Internet of Energy—從智能電網(wǎng)到能源物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐之路

　　智能電網(wǎng)+信息的高速通信是目前電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。這一數(shù)字化的趨勢推動(dòng)了整個(gè)電網(wǎng)數(shù)字化和自動(dòng)化的轉(zhuǎn)型，使得電網(wǎng)公司能夠使用和管理更多更復(fù)雜的可再生能源。但是復(fù)雜的通信協(xié)議以及軟件架構(gòu)仍然限制著相關(guān)從業(yè)者去完整的享受這一數(shù)字化的紅利。

　　云平臺(tái)——能源物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)

　　基于云計(jì)算的智能平臺(tái)可能是解決這一問題的方案。云平臺(tái)可以滿足電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用的計(jì)算需求以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求，同時(shí)可以基于云去開發(fā)電網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用程序?；谠朴?jì)算的智能平臺(tái)將是實(shí)現(xiàn)整個(gè)能源物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

　　在能源互聯(lián)網(wǎng)（IoE）中，發(fā)電機(jī)組，負(fù)荷，儲(chǔ)能設(shè)備，電表以及自動(dòng)配電設(shè)備等能源領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施全被連接在了一起。IoE將這些設(shè)備中的信息收集起來進(jìn)行處理，但是收集大數(shù)據(jù)量的信息以及分析非常的消耗時(shí)間，隨著配電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量和信息量的增加，傳統(tǒng)的SCADA通信和應(yīng)用程序管理限制了跨程序之間的信息共享，也就限制了基于數(shù)據(jù)去創(chuàng)造更多價(jià)值的可能性。

　　前沿的云計(jì)算技術(shù)，以及設(shè)備之間的安全通信網(wǎng)絡(luò)可以解決數(shù)據(jù)量變大所帶來的問題。數(shù)據(jù)將在云端共享，將被基于云端的應(yīng)用所使用。云平臺(tái)將成為不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)湖。這可以消除應(yīng)用程序之間集成各項(xiàng)服務(wù)的需要。智能能源管理系統(tǒng)將通過平衡所有來源生產(chǎn)的電力以及所有電力消耗來保持電網(wǎng)穩(wěn)定。

　　此外，IoE也允許電力的消費(fèi)者和產(chǎn)銷一體者去自主協(xié)調(diào)供需的平衡。當(dāng)然，很多智能設(shè)備以及智能預(yù)測系統(tǒng)，例如天氣預(yù)測等，是實(shí)現(xiàn)這一功能的前提。

　　西門子的解決方案

　　IoE的快速增長及擴(kuò)張將取決于我們?nèi)绾螌⒃朴?jì)算集成進(jìn)能源系統(tǒng)中，當(dāng)然也取決于我們是否愿意去讓更多的參與者參與進(jìn)未來電網(wǎng)的運(yùn)營當(dāng)中。西門子正在努力的朝著這個(gè)方向進(jìn)發(fā)。他們推出了MindSphere云平臺(tái)，將電網(wǎng)以及各類用戶繼承到了一起，協(xié)同對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行分析和管理。

　　這一平臺(tái)中有很多高級(jí)應(yīng)用，例如儀表數(shù)據(jù)管理，電網(wǎng)分析，變電站設(shè)備管理，分布式能源管理系統(tǒng)，低壓停電管理系統(tǒng)。通過加密過的安全的數(shù)據(jù)通信，可以快速并且輕松的將現(xiàn)實(shí)物體連接到數(shù)字世界。電網(wǎng)可以比以往更加高效和可持續(xù)。

　　例如，關(guān)于如何查看IoE的詳細(xì)信息，可以以儀表數(shù)據(jù)管理這一高級(jí)應(yīng)用為例。這種高級(jí)應(yīng)用程序可自動(dòng)執(zhí)行智能儀表數(shù)據(jù)管理以及相關(guān)業(yè)務(wù)流程，并隨著時(shí)間的推移在IoE云上運(yùn)行。通過數(shù)字平臺(tái)，這些信息變得更加有價(jià)值，使公用事業(yè)公司能夠更好地滿足他們自身以及相關(guān)客戶的長期需求，例如從電表到現(xiàn)金的計(jì)費(fèi)。通過IoE，公用事業(yè)公司將能夠管理和運(yùn)營所有與智能設(shè)備相關(guān)的流程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);與所有電網(wǎng)設(shè)備通信，并在發(fā)生問題接收故障的信息通知;利用數(shù)據(jù)優(yōu)化工作人員的維修和停電計(jì)劃;并管理用戶側(cè)太陽能和電動(dòng)汽車等新的饋入點(diǎn)。

　　在變電站層面，基于云的應(yīng)用程序可以自動(dòng)化資產(chǎn)庫存清單;比較補(bǔ)丁版本和保護(hù)設(shè)置的實(shí)際值與目標(biāo)值;并使運(yùn)營商能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程支持和安全補(bǔ)丁管理等高級(jí)服務(wù)。IoE將允許變電站按級(jí)別分離控制功能和資產(chǎn)管理信息的信息流，然后可以分析資產(chǎn)管理信息，并實(shí)時(shí)基于分析結(jié)果進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)或其他操作。公用事業(yè)公司中的有權(quán)限的人員也可以訪問相關(guān)信息以采取適當(dāng)?shù)拇胧?。IoE還將幫助虛擬電廠的事現(xiàn)。利用先進(jìn)的分布式能源管理技術(shù)，運(yùn)營商可以將數(shù)據(jù)用于可再生能源的負(fù)荷預(yù)測，經(jīng)濟(jì)高效地整合更多可再生能源，同時(shí)避免電網(wǎng)無效擴(kuò)建，從而準(zhǔn)確的規(guī)劃能源市場資源。

　　不過，想要實(shí)現(xiàn)上面那些IoE的具體應(yīng)用還面臨著很多的挑戰(zhàn)，例如關(guān)于數(shù)據(jù)安全。尤其是電力數(shù)據(jù)的敏感性使得數(shù)據(jù)安全對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)來說是一個(gè)更加要求高的點(diǎn)。還例如，目前電力物聯(lián)網(wǎng)仍然缺乏足夠的物聯(lián)網(wǎng)方面的人才。

　　當(dāng)然，挑戰(zhàn)雖多，但是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大規(guī)模的進(jìn)入能源領(lǐng)域只是時(shí)間問題，不可否認(rèn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并不是一個(gè)還完全未成熟的技術(shù)，但是如何利用它卻不是一個(gè)容易解答的問題。我們相信，隨著電網(wǎng)在未來的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)字化顯然是能源行業(yè)在日益互聯(lián)的世界中保持競爭力的關(guān)鍵因素。