特高压电网+清洁能源,为什么要建设泛在电力物联网

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据装一网了解,最近,由中国电力科学技术研究牵头研制的“基于云计算的智能电网在线分析系统”成果完成,该成果支持一省多地调控数据一体化协调管理,提供了可动态扩展、开放、共享的开发、运行和测试环境,实现了软硬件资源的动态回收复用与绿色可持续发展。读来笔者生出许多感慨来。

泛在电力物联网建设思考与在电动汽车行业探索与实践

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2019年5月27日

我们知道,国家电网公司由于掌握了自主创新的特高压电网核心关键技术,在国际竞争中的话语权和竞争力都显著提高,“特高压电网+清洁能源”是我国在特高压技术应用和全球能源互联网建设在世界范围内的新起点。

能源转型是一个系统化的社会工程,未来美好社会的发展离不开电力系统的能源支撑。当前,能源革命与数字革命融合发展,清洁能源高质量、高效率、经济化生产与利用势在必行,居民和一般工商业用电与电网互动需求迫切。国家电网公司创新性提出全面推进“三型两网”
世界一流能源互联网企业的战略部署,标志着公司在建设坚强智能电网建设运营模式的同时,逐步向泛在电力物联网建设运营模式转化。泛在电力物联网和坚强智能电网互相促进,互相融合,共同构成世界一流能源互联网的基础,将进一步推动中国能源革命和世界经济转型。

现在,“互联网+智慧能源”可谓“特高压电网+清洁能源”的升级版,就是利用信息通信技术及互联网平台,将互联网与水能、风能、太阳能等新兴、可再生、清洁能源行业进行深度融合,改变我们的生产、工作、生活方式,引领创新驱动发展的“新常态”。

一、建设泛在电力物联网的必要性

“互联网+智慧能源”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,具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。

为什么要建设泛在电力物联网?从能源供给方式看,我国能源革命从煤电结构转向清洁绿色发展,并与物联网、大数据等新科学技术革命和应用互相融合,电网供电方式已经从以特高压为主的大动脉式转向与以分布式为主的毛细血管方式并存模式,这是主动顺应能源革命和数字革命融合发展趋势的需要和必然。从全球视野来看,欧美已经开始示范建设泛在电力物联网项目,旨在通过信息通信技术网络对可再生能源和电网进行控制;而我国也需要从战略层面对清洁能源实现高质量、高效率、经济化的生产和利用,来贯彻落实能源革命的战略部署。从电网供电方式看,随着清洁能源技术进步与经济适用性的增加,居民和一般工商业用电由以往对电网参与度不多的情况转向迫切需要同电网进行互动。从国家政策角度看,响应党中央国务院为企业降低用能成本,降低一般工商业电价的要求,国家电网公司既要让渡部分利润支持社会经济发展,践行社会责任,又应兼顾适应电力体制改革和国企改革向纵深推进,更要不断发展壮大以提高公司的盈利能力。

其涵盖了两个层面的含义,其一是能源互联网,重点在网络本身,具有“横向多能源体互补,纵向源—网—荷—储协调”的能量流和信息流双向流动性的新型能源供用体系;其二是智慧能源,就是通过互联网或者其他通信设施,将人的智慧传递到传统的能源设施上,实现其智能化,提高其效率。

二、泛在电力物联网的内涵与特征

目前,国家电网公司已建成功能齐全、世界领先的特高压和大电网综合实验研究体系,形成具有鲜明特色的国家、公司和各单位三级研发实验能力,共拥有国家级实验室18个(其中国家重点实验室6个)、公司级实验室70个、各单位级实验室400余个,覆盖了电网规划、建设、运行和经营管理方面的核心技术领域。在智能电网方面,投运的浙江舟山五端柔性直流、厦门柔性直流输电科技示范工程,堪称中国引领的世界典范。

内涵。泛在电力物联网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,是具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧能源服务系统。其包含感知层、网络层、平台层、应用层四个完整环节。它以电网为枢纽,通过智慧能源调度和交易系统,将各种与能源生产、消费等相关的电力行业及用户连接起来,形成共享数据,为各类用户提供能源服务,为各类商户提供更多机遇,更大限度带动产业链上下游共享发展成果。它是一个兼容开放、和谐友好、智能互动、机会均等、利益共享的平台,是能源互联网的重要组成部分。

装一网由此可见,特高压是解决电网资源优化配置能力的“硬实力”,“智慧能源”是为电力系统高效运行创造“软实力”,两者的深入融合,共同诠释了未来的智能电网,带给我们一个美好的智能电力生活。

特征。一是基于互联网技术实现更广范围、更大空间能源共享;二是支持超大规模分布式能源系统与储能系统随时接入与退出;三是实现可再生能源在一次能源占比逐年递增,电网要有能掌控一定额度的备用储能系统,能够平移清洁能源发电对电网系统的波动;四是支持并满足电动汽车等智能交通的电气生态化。泛在电力物联网的本质特征既不是在大数据、云平台、AI技术或业务层面的竞争,也不是在某细分市场或局部的技术竞争,而是生态平台和版图的竞争,是生态体系对生态体系的竞争。这种竞争比拼的是网络效应的规模优势。

商业模式。与传统智能电网是以赚取电费价差为主要经营模式不同,泛在电力物联网的商业模式则完全采用成本加合理收益的模式。即通过现代信息通信技术与电力系统深度融合,来促进通道共享、设施共用、终端共建和平台集成,以打造新的跨界生态圈,来提高效率和效益,属于网络协同加数据驱动模式。依靠能源网络、数据和流量等,基于市场价格响应,提供的数字化服务,形成数字经济,来推动公司利润再上新台阶。其中储能峰谷价差、电量聚合交易、产品打包销售、数据加工变现、网络技术服务、平台金融服务、系统运营维护及广告增值等都是泛在互联网商业模式的具体表现。

三、泛在电力物联网建设的目标、原则、内容及条件

建设目标。计划分三步走:第一步,战略目标突破期。从2019年到2021年,经过3年时间初步建成泛在电力物联网,以适应社会发展需要,打造行业生态,支撑电网业务与新兴业务融合发展。第二步,巩固目标提升期。在初步建成基础上,进一步巩固、充实、提高、完善,争取到2024年基本建成泛在电力物联网,支撑“三型两网”世界一流能源互联网企业建设。第三步,完全目标建成期。到本世纪中叶建国一百周年,完全建成现代化的泛在电力物联网,与智能电网一起构成完整的世界领先的能源互联网生态圈。

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