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电力能源物联网专家陈浩勇深度解读泛在电力物联网

发表时间: 2022-02-12

无论是资本市场还是相关公司,泛在电力物联网最近都在疯狂追捧。

在3月8日召开泛在电力物联网建设动员会后,从3月11日开始,泛在电力物联网概念股持续上涨。

周鸿祎、雷军、董明珠、杨元庆等互联网大佬也纷纷发表意见,深耕工业互联网的机会来了,希望能在这个大产业中分一杯羹。

从全球看,中国新一轮电网及相关信息化投资将进一步引领世界。包括欧美电网在内,一些硬件设备目前落后于中国电网。泛在电力物联网在欧美国家并不流行。

在欧洲,有一些类似于泛在电力物联网的想法。目前,这只是一个示范项目。这些项目只是在电网的基础上增加了一层ICT网络,即信息通信技术,实现负荷和可再生能源。这种互动以及其他一些功能还没有像中国那样广泛推广。

但是,如何理解泛在电力物联网,如何参与到泛在电力物联网的投资建设中,仍是一片迷茫。

今天分享一篇华南理工大学教授、电力(能源)物联网领域专家陈浩勇的文章。本文基于陈浩勇在华泰证券电话会议上的讲话。这篇文章得到陈浩勇教授的证实。

文|陈浩勇

编辑|曹开虎

泛在电力物联网是能源互联网的重要组成部分。

能源互联网是由里夫金提出的。他是美国著名的经济趋势专家。他在“第三次工业革命”中提出了能源互联网的愿景。他认为,能源互联网有几个特点:

第一个以可再生能源为主要一次能源的一、;

第一个二、支持超大规模分布式发电系统和分布式储能系统的连接;

首个基于互联网技术实现广域能源共享的三、;

四、 部分支持交通系统的电气化。

这个概念从2015年就开始火了,当时我正在美国访问,当时国内开了很多相关的论坛。后来一直在思考什么是能源互联网。

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电力(能源)网络的发展趋势是三网融合

在能源互联网概念流行之前,就有了智能电网(Smart Grid)的概念。后来写了一篇短文(点击阅读:能源互联网——能源电力领域的共享经济模式)。我提出实现能源互联网的关键是在现有可再生能源发电和智能电网技术的基础上,进一步建立物理互联、信息互联和商业互联。

现有的基础技术包括可再生能源发电和智能电网技术。未来电网(能源)网络的发展趋势,我认为是加强三个互联互通:一是加强物理互联,即在现有电网的基础上,实现多种能源形式(电、冷、热、气等)互联和综合利用,这就是我们所说的综合能源系统;二是加强信息互联互通,即基于更先进的信息通信技术,实现随时随地、任何人、任何事物的畅通通信,物联网是信息互联互通的一部分;三是加强商业互联互通,

在2017年和2018年中国智能电网研讨会上,我两次提出这三个互联互通,以及更具体的实施方案和前沿问题,即如何构建多能互补系统,具体的能源互联网物联网技术内涵,以及我国当前电力体制改革的进展。当时我叫它“电力中的泛在物联网”,现在叫“电力中的泛在物联网”,其实只是两个词的顺序不同而已。

从能源互联网的理念过渡到泛在电力物联网的具体规划应该是一个相对自然的阶段,即建立能源互联网信息互联的基础。

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泛在电力物联网的基础是物联网

“无处不在”是无处不在的意思。事实上,电网本身就是一个泛在网络,它的“泛在”体现在电能上,因为家家户户都需要用电,而且已经遍布全社会。然而,电网的“无处不在”只体现在电能上,而不体现在数据或信息上。泛在电力物理网络也应该实现信息和数据的“泛在”。我们现在看到的泛在电力物联网的发展大纲是一个非常雄心勃勃的计划,涉及到整个系统。

在介绍这个之前,先说一下物联网(IoT,简称IoT)这个狭义的概念。它的核心理念其实就是实现基础数据连接的下沉。在此之前,很多数据连接的“最后一公里”问题还没有解决,狭义的物联网解决了这个问题。比如摩拜单车和OFO,其实就是物联网的概念。它是一种小数据、低成本、低功耗、低速度、低频率、广覆盖的场景。海量小数据的智能连接,实现无处不在的感知。

物联网的主流技术有两类:一类是免授权频谱技术,以中兴通讯推动的LoRa技术为代表。有自己的基站和终端,不需要运营商的网络;二是授权频谱技术。技术就是蜂窝物联网,比如以NB-IOT为代表的技术,华为主要推广。授权频谱是管理的,需要授权,干扰比较小。事实上,它是从过去的 2G 和 3G 演变而来的。非频谱技术不受管理且容易受到干扰。理论上,5G一统天下。

电力物联网包括感知层、网络层、平台层、应用层。感知层是各种传感器,电表也属于感知层。感知层的数据到网络层其实有两个步骤。核心是从感知层的终端模块到物联网基站,由狭义的物联网解决。终端要求低功耗,因为它希望不更换电池,但同时需要远距离传输。这两个方面存在一定的矛盾,需要一些先进的技术来解决这个问题。基站采集数据后,传回平台系统。所以,网络层其实包括两部分,一是从终端模块到基站,是狭义的物联网核心技术;二是从模块到后台信息系统,属于常规网络技术,属于物联网部分的组成。

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国家电网做泛在电力物联网的初衷是什么?

2015年是新一轮电力改革的开局之年。中共中央、国务院联合印发9号文件(2015年3月15日)。新电改的核心思想是“控中放两端”。事实上,供需双方直接相遇,电网成为通道和高速公路的角色。

因为中共中央9号文件要求“控中放两端”,其实就是把电网变成通道,实现双方自主选择供求关系。电网存在“管道化”风险。国家电网需要利用公司电网基础设施和得天独厚的数据资源优势,大力培育先进业务,形成更高层次的核心竞争力。对内,国家电网需要实现数据一源、电网一张图、一条业务线。对外,要广泛对接上下游资源,打造能源互联网生态圈。

泛在电力物联网将收集海量数据。由于可再生能源的接入、电力市场化改革以及能源互联网或“互联网+智慧能源”的背景,将产生大量数据。这些数据实际上非常有价值能源物联网,但目前还没有被使用,而且它真的无处不在,因为每个家庭都参与其中。

我觉得电网公司真的在用这些数据,这就是国家电网做泛在电力物联网的初衷。基础数据连接很难下沉,也就是这种小数据很难获取。此外,单个小数据的价值密度较低,但海量数据的采集具有很大的价值。

有多种类型的数据,涉及家庭、各种建筑物、农业和工业企业以及公共基础设施。例如,家庭的小数据包括各种家用电器、用户电箱和各类开关,以及家庭用户的内部线路,以及一些电表。厂区小数据包括电气机械和工具、电气设备,还有一些电气巡检、智能管道等。另外还有建筑物的小数据,比如各种中央空调、消防设施、电梯等。 ; 此外,还有一些城市基础设施的小数据,如公交、地铁、燃气、通讯、红绿灯等。

对于电力系统本身来说,在发电和输变配电环节也有一些小数据,比如环境数据,比如温湿度、盐度,设备状态数据(比如设备温度等)。还有附属设施的数据,例如电缆隧道的环境数据、安全预防措施数据和电气建筑状态数据。还有一些电力设施的微气象数据,如风速、温速、降水等。

电力系统是世界上最大的工程系统。它由许多设备组成。每台设备都可以通过物理 ID 进行管理,从工厂到使用寿命结束。只有基于物联网技术,才能实现全生命周期的供应链管理,这也是物联网的价值之一。

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泛在电力物联网能做什么?

比如电动汽车的接入,他可能要跑到不同的部门去跑不同的东西。实现物联网后,他只需要申请一次所有环节,就可以打通。国家电网提出泛在电力物联网的两大目标。一是2019-2021年,战略突破期。这三年后,泛在电力物联网将初步建成;经过三年的完善,到2024年完成泛在电力物联网。建设内容包括对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护6个方面,11个重点方向。

内部业务是提高客户服务水平,提高企业经营业绩,提高电网安全经济水平,实现清洁能源消纳。对外业务,一是建设智慧能源综合服务平台,二是培育发展新业务,三是构建能源生态系统。此外,实现数据共享和基础支撑,进行技术突破(包括芯片研发),提升网络安全性。所以泛在电力物联网是一个很大的产业链,应该说各个方面的投资都会带来很多机会。

根据这些数据可以做什么?

例如,在物联网平台上开发新业务,这些数据可以收集并存储在公共云平台中。在此基础上,可建设智慧配电、智慧用电、智慧园区等综合能源服务。,也能与用户建立良好的互动。

物联网架构之一是前端智能感知层终端到物联网模块,模块到基站。这部分是物联网无线通信的核心技术。基站手机数据后可以上传到云服务器平台,可以通过传统运营商3G、4G网络,也可以通过电力有线/无线专网,在这个平台的基础上,进行各种业务应用可以建立起来,这是从感知层到网络层,到平台层,最后到应用层的完整链接。

物联网是一步步发展起来的,目前泛在电力物联网还处于布局的初级阶段,所以一开始的重点应该放在感知层和网络层的发展上,因为经过这两层的基础打好了,平台层可以后面再建,应用层只能后面才能到。刚开始是投资阶段,有足够的资金做感知层和网络层能源物联网,所以我觉得初期的投资可能在这方面。

物联网+车联网_能源物联网_车联网 物联网

提出了物联网建设的11项重点工作,包括对内对外业务、创新商业模式、提升客户服务体验等。实现全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新,需要连接未连接的设备和客户,连接未连接的业务,共享未共享的数据,形成跨专业数据共享的生态系统,挖掘数据价值过去没有使用过。

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如何参与泛在电力物联网?

泛在电力物联网属于基础设施。我觉得一开始是国家电网自己投资的,然后可以在这个基础上发展一些增值业务。

为什么要提供所有时间和空间的实时数据?有了这些数据,就可以以数据为中心建立一些服务。比如合同能源管理现在是一种节能服务,现在的管理系统应该是一个比较笨的黑匣子。在电力(能源)需求数据的基础上,节能服务可以更加优化,第三方获得的利润可能会更多一些。泛在电力物联网可以看作是一个基础平台,可以在上面开展一些创新的增值服务。比如综合能源服务,还有互联网金融、大数据运营、大数据征信、光伏云网、在线供应链金融、虚拟电厂、基于区块链的新能源服务、智能制造,甚至一些芯片。

在泛在电力物联网建设初期,市场上从事物联网设备研发的厂商可能会有很多机会,比如模组、终端等。物联网设备最初由国家电网支付,应该对这些企业有利。.

除了目前的配电终端,包括用电信息采集、智能电表等,未来还需要增加哪些设备设施才能实现泛在电力物联网?

除了电表,还有各种传感器,从电力设备的角度来看,包括温度测量、电气设施环境;从用户端,包括智能电表、智能家电、智能充电桩,甚至漏电监测,以及能效管理、智能楼宇、智能消防;物联网功能的实现需要各种不同的传感器,由不同的厂家研发生产。

从行业利益的先后顺序来看,物联网的发展具有内在的逻辑顺序。没有感知层和网络层,就没有办法做其他事情。因此,在物联网发展初期,感知层和网络层是关键。这两层的架构如果基本完善,平台肯定是关键。第一个平台层是管理物联网本身的网络,第二个是对外提供接口,包括操作系统等,也是基础设施。最终,要产生价值,还是要到应用层,所以它有一定的逻辑顺序,一步一个脚印地发展。

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