以泛在電力物聯網驅動城市能源轉型

城市能源革命是國家構建清潔低碳、安全高效的能源體系的重要路徑，城市能源系統(tǒng)的數字化轉型是城市能源革命的重要抓手。泛在電力物聯網的建設，為電力系統(tǒng)數字化轉型堅強賦能，進一步推動能源互聯網的建設和實現城市能源系統(tǒng)的數字化轉型。

城市能源轉型會帶來何種影響？

以物聯網技術為基礎的數字化技術的發(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烈，與此同時，新的商業(yè)模式正逐漸興起。

物聯網技術的發(fā)展對能源系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)均產生了深遠影響。比如生產環(huán)節(jié)，用于提升煤炭、石油、天然氣的生產效率和安全性，促進發(fā)電效率、安全運行水平、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；消費環(huán)節(jié)，通過智能計量技術讓能源消費越來越可視化和可控化，促進工業(yè)、建筑、交通等重要領域的能效提升和節(jié)約成本；管理環(huán)節(jié)，結合云計算、機器學習等先進技術，實現對能源全鏈條管理和新商業(yè)模式的開拓。

為什么要進行數字化轉型？

數字化轉型正成為中國和世界經濟發(fā)展的強大動力。過去十年，以物聯網、數據分析、云計算、人工智能為代表的數字技術，以及無遠弗屆的電子商務和社交媒體，帶來了人與人、人與世界關系的巨大革命。到2019年，全球、尤其是中國進入到了數字化轉型的攻堅之年。微軟與市場調查公司IDC聯合發(fā)布的一份報告顯示：到2021年，數字化轉型將為中國GDP的年度增長貢獻1%的增速，價值7160億美元。

物聯網技術不僅驅動企業(yè)數字化轉型，完成現代化大企業(yè)構建，也為全社會數字化轉型賦能。物聯網最核心的商業(yè)價值在于通過萬物互聯所產生的海量數據，經智能化的處理、分析，最終透過數據形成產品或服務，如今已應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網提供一系列服務和應用，如個人醫(yī)療保健、智能電網、監(jiān)控、家庭自動化和智能交通等。物聯網技術的發(fā)展已經對工業(yè)、運輸行業(yè)、汽車行業(yè)、能源行業(yè)、智能生活等各領域產生了深遠影響。

未來的方向是什么

電網企業(yè)數字化轉型是推動城市能源系統(tǒng)轉型的關鍵。物聯網技術的發(fā)展引領能源數字化轉型，最大潛力是它能夠打破部門之間的界限，提高靈活性并實現整個系統(tǒng)的整合，而電網企業(yè)是這一轉型的核心。電力行業(yè)是“物聯網＋數字化”技術應用最早的部門之一，早在20世紀70年代，電力公司就利用新興技術提升電網管理和運行水平。國際能源署分析表明，數字化有每年節(jié)省約800億美元的潛力，大約占全年發(fā)電成本的5%。

泛在電力物聯網建設是電力部門數字化轉型的重要抓手。通過泛在電力物聯網的建設，數字化與電氣化交融共生，物聯網與大數據、云計算、人工智能等技術賦能電力系統(tǒng)高效的數字化轉型。例如，發(fā)電廠、輸電和配電線路以及終端能源設備協調工作，可在指定的時間和地點為用戶提供可靠、低成本和可持續(xù)的能源。在未來，泛在電力物聯網的應用場景包括：

智能需求響應。通過采取價格等激勵政策引導用戶主動改變消費行為，實現供需平衡優(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，大致相當于澳大利亞和意大利目前的裝機容量之和。可再生能源并網。泛在電力物聯網技術的運用可更好地匹配電網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，新增儲能和數字化需求響應可以在2040年將太陽能光伏和風能的棄光棄風率從7%減少到1.6%。電動汽車智能充電。引導充電行為向低負荷、供應足時段轉移，提升電網的安全性和為電網提供更大的靈活性。個人售電。泛在電力物聯網技術的發(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。

可以預見，泛在電力物聯網建設加快，必將在多個領域驅動城市能源系統(tǒng)實現數字化轉型。

推行電網數字化運營與管理。對設備資產運行集約化，優(yōu)化資產管理，提高資產利用效率；運營細節(jié)可優(yōu)化，對電網關鍵參數進行動態(tài)監(jiān)測，基于智能電網技術和先進的測量技術實現電網故障的快速定位，形成優(yōu)化方案庫進行調節(jié)；電力調度經濟化，基于天氣預報、負荷預測、市場價格等因素對電力進行科學調度。

基于電力物聯網發(fā)展電網自愈技術?；跀底种悄軅鞲衅骷夹g實現對故障的快速定位和辨識；通過云平臺對全網絡故障庫進行共享，進行匯總和機器學習，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現故障自動處理，包括斷電隔離與換線恢復供電，大幅降低供電中斷時間。

深度挖掘電網大數據利用價值?；诖罅總鞲衅鞑杉娋W海量數據，包括狀態(tài)數據與預警信息（過電壓等），匯集到統(tǒng)一的大數據平臺，結合人工智能、機器學習等先進技術進行分析，挖掘本質特征，為電網規(guī)劃、故障處理、負荷預測等重要內容提供支撐。

應用物聯網技術，為可再生能源并網提供更好的保障。結合儲能技術，提高可再生能源并網穿透率，提高分布式能源并網的可行性和穩(wěn)定性。

構建能源物聯網，引領智慧城市建設。在智能建筑、智能家居、智能計量等領域探索拓展新業(yè)務，發(fā)掘綜合能源服務商業(yè)模式。

例如，為建筑提供節(jié)能服務，基于能源物聯網技術搭建能源管控平臺，實現電、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移動服務APP，實現節(jié)能和提升用戶體驗，形成能源服務生態(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，通過移動服務提供能源消費數據與分析；發(fā)展多表合一技術，整合不同能源統(tǒng)計數據，共同開發(fā)，共享能源物聯網建設帶來的成果。

（湯廣瑞 陳浩 王丹 作者單位：國網能源研究院有限公司）