差等缺陷。结合当前形势需求,国家电网公司提出建设泛在电力物联网,对提升电网整体技术水平,构建新型电力物联网领域的产业链、生态圈具有重要意义。

黄学良东南大学能源互联网运行与控制研究所所长

国家电网有限公司结合自身发展需要,作出了建设泛在电力物联网的工作部署,对我国能源产业的发展具有重要的意义。

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