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2019年中國泛在電力物聯網簡介、建設泛在電力物聯網的意義及未來建設重點分析[圖]

2019年05月17日 13:46:00字號:T|T

    一、泛在電力物聯網是什么?

    1、泛在電力物聯網建設成為當下國網最重要任務

    泛在電力物聯網建設計劃已經醞釀1年有余。在2018年年初,國家電網公司信息通信工作會議上已提出要打造全業務泛在電力物聯網”,建設智慧企業,引領具有卓越競爭力的世界一流能源互聯網企業建設。此后華為與南瑞信通積極響應,推出IoT-G230MHz“使能全業務泛在電力物聯網”方案(其是基于4.5G,面向5G的解決方案,通過電科院測試,具有全頻段,抗干擾等9大優勢),之后電科院副院長王繼業發表專題報告進一步明確了泛在電力物聯網的架構形式,產業關注度逐節提升。

    隨著如何建設泛在電力物聯網概念的明晰,國網對其部署的節奏也在加快。2019年兩會上國網正式提出建設“三型兩網”的戰略目標(兩網:堅強智能電網和泛在電力物聯網)規劃。3月8日國網董事長寇偉及眾領導于北京召開“泛在電力物聯網”專項部署工作會議,董事長寇偉表示國網“最緊迫、最重要的任務就是加快推進泛在電力物聯網建設”,泛在電力物聯網戰略地位之高不言而喻。會議提出兩階段戰略建設安排,至2021年初步建成網路,基本實現業務協同和數據貫通,初步實現統一物聯管理等目標;至2024年建成該網路,全面實現業務協同、數據貫通和統一物聯管理等要求。作為實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互,具有狀態全面感知等特征的智慧服務系統,泛在電力物聯網由國網層面統一推動望加速推進相關企業的業務拓展。

泛在電力物聯網主要大事記

數據來源:公開資料整理

國網明確泛在電力物聯網將分兩個階段建設

數據來源:公開資料整理

    12、如何理解泛在電力物聯網?

    “泛在網”即廣泛存在的網絡,它以無所不在、無所不包、無所不能為基本特征,以實現在任何時間、任何地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標。

    泛在電力物聯網,就是圍繞電力系統各環節,充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術,實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互,具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統,其實質是實現各種信息傳感設備與通信信息資源的(互聯網、電信網甚至電力通信專網)結合,從而形成具有自我標識、感知和智能處理的物理實體。具有連接的泛在性、終端的智能化、數據的共享性、服務的平臺化四大特征。

泛在電力物聯網具有四大特征

數據來源:公開資料整理

    二、強調泛在電力物聯網建設意在何為?

    2.1、泛在電力網是堅強智能電網向能源互聯網升級的必要環節

    1、國網規劃2020年全面建成智能電網,當前已具備堅實基礎

    2019年1月,國家電網公司在北京召開兩會,會上提出了建設“三型兩網”的目標,所謂的兩網,指的就是堅強智能電網和泛在電力物聯網。堅強智能電網是以特高壓骨干網架和各級電網協調發展的堅強電網為基礎,以通信信息平臺為支撐,以智能控制為手段,包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度各個壞節,覆蓋所有電壓等級,以信息化、自動化、互動化為特征,實現“電力流、信息流、業務流”的一體化融合的堅強可靠、經濟高效、清潔環保、透明開放、友好互動的現代電網。我國自2007年華東電網提出“智能電網可研項目”以來,已經過10余年,目前國內配網自動化與智能電表覆蓋率都實現了明顯的提升。

    依照國網規劃,2020年將全面建成堅強智能電網,技術和裝備全面達到全國領先水平。細分目標又可以劃分為發電、線路、變電、配電、用電服務、調度環節和通信信息平臺七大方面。

    目前智能電網運行順利,而泛在電力物聯網尚存在難點。從“兩網”看,智能電網運行得到了市場充分考驗。而主要靠“大云物移智”等新型信息通信技術支撐的泛在電力物聯網,存在著難點——電力行業有著一系列的特殊性,如電力產品產供銷瞬間完成、不能儲存、投資短期難以見效、社會效益無法用財務衡量計算等,“大云物移智”要結合電力領域中的特有屬性來應用。

國網對2020年堅強智能電網建設提出具體目標

數據來源:公開資料整理

    能源互聯網是順應能源發展的必然形態

    建設運營好“兩網”,其最終目的為了實現建設世界一流能源互聯網企業的目標追求。能源互聯網的構成,需要智能電網與泛在電力物聯網“兩網”的深入融合,因此泛在電力物聯網的建設不可或缺。

電網的發展可以分為三個階段

數據來源:公開資料整理

    能源互聯網是源、網、荷、儲、人等各能源參與方互聯的基礎平臺,能源參與者可能同時具備能源生產與消費的雙重身份,實現多種能源的相互轉化和優化配臵,通過能源流、業務流和數據流的三流合一,實現“互聯網”式的雙向交互、平等共享及服務增值。

    能源互聯網屬于典型的工業物聯網,以電網為網絡樞紐,連接能源生產和能源消費。通過先進信息、通訊、大數據、人工智能、互聯網技術的深度融合,建設發、輸、配、用、儲等環節的互聯互通、全息感知、高效分析、智能控制、靈活共享的泛在電力物聯網,實現能源供需的實時匹配、安全經濟、智能響應、高效服務。

能源互聯網結構圖

數據來源:公開資料整理

    2、兩網融合戰略是破解當前傳統電力行業瓶頸的有效途徑

    新能源占比提高導致電網形態發生變化、電改降費導向使傳統電力企業經營遭遇壓力和數字互聯經濟促社會經濟形態發展變化是當前電力行業面臨的三大突出問題,能源互聯網是順應能源和數字信息融合發展趨勢的產物,望解決上述問題,而建設泛在互聯網是發展變革的有效前臵途徑。

電力行業發展難題要求必須發展能源互聯網

數據來源:公開資料整理

    電網形態發生變化:由于風光發電具有間歇性,對系統的調節能力(調峰、調頻)提出更高要求,而我國電源結構單一,缺少調峰、調頻機組,儲能技術尚未大規模應用,導致電網靈活性不足,造成棄風、棄光現象經常發生。用戶側新能源大量涌現,時空不定、潮流雙向。電網缺乏與外部環境的互動,導致新能源消納與電網安全穩定運行之間的矛盾日益突出。

    企業經營遇到瓶頸:一是市場競爭主體增多。隨著電力體制改革進一步深入(9號文放開售電側和增量配網業務),上千家售電公司涌現。同時“互聯網+”行動計劃促使行業外公司采用互聯網的創新方法開展跨界經營,資本快速涌入。二是新能源的大量建設。導致傳統電量增長減速,特別是分布式電源大量出現,形成產銷一體和供需直接交易。

    同時政府提出降低輸配電價的工作要求,發電與輸電企業面臨的壓力在增大。

    社會經濟形態發生變化:互聯網思維和技術推動社會進入網絡經濟時代,社會多要素共享已經成為新一輪科技競爭和產業革命的新業態、新模式。網絡經濟通過平臺對接匹配供需雙方,打造雙邊市場,顛覆了很多傳統產業,同時也有諸多行業依托互聯網思維形成新業態。網絡經濟對傳統電力工業帶來巨大的挑戰,經營模式面臨調整與變革。

    我們認為國網提出的“三型兩網”建設能源互聯網戰略是解決上述三個問題的的有效途徑,未來基于5G、人工智能等眾多互聯網技術和模式,望對傳統電網進行賦能。

    3、泛在電力物聯網是國網“三型兩網”戰略目標的重要拼圖

    2019年1月,國家電網公司在北京召開內部兩會,會上提出了建設“三型兩網”的目標,三型指的是建設具有樞紐型、平臺型、共享型特征的能源互聯網企業,兩網指的是建設運營好堅強智能電網、泛在電力物聯網。華北電力大學能源互聯網研究中心主任曾鳴認為:“國家電網提出的“三型兩網”戰略,“三型”是目標,而“兩網”是實現目標的手段。

    堅強智能電網,主要指能源的供給側,或者說電力供給側,主要強調以特高壓為骨干網架的多級電網的協調發展,也就是“堅強智能電網”。它非常關鍵,也是中國能源和電力供給側進行結構性改革必須有的基礎支撐。
泛在電力物聯網,側重用戶側或者說能源的需求側,指利用“大云物移智”(大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、智慧城市)等先進信息通信技術,促進能源需求側實現多元化、低碳清潔化、綜合化發展,提升能效的同時降低對環境的負面影響,從而實現用能、運維成本不斷降低,也更好滿足用戶對多種能源的需求。

    由此可見,供應側的堅強智能電網和需求側的泛在電力物聯網,二者“一供一需”,密切相關、無法割裂。長遠來看將促進源-網-荷-儲的協調互動,減少“三棄”,切實彌補可再生能源的發展短板。“兩網”之間的互動,是需求側與供應側的互動,即堅強智能電網與泛在電力物聯網能夠實現協調互動,——這是國家電網有限公司提出“兩網”的重大意義。

智能電網與泛在電力物聯網的融合能帶來巨大優勢

數據來源:公開資料整理

    三、三維度看未來建設重點

    1、三維度看未來建設重點——現有的不足

    目前來看,國網在物聯網建設和應用方面,尚存不足,主要表現在:(1)企業運營方面,數據尚未實現有效貫通,數據質量不高,跨專業流程不貫通;(2)電網運行方面,營配數據不貫通,輸電業務大范圍、大規模優化資源配置能力不強,清潔能源跨區市場消納機制缺乏;(3)新興業務方面,尚未形成規模,對外開放和共享不夠充分等。

國網在電力物聯網領域的業務的不足

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    2、三維度看未來建設重點——功能的實現

    基于電力物聯網的架構以及目前電網應用領域的不足,以及泛在電力物聯網功能的實現,我們預計,國網未來幾年在電力物聯網領域的建設重心在于:(1)感知層與網絡層:配電側、用電側終端布點以及無線專網等的建設,是根基。回顧歷史,我國在電網領域的投資“重輸電,輕配電”,在輸電側,無論是光纖通信網的建設,還是針對變壓器等核心設備的在線監測,都已經有相對較好的基礎。而在配網、用電側,通信網絡的接入和覆蓋深度較為薄弱,采集終端缺乏統一物聯管理。我們認為,配用電側是電網數據的主要來源之一,也是電網在泛在電力物聯網建設中最基礎的一環,我們預計也將是泛在電力物聯網建設第一階段的重心,包括:(1)各類具有物聯網屬性的數據采集設施的密集布點;(2)解決配電網最后一公里通信問題的電力無線專網的建設等。(2)平臺層和應用層:平臺層是基礎,實現數據高效處理,通過應用實現物聯管理。

    平臺層主要是國網的云平臺的建設,包括企業管理云、公共服務云和生產控制云。企業管理云支撐企業管理、分析決策、綜合管理類業務;公共服務云支撐電力營銷、客戶服務、電子商務等業務;生產控制云支撐調控運行及其管理業務。

國網三朵云

數據來源:公開資料整理

    我們認為,三朵云是國網提升運營效率、創新業務模式的核心平臺,而三朵云上各類應用的開發,是國網未來業務發展和創新最具看點的地方。在具體應用方面,目前已經提出的方向如:構建虛擬電廠解決清潔能源跨區跨省交易,促進清潔能源消納、綜合智慧能源服務、大數據運營、大數據征信等等。

虛擬電廠促進清潔能源消納

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智慧能源服務平臺提供信息對接、供需匹配、交易撮合

數據來源:公開資料整理

    3、三維度看未來建設重點——網省的規劃

    國網各網省公司,積極推進泛在電力物聯網工作部署,部分地區已推出重點工作計劃、專項建設任務等。目前看,各網省公司提出的重點建設方向,主要在電力無線專網建設、信息采集終端推廣、虛擬電廠、數據資產管理、智慧能源服務等領域,我們預計未來還會不斷有新的方向、業務形態出現,比如精益運檢、網絡信息安全、人工智能的運用等。

各地區針對泛在電力物聯網的工作部署

數據來源:公開資料整理

    4、總結

    結合泛在電力物聯網功能實現、以及部分網省公司已經出臺的建設規劃,我們預計泛在電力物聯網建設的重點在于(1)感知層:深化傳感及智能終端建設;(2)網絡層:加強通信網建設,形成無線專網、光纖等混合通信方式;(3)平臺層及運用層:電力交易、運營數據服務、精益運檢、供電服務指揮等平臺及數據中心的建設,運用數據治理技術、智能分析技術、物聯管理技術;(4)網絡信息安全等。

泛在電力物聯網建設重點

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    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國智慧電力行業市場潛力分析及投資方向研究報告》 

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