以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動城市能源轉(zhuǎn)型

城市能源革命是國家構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系的重要路徑，城市能源系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型是城市能源革命的重要抓手。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，為電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型堅強(qiáng)賦能，進(jìn)一步推動能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和實(shí)現(xiàn)城市能源系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

城市能源轉(zhuǎn)型會帶來何種影響？

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，極大地改變了城市能源系統(tǒng)的面貌。信息流與能源流的交融共生，讓城市能源系統(tǒng)變得更加智慧和美妙，也使得能源企業(yè)與用戶之間的交互越來越強(qiáng)烈，與此同時，新的商業(yè)模式正逐漸興起。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對能源系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)均產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。比如生產(chǎn)環(huán)節(jié)，用于提升煤炭、石油、天然氣的生產(chǎn)效率和安全性，促進(jìn)發(fā)電效率、安全運(yùn)行水平、可再生能源利用水平的大幅提升；輸配環(huán)節(jié)，讓線路故障、故障檢測、線路損耗等問題迎刃而解；消費(fèi)環(huán)節(jié)，通過智能計量技術(shù)讓能源消費(fèi)越來越可視化和可控化，促進(jìn)工業(yè)、建筑、交通等重要領(lǐng)域的能效提升和節(jié)約成本；管理環(huán)節(jié)，結(jié)合云計算、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對能源全鏈條管理和新商業(yè)模式的開拓。

為什么要進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型？

數(shù)字化轉(zhuǎn)型正成為中國和世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動力。過去十年，以物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、云計算、人工智能為代表的數(shù)字技術(shù)，以及無遠(yuǎn)弗屆的電子商務(wù)和社交媒體，帶來了人與人、人與世界關(guān)系的巨大革命。到2019年，全球、尤其是中國進(jìn)入到了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的攻堅之年。微軟與市場調(diào)查公司IDC聯(lián)合發(fā)布的一份報告顯示：到2021年，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將為中國GDP的年度增長貢獻(xiàn)1%的增速，價值7160億美元。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅驅(qū)動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，完成現(xiàn)代化大企業(yè)構(gòu)建，也為全社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能。物聯(lián)網(wǎng)最核心的商業(yè)價值在于通過萬物互聯(lián)所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，經(jīng)智能化的處理、分析，最終透過數(shù)據(jù)形成產(chǎn)品或服務(wù)，如今已應(yīng)用在社會的方方面面。手表、家用電器和汽車等日常用品正通過物聯(lián)網(wǎng)提供一系列服務(wù)和應(yīng)用，如個人醫(yī)療保健、智能電網(wǎng)、監(jiān)控、家庭自動化和智能交通等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)對工業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)、汽車行業(yè)、能源行業(yè)、智能生活等各領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

未來的方向是什么

電網(wǎng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是推動城市能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型，最大潛力是它能夠打破部門之間的界限，提高靈活性并實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的整合，而電網(wǎng)企業(yè)是這一轉(zhuǎn)型的核心。電力行業(yè)是“物聯(lián)網(wǎng)＋數(shù)字化”技術(shù)應(yīng)用最早的部門之一，早在20世紀(jì)70年代，電力公司就利用新興技術(shù)提升電網(wǎng)管理和運(yùn)行水平。國際能源署分析表明，數(shù)字化有每年節(jié)省約800億美元的潛力，大約占全年發(fā)電成本的5%。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是電力部門數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手。通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，數(shù)字化與電氣化交融共生，物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)賦能電力系統(tǒng)高效的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。例如，發(fā)電廠、輸電和配電線路以及終端能源設(shè)備協(xié)調(diào)工作，可在指定的時間和地點(diǎn)為用戶提供可靠、低成本和可持續(xù)的能源。在未來，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景包括：

智能需求響應(yīng)。通過采取價格等激勵政策引導(dǎo)用戶主動改變消費(fèi)行為，實(shí)現(xiàn)供需平衡優(yōu)化。IEA分析表明，可以為電力系統(tǒng)提供185千兆瓦的靈活性，大致相當(dāng)于澳大利亞和意大利目前的裝機(jī)容量之和。可再生能源并網(wǎng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用可更好地匹配電網(wǎng)需求和可再生能源發(fā)電，降低可再生能源波動性。僅在歐盟，新增儲能和數(shù)字化需求響應(yīng)可以在2040年將太陽能光伏和風(fēng)能的棄光棄風(fēng)率從7%減少到1.6%。電動汽車智能充電。引導(dǎo)充電行為向低負(fù)荷、供應(yīng)足時段轉(zhuǎn)移，提升電網(wǎng)的安全性和為電網(wǎng)提供更大的靈活性。個人售電。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展有助于家用分布式能源的發(fā)展，如太陽能光伏板和儲能等，提高個人用戶電力市場的參與度。

可以預(yù)見，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)加快，必將在多個領(lǐng)域驅(qū)動城市能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

推行電網(wǎng)數(shù)字化運(yùn)營與管理。對設(shè)備資產(chǎn)運(yùn)行集約化，優(yōu)化資產(chǎn)管理，提高資產(chǎn)利用效率；運(yùn)營細(xì)節(jié)可優(yōu)化，對電網(wǎng)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，基于智能電網(wǎng)技術(shù)和先進(jìn)的測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障的快速定位，形成優(yōu)化方案庫進(jìn)行調(diào)節(jié)；電力調(diào)度經(jīng)濟(jì)化，基于天氣預(yù)報、負(fù)荷預(yù)測、市場價格等因素對電力進(jìn)行科學(xué)調(diào)度。

基于電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展電網(wǎng)自愈技術(shù)?；跀?shù)字智能傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)對故障的快速定位和辨識；通過云平臺對全網(wǎng)絡(luò)故障庫進(jìn)行共享，進(jìn)行匯總和機(jī)器學(xué)習(xí)，形成統(tǒng)一解決方案庫；提高電力系統(tǒng)自動化水平，在保證安全的前提下實(shí)現(xiàn)故障自動處理，包括斷電隔離與換線恢復(fù)供電，大幅降低供電中斷時間。

深度挖掘電網(wǎng)大數(shù)據(jù)利用價值?；诖罅總鞲衅鞑杉娋W(wǎng)海量數(shù)據(jù)，包括狀態(tài)數(shù)據(jù)與預(yù)警信息（過電壓等），匯集到統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)平臺，結(jié)合人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行分析，挖掘本質(zhì)特征，為電網(wǎng)規(guī)劃、故障處理、負(fù)荷預(yù)測等重要內(nèi)容提供支撐。

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為可再生能源并網(wǎng)提供更好的保障。結(jié)合儲能技術(shù)，提高可再生能源并網(wǎng)穿透率，提高分布式能源并網(wǎng)的可行性和穩(wěn)定性。

構(gòu)建能源物聯(lián)網(wǎng)，引領(lǐng)智慧城市建設(shè)。在智能建筑、智能家居、智能計量等領(lǐng)域探索拓展新業(yè)務(wù)，發(fā)掘綜合能源服務(wù)商業(yè)模式。

例如，為建筑提供節(jié)能服務(wù)，基于能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建能源管控平臺，實(shí)現(xiàn)電、熱、冷、氣的智能監(jiān)測與控制，優(yōu)化使用成本，提高能源使用效率。智能家居方面，推廣使用智能插座、智慧照明等智能硬件以及相應(yīng)移動服務(wù)APP，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和提升用戶體驗(yàn)，形成能源服務(wù)生態(tài)鏈。智能計量方面，優(yōu)化改善智能電表，提高用戶交互性體驗(yàn)，通過移動服務(wù)提供能源消費(fèi)數(shù)據(jù)與分析；發(fā)展多表合一技術(shù)，整合不同能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，共同開發(fā)，共享能源物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)帶來的成果。

（湯廣瑞 陳浩 王丹 作者單位：國網(wǎng)能源研究院有限公司）