《電子技術(shù)應(yīng)用》
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泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)對助推能源革命具有哪些意義

2019-12-17
來源:電子發(fā)燒友

  當今世界,能源革命迅猛發(fā)展,數(shù)字革命快速推進,正在深刻改變著能源電力和經(jīng)濟社會發(fā)展。2014年6月,習(xí)近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略,為我國能源革命指明了方向,也為電網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展提供了指引。

  2019年年初,國家電網(wǎng)有限公司以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo),順應(yīng)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢,作出了建設(shè)“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的戰(zhàn)略部署,通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),促進電網(wǎng)升級,助推能源革命。近日,國家電網(wǎng)有限公司董事長、黨組書記寇偉接受《中國電力報》記者專訪,對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)助推能源革命、建設(shè)成果、內(nèi)涵特征及發(fā)展規(guī)劃進行了深刻闡釋。

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  中國電力報:您認為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)對于助推能源革命具有哪些重要意義?

  寇偉:近年來,以清潔低碳為方向的新一輪能源革命在全球蓬勃興起。由于清潔能源、可再生能源主要轉(zhuǎn)換成電能使用,因而電力在這一輪能源革命中必將處于中心地位。電網(wǎng)作為能源轉(zhuǎn)換利用和輸送配置的樞紐平臺,面臨著全面升級的迫切要求。

  從能源消費革命看,電能的利用范圍前所未有地拓展,交通等傳統(tǒng)化石能源消費市場出現(xiàn)明顯的電能替代趨勢。預(yù)計到2050年,我國電能占終端能源消費的比重將接近或超過50%。隨著電動汽車、虛擬電廠、分布式能源等交互式能源設(shè)施大量接入,配電網(wǎng)將從“無源網(wǎng)”變成“有源網(wǎng)”,系統(tǒng)潮流由單向流動向雙向互動轉(zhuǎn)變,使電網(wǎng)負荷預(yù)測和潮流控制更為復(fù)雜,需要電網(wǎng)有效應(yīng)對和解決。

  從能源供給革命看,2018年底我國可再生能源發(fā)電裝機約占總裝機的38%,預(yù)計2050年將超過70%,屆時我國非化石能源占一次能源消費的比重也將從現(xiàn)在不到15%提高到50%。風電、太陽能發(fā)電具有很強的間歇性、波動性、隨機性,大規(guī)模高比例接入電網(wǎng),對電網(wǎng)大范圍優(yōu)化配置能力提出從量變到質(zhì)變的要求,需要電網(wǎng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進行革命性升級換代。

  從能源技術(shù)革命看,新能源、儲能和新型用電技術(shù)的發(fā)展對電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新形成倒逼之勢,多能互補、綜合利用,電力電子、先進輸電等技術(shù)在電力系統(tǒng)日益廣泛應(yīng)用,以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈為代表的數(shù)字技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)加速融合,為電網(wǎng)技術(shù)跨越升級提供了強大動力。

  從能源體制革命看,電力改革是能源體制改革的重要內(nèi)容,隨著改革的深入推進,多買方—多賣方的競爭性市場格局逐步形成,交易方式日趨復(fù)雜多樣,市場在電力資源配置中的作用彰顯,對電網(wǎng)發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)市場功能、擴大市場開放、提高電力系統(tǒng)運行效率和透明度、加強生態(tài)圈建設(shè)提出新的要求。

  從加強國際合作看,能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的命脈,能否在新一輪能源革命中占據(jù)制高點,將影響我國在未來全球競爭格局中的地位。

  總之,新一輪能源革命對電網(wǎng)的技術(shù)、功能和發(fā)展方式提出了新的更高要求,電網(wǎng)加快轉(zhuǎn)型升級對我國能源革命進程具有重要影響。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng),可以提高能源效率,促進源—網(wǎng)—荷—儲高效互動,降低全社會成本,提高核心技術(shù)自主化,提高行業(yè)監(jiān)管能力,促進“一帶一路”和人類命運共同體建設(shè)。

  中國電力報:今年是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的開局之年。按照國家電網(wǎng)公司年初部署的“到2021年初步建成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”的階段目標,現(xiàn)已在哪些方面形成突破?

  寇偉:國家電網(wǎng)“三型兩網(wǎng)、世界一流”戰(zhàn)略提出后,得到了社會各界和國內(nèi)外同行的廣泛認同。圍繞推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),前一段時間,重點抓了五方面的工作,形成了一系列創(chuàng)新突破:

  一是構(gòu)建建設(shè)體系。成立領(lǐng)導(dǎo)小組,整合設(shè)立互聯(lián)網(wǎng)部、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究院、經(jīng)濟研究院和國網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心,從上到下同步優(yōu)化組織機構(gòu),加大技術(shù)、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)和商業(yè)創(chuàng)新的投入力量,形成協(xié)同聯(lián)動的工作格局,召開兩次全公司數(shù)萬人參加的推進會,7次領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室會,全方位發(fā)動各專業(yè)、各單位全面推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

  二是完成規(guī)劃設(shè)計。編制完成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)大綱、三年規(guī)劃、2019年建設(shè)方案和全部專項建設(shè)方案,確立能源生態(tài)、企業(yè)中臺、智慧物聯(lián)和管理優(yōu)化四條建設(shè)主線和57項重點任務(wù)、25項綜合示范,為各級單位全面建設(shè)、社會各界力量廣泛參與提供了指導(dǎo)。

  三是開展創(chuàng)新攻關(guān)。制定能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究框架,發(fā)布科技創(chuàng)新開放合作8項舉措,聚焦芯片、傳感、邊緣計算、人工智能、區(qū)塊鏈等核心技術(shù),集中力量開展技術(shù)攻關(guān)和示范應(yīng)用。與國內(nèi)知名互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作,快速建成國網(wǎng)云、中臺和物聯(lián)平臺等新型基礎(chǔ)設(shè)施,為業(yè)務(wù)和商業(yè)模式創(chuàng)新打下堅實基礎(chǔ)。制訂技術(shù)標準體系,推動上下游、跨行業(yè)設(shè)備、數(shù)據(jù)和服務(wù)互聯(lián)互通。

  四是形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)。著力構(gòu)建分布式光伏服務(wù)、綜合能效服務(wù)、電動汽車服務(wù)、能源電商服務(wù)、數(shù)據(jù)商業(yè)化服務(wù)、線上產(chǎn)業(yè)鏈金融和電工裝備服務(wù)等7個生態(tài)圈,多家省公司與地方政府簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,發(fā)起成立綜合能源等3個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,面向社會發(fā)布10大科技項目,青創(chuàng)賽吸引內(nèi)外部團隊8500余個,多措并舉全力打造共建共治共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。

  五是推進試點建設(shè)??偛亢突鶎訂挝浑p向發(fā)力,積極探索,開展一系列試點工作,形成一批最佳實踐案例。在電網(wǎng)提質(zhì)增效方面,通過技術(shù)革新和數(shù)據(jù)共享,網(wǎng)上國網(wǎng)、現(xiàn)代(智慧)供應(yīng)鏈、網(wǎng)上電網(wǎng)等試點任務(wù)取得明顯效果,管理能力和服務(wù)水平均有顯著提升;在新興業(yè)務(wù)發(fā)展方面,通過模式創(chuàng)新和互聯(lián)互通,可調(diào)負荷精準控制、虛擬電廠、電動汽車有序充電等源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動業(yè)務(wù)效果初顯。目前各項工作正在加快推進,很多項目初見成效。

  源網(wǎng)荷儲泛在調(diào)度控制:在京津唐電網(wǎng)成功實踐源網(wǎng)荷儲多元協(xié)調(diào)的泛在調(diào)度控制,將電動汽車、分布式儲能、可控負荷等調(diào)節(jié)資源納入電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度和實時閉環(huán)控制,實現(xiàn)削峰填谷;建立負荷側(cè)資源參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場的商業(yè)運營模式,獲國家能源局批復(fù)并正式結(jié)算運行。初期電網(wǎng)可獲得約30萬千瓦調(diào)節(jié)資源,可減少電網(wǎng)投資1.2億元,提高新能源消納能力5000萬千瓦時電量;商業(yè)模式運作2至3年后,預(yù)計可獲得調(diào)節(jié)資源400萬千瓦,節(jié)省電力投資120億元,提高新能源消納能力每年50億千瓦時電量,節(jié)約燃煤200~300萬噸。

  網(wǎng)上國網(wǎng):依托客戶服務(wù)業(yè)務(wù)中臺,聚合國家電網(wǎng)各板塊客戶資源、服務(wù)能力和渠道入口,打造“網(wǎng)上國網(wǎng)”統(tǒng)一公共服務(wù)平臺,實現(xiàn)服務(wù)一個入口、客戶一次注冊、業(yè)務(wù)一網(wǎng)通辦。平臺在公司27家省公司全面推廣應(yīng)用,注冊用戶已突破1900萬,僅浙江電力上線半年多來,累計減少群眾跑腿138萬次,線上辦理企業(yè)業(yè)務(wù)7萬余筆,降低企業(yè)辦電成本近5000萬元。

  現(xiàn)代(智慧)供應(yīng)鏈:融合接入5大品類物資及供應(yīng)商的各類信息,從源頭提升設(shè)備采購和生產(chǎn)質(zhì)量。招標、合同、倉儲、評價業(yè)務(wù)全部在線辦理,每年可為供應(yīng)商降低成本13億元,促進供應(yīng)商生產(chǎn)管理,工藝質(zhì)量管控和制造水平提升。通過取消招標文件費、應(yīng)用投標保證金保險替代等舉措,已為供應(yīng)商釋放資金約70億元。

  網(wǎng)上電網(wǎng):基于數(shù)據(jù)中臺,打通規(guī)劃、建設(shè)、運行等系統(tǒng),接入334類、560億條數(shù)據(jù),構(gòu)建“電網(wǎng)一張圖”,實現(xiàn)自動統(tǒng)計、智能規(guī)劃、精準投資等在線應(yīng)用。僅杭州供電公司依托“網(wǎng)上電網(wǎng)”科學(xué)規(guī)劃,預(yù)計“十四五”期間可節(jié)約投資近10億元,通過業(yè)務(wù)流程優(yōu)化,每年可節(jié)約人力成本近3600萬元。

  天津綜合示范:建立政企合作新模式。由分管副市長掛帥,28個委辦局、16個區(qū)政府密切配合,統(tǒng)籌推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)融入城市發(fā)展;成立能源大數(shù)據(jù)中心,為政府提供輔助決策支撐,定期提供“電力看經(jīng)濟”分析報告,開發(fā)住房空置率、群租房分析等10大數(shù)字產(chǎn)品;建成智慧能源樓宇,提升社會能效水平,能源利用效率提高19%;建成清潔能源、用戶側(cè)可調(diào)資源的虛擬電廠,可調(diào)負荷達13兆瓦;推動營配融合,線上業(yè)擴方案輔助編制,實現(xiàn)低壓報裝“一次都不跑”;應(yīng)用報修可視化,實現(xiàn)“外賣式”客戶報修。

  南京溧水綜合示范:構(gòu)建協(xié)同一體化泛在終端接入網(wǎng)絡(luò),完成營配調(diào)業(yè)務(wù)全過程流程貫通,試點建成營配感知合一的智慧臺區(qū),中壓線損合格率提高6%。上線配網(wǎng)智能輔助分析“最強大腦”,故障處理由“事后分析”轉(zhuǎn)向“事前預(yù)警”,故障研判時間由“分鐘級”縮短至“秒級”,配網(wǎng)搶修工單同比下降28.5%,平均搶修時長縮短40%。全面推廣線上業(yè)務(wù)辦理,營業(yè)廳業(yè)務(wù)辦理量下降45%。試點班組柔性設(shè)置,高、低壓平均接電時長同比壓降60%,促進營商環(huán)境再提升。開展綜合能源服務(wù),提升社會綜合能效,全年完成營收近5000萬元。

  中國電力報:一年來,行業(yè)內(nèi)外圍繞“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”進行了廣泛深入的探討與積極創(chuàng)新的實踐,關(guān)于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)也存在著各種解讀。結(jié)合目前取得的成果,您如何理解泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵特征?

  寇偉:泛在電力物聯(lián)網(wǎng),是指圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié),充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能、區(qū)塊鏈等現(xiàn)代信息通信技術(shù),實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互,具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。

  從架構(gòu)上看,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層四層結(jié)構(gòu)。感知層,主要是通過各類終端數(shù)據(jù)統(tǒng)一標準化接入,解決數(shù)據(jù)的采集問題;網(wǎng)絡(luò)層,主要是通過廣覆蓋、大連接、低時延、高可靠的信息通信網(wǎng)絡(luò),解決數(shù)據(jù)的傳輸問題;平臺層,主要是通過超大規(guī)模終端統(tǒng)一物聯(lián)管理、云計算和邊緣計算協(xié)同,解決數(shù)據(jù)的管理問題;應(yīng)用層,主要是通過數(shù)據(jù)融通提供標準化數(shù)據(jù)服務(wù),支撐各類應(yīng)用的快速構(gòu)建、隨需迭代,解決數(shù)據(jù)的價值創(chuàng)造問題。

  從技術(shù)上看,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是一系列先進數(shù)字技術(shù)在能源電力領(lǐng)域的應(yīng)用,包括物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、區(qū)塊鏈等互聯(lián)技術(shù),大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、邊緣計算等智能技術(shù),以及5G等通信技術(shù)。一方面,利用先進數(shù)字技術(shù)改造提升傳統(tǒng)電網(wǎng)的技術(shù)裝備水平;另一方面,將數(shù)字技術(shù)與新能源發(fā)電、電力電子、先進輸電、新型用電、儲能等先進能源技術(shù)融合創(chuàng)新,推動電網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)整體跨越。

  從功能上看,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)監(jiān)測預(yù)警、交互對接、分析評估、綜合優(yōu)化、智慧運營等提供一攬子信息和數(shù)據(jù)支撐,并有效支撐數(shù)據(jù)價值挖掘、新業(yè)務(wù)新業(yè)態(tài)新模式培育和能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈建設(shè),是推動電網(wǎng)功能、業(yè)務(wù)、管理和電力產(chǎn)業(yè)鏈全面升級的強大數(shù)字引擎。

  從形態(tài)上看,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅強智能電網(wǎng)相互融合、一體推進,堅強智能電網(wǎng)可以看作是能源互聯(lián)網(wǎng)的“骨骼肌肉”,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以看作是能源互聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,二者相輔相成、融合發(fā)展,共同承載能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流,構(gòu)成“多流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。

  從效率上看,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為傳統(tǒng)電力行業(yè)賦能,大幅提高系統(tǒng)運行效率和管理水平,降低全社會成本,激活存量資產(chǎn)的功能發(fā)揮,以較少的投入獲得更大的產(chǎn)出,順應(yīng)了社會降低用電成本的訴求。

  中國電力報:緊緊抓住2019年到2021年泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略突破期,您認為未來在建設(shè)中還需要把握好哪些原則和方向?

  寇偉:建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)涉及電力產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié),涉及海量的設(shè)備與終端,是一項龐大的系統(tǒng)工程,在建設(shè)中需要把握好4條原則。

  一是堅持頂層設(shè)計、需求導(dǎo)向。把強化頂層設(shè)計擺在突出位置,注重總體統(tǒng)籌、整體謀劃,明確泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的工作目標、總體架構(gòu)、建設(shè)思路、發(fā)展路徑和演進策略,提高建設(shè)的系統(tǒng)性、整體性和協(xié)同性。始終從實際需要出發(fā),把需求導(dǎo)向、應(yīng)用驅(qū)動貫穿泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)始終,以能夠解決問題、創(chuàng)造價值為目標,缺什么補什么,確保取得成效。

  二是堅持創(chuàng)新驅(qū)動、迭代優(yōu)化。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是一場突破現(xiàn)狀的全新實踐,沒有多少可以借鑒的經(jīng)驗,必須始終把創(chuàng)新作為第一動力,緊盯客戶需求,強化互聯(lián)網(wǎng)思維,堅決破除傳統(tǒng)觀念桎梏,持續(xù)推進原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新,持續(xù)推進技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新。要主動變化、敢于試錯、小步快跑,聚焦價值創(chuàng)造,在實踐中找真理,在探索中找方向,通過快速迭代不斷逼近目標。

  三是堅持安全第一、風險可控。確保網(wǎng)絡(luò)和信息數(shù)據(jù)安全,是推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的前提和基礎(chǔ)。必須始終把安全風險防控作為重中之重,科學(xué)處理好泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)信息安全的關(guān)系,同步構(gòu)建全場景安全防護體系和服務(wù)體系,做到可信互聯(lián)、精準防護、安全互動、智能防御,確保全過程網(wǎng)絡(luò)信息和數(shù)據(jù)安全,為各類業(yè)務(wù)開展提供安全服務(wù)保障。

  四是堅持開放合作、共建共享。堅持開門搞建設(shè),主動適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代的社會形態(tài)、經(jīng)濟模式和管理方式,按照“平臺+生態(tài)”的思路,促進能源生產(chǎn)、傳輸、消費全環(huán)節(jié)、全要素供需對接和資源優(yōu)化配置,廣泛吸引各類市場主體和社會資本參與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和價值挖掘,構(gòu)建優(yōu)勢互補、互利共贏的良好生態(tài),使泛在電力物聯(lián)網(wǎng)成為上下游、全產(chǎn)業(yè)鏈的“聚合器”。


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