中國儲能網(wǎng)訊：全聯(lián)接電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的ICT(Informationandcommunicationtechnology)平臺架構(gòu)，基于這個平臺之上實(shí)現(xiàn)“源-網(wǎng)-荷-儲”的協(xié)同以及能量流與信息流雙向流動特性的大能源互聯(lián)圈，開啟能源互聯(lián)網(wǎng)的新時代。
2015年2月，中國國家電網(wǎng)董事長劉振亞先生的新書《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》出版，在業(yè)內(nèi)引起強(qiáng)烈反響，“能源互聯(lián)網(wǎng)”的話題再度被人們熱議。
“能源互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)運(yùn)而生
如《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》一書中所述，世界能源的發(fā)展經(jīng)歷了從薪柴轉(zhuǎn)向煤炭、石油、天然氣等化石能源的發(fā)展歷程，為第一次、第二次工業(yè)革命提供了動力保障。過度依賴化石能源的發(fā)展方式不可持續(xù)，帶來資源枯竭、成本增加、環(huán)境污染、氣候變化等緊迫問題，清潔能源是未來的發(fā)展方向。同時全球的能源在供給、環(huán)境、配置、效率等方面面臨著諸多的挑戰(zhàn)。在地球的另一端，能源互聯(lián)網(wǎng)概念最早的鼻祖杰里米˙里夫金(JeremyRifkin)先生在《第三次工業(yè)革命》提到解決全球能源問題的根本的出路，在于把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相結(jié)合，在能源開采、配送、利用上從石油世紀(jì)的集中式變?yōu)橹悄芑稚⑹剑瑢⑷虻碾娋W(wǎng)變成能源共享網(wǎng)絡(luò)。
能源互聯(lián)網(wǎng)的熱議與巨大的市場空間是分不開的。安信證券預(yù)測，中國能源互聯(lián)網(wǎng)市場將超過5萬億，能源互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)機(jī)會在電力調(diào)配、交易市場和微電網(wǎng)為中心的網(wǎng)絡(luò)中傳遞，包括能源產(chǎn)品交易、能源資產(chǎn)服務(wù)、能源增值服務(wù)、設(shè)備與解決方案的電子商務(wù)等，重點(diǎn)在尋找能源互聯(lián)網(wǎng)的平臺和入口，包括工業(yè)和建筑需求側(cè)管理、家庭能源管理、智慧風(fēng)場、光伏電站和充電樁等。與中國相比，美國和德國在能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)走在前面。美國電氣巨頭GE將電力發(fā)、輸、配、用、電等全過程物聯(lián)網(wǎng)，撮合發(fā)用電交易，并開展維修、節(jié)能等增值服務(wù)，其能源管理收入規(guī)模已達(dá)440億元。德國有1100多家售電公司，圍繞光伏、儲能、電動汽車領(lǐng)域衍生出各種創(chuàng)業(yè)型公司。
那么什么是能源互聯(lián)網(wǎng)?在這里，我們借用清華大學(xué)曹軍威先生的定義，能源互聯(lián)網(wǎng)其實(shí)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構(gòu)建的新型信息能源融合“廣域網(wǎng)”，它以大電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”，以微網(wǎng)為“局域網(wǎng)”，以開放對等的信息能源一體化架構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用，因此可以最大限度地適應(yīng)新能源的接入。雖然業(yè)界的專家從不同的視角給出的解釋略有不同，但是愿景是相同的，既實(shí)現(xiàn)能源的安全、清潔、高效、可持續(xù)。另一方面，提供ICT解決方案的通信企業(yè)華為認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)相比，具有如下的特征：新能源與分布式能源的廣泛接入，與消費(fèi)者實(shí)時雙向互動的彈性電網(wǎng)，開放的能源交易平臺，海量智能終端的使用，大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生及應(yīng)用。
能源互聯(lián)網(wǎng)趨勢下的全聯(lián)接電網(wǎng)
不管是劉振亞先生的全球能源互聯(lián)的概念，還是里夫金先生的智能化分散式共享能源網(wǎng)絡(luò)的概念，里面都提到了一個關(guān)鍵的技術(shù)---信息通信技術(shù)?？梢哉f，信息通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)與必要前提條件。
2014年9月，華為在澳大利亞布里斯班舉辦的全球電力峰會上，攜手全球著名的咨詢商IDC發(fā)布了《全聯(lián)接電網(wǎng)白皮書》，這也是華為在全球首次提出全聯(lián)接電網(wǎng)的理念和愿景。IDC亞太區(qū)總裁ChristopherHolmes在會上談到，“ICT作為聯(lián)接電網(wǎng)與自動化應(yīng)用程序的橋梁，極大激發(fā)了電網(wǎng)智能化，從單向到雙向，電網(wǎng)內(nèi)部以及電力企業(yè)和用戶之間正在進(jìn)行高度互動。在這個嶄新的智能電網(wǎng)時代，一切能從互聯(lián)中受益的事物都將聯(lián)接起來?！?
互動兼容、智慧調(diào)控、統(tǒng)一協(xié)同、堅強(qiáng)自愈是全聯(lián)接電網(wǎng)的特征，全聯(lián)接電網(wǎng)本質(zhì)上就是能源互聯(lián)網(wǎng)的ICT基礎(chǔ)架構(gòu)。全聯(lián)接電網(wǎng)有三個愿景：電網(wǎng)數(shù)據(jù)全共享，通信網(wǎng)絡(luò)全敏捷，智能終端全聯(lián)接。
1、電網(wǎng)數(shù)據(jù)全共享
基于云計算及大數(shù)據(jù)平臺整合分散的資源，提高計算能力，實(shí)現(xiàn)電力數(shù)據(jù)共享，同時實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)深度挖掘，提供商業(yè)智能BI，輔助決策分析，促進(jìn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)智慧調(diào)控。
電力系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)和信息的增長無疑為系統(tǒng)的運(yùn)行和高級分析帶來巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。在歐美的一些大數(shù)據(jù)公司，已經(jīng)將電力企業(yè)數(shù)量大、龐雜無需的智能儀表數(shù)據(jù)與天氣數(shù)據(jù)、建筑物信息等結(jié)合起來，經(jīng)過深度的分析挖掘后，將數(shù)據(jù)變現(xiàn)。一方面可以向售電公司及用電企業(yè)提供決策支撐，幫助公共事業(yè)公司了解用戶用能耗情況，合理設(shè)計需求側(cè)相應(yīng);另一方面通過公共事業(yè)公司授權(quán)面向用戶，用戶可以借此進(jìn)行能耗管理，響應(yīng)需求管理。
在電網(wǎng)數(shù)據(jù)全共享的過程中，大數(shù)據(jù)平臺和云計算技術(shù)起到了關(guān)鍵的支撐作用。這兩方面，華為都有戰(zhàn)略性投入和豐富的應(yīng)用實(shí)踐。從2009年起，華為就開始投入大數(shù)據(jù)，如今已經(jīng)取得開源社區(qū)、客戶和生態(tài)伙伴的共同認(rèn)可。目前華為已累計成功部署了500多大數(shù)據(jù)項目，同時，已有200多合作伙伴的行業(yè)方案采用了華為FusionInsight大數(shù)據(jù)平臺。
在云計算領(lǐng)域，華為推出了面向未來的SD-DC2，即業(yè)務(wù)驅(qū)動的分布式云數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。它不僅能夠讓傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)與新業(yè)務(wù)都更高效地運(yùn)行和管理;還能使IT資源按業(yè)務(wù)感知，實(shí)現(xiàn)更靈活的共享和彈性伸縮，幫助客戶實(shí)現(xiàn)更加敏捷的業(yè)務(wù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型。目前華為已經(jīng)在全球部署了超過160個云數(shù)據(jù)中心，在能源領(lǐng)域服務(wù)了中國國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、沙特電力、中石油等。
在能源行業(yè)，傳統(tǒng)的辦公業(yè)務(wù)已經(jīng)逐步完成了向云遷移的過程，在對實(shí)時性和可靠性極高的核心調(diào)度SCADA領(lǐng)域，依然使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。2014年，華為和國電南自在配網(wǎng)領(lǐng)域進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新，將配電主站業(yè)務(wù)通過華為的云平臺來承載，測試結(jié)果完全滿足實(shí)際應(yīng)用要求。云平臺承載配電主站業(yè)務(wù)有3個核心價值，一是提升了配網(wǎng)主站硬件的資源利用率，二是在當(dāng)前配網(wǎng)飛速發(fā)展階段使得主站的擴(kuò)容更加的靈活，三是使得傳統(tǒng)的1+1的備份方式變?yōu)?+N，主站系統(tǒng)更加安全。相信在不久的將來，云技術(shù)也會運(yùn)用到能源行業(yè)的關(guān)鍵生產(chǎn)業(yè)務(wù)中去。
2、通信網(wǎng)絡(luò)全敏捷
多樣的、融合的敏捷通信，及快速、安全、大容量電力骨干網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)電力業(yè)務(wù)的泛在接入、高速、雙向互動。
海量的數(shù)據(jù)采集與基于云計算的大數(shù)據(jù)平臺之間需要的是一條寬闊、堅強(qiáng)的信息高速公路，也就是大帶寬、高可靠的電力骨干網(wǎng)絡(luò)。這條骨干網(wǎng)絡(luò)肩負(fù)著日益增長的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，承載著實(shí)時性要求極高的電力信息流。我們需要網(wǎng)絡(luò)足夠?qū)掗?，以承載當(dāng)前以及未來幾年的數(shù)據(jù)增長。像泰國等一些國家的電網(wǎng)公司，隨著業(yè)務(wù)的爆發(fā)性增長，數(shù)據(jù)類、視頻類業(yè)務(wù)的增加，骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求超過了萬兆，已經(jīng)在開始8T波分網(wǎng)絡(luò)的試點(diǎn)建設(shè)。除了大帶寬，我們還需要網(wǎng)絡(luò)足夠可靠，當(dāng)出現(xiàn)極端災(zāi)害的情況下，仍能保證重要的電力數(shù)據(jù)可以實(shí)時通信。堅強(qiáng)自愈的骨干通信網(wǎng)是保證電網(wǎng)的堅強(qiáng)自愈的基礎(chǔ)。華為除了一如既往的滿足輸電網(wǎng)通信的長距離、大容量、高可靠需求;還同時實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)承載各種類型的電力業(yè)務(wù)，內(nèi)置PCM實(shí)現(xiàn)變電站業(yè)務(wù)的“all-in-one“通信，滿足當(dāng)前及今后數(shù)年業(yè)務(wù)多樣化發(fā)展.比如華為WDM/OTN設(shè)備可以支持單光纖達(dá)8Tbps的帶寬，在滿足電力公司業(yè)務(wù)擴(kuò)展需求的同時還可以通過帶寬租賃帶來新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn);華為Hybrid-MSTP設(shè)備可以一臺設(shè)備同時兼容TDM和IP兩個通信平面，滿足智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)IP化演進(jìn)的需求，在包括中國國家電網(wǎng)、德國E.ON、韓國KEPCO等都應(yīng)用了華為產(chǎn)品建設(shè)骨干網(wǎng)絡(luò)。
另一方面，隨著電網(wǎng)數(shù)據(jù)全共享的進(jìn)程，多元化業(yè)務(wù)的頻頻出現(xiàn)，讓電力數(shù)據(jù)網(wǎng)忙得不可開交，隨著全球電力信息化進(jìn)程的推進(jìn)，更多類型的業(yè)務(wù)流量不斷涌入數(shù)據(jù)網(wǎng)。需要針對不同的電力業(yè)務(wù)和應(yīng)用動態(tài)部署計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能，需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具備虛擬化能力，可以動態(tài)加載不同的網(wǎng)絡(luò)功能，這就是SDN網(wǎng)絡(luò)。華為基于軟件定義的思想，以“敏捷控制器”為核心，以敏捷分支、敏捷園區(qū)、敏捷數(shù)據(jù)中心、敏捷廣域四大解決方案為支柱的端到端敏捷網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，有效的提高電力企業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源利用率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)敏捷、業(yè)務(wù)敏捷。目前華為的敏捷網(wǎng)絡(luò)方案，已經(jīng)成功運(yùn)用在包括中國國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、粵電集團(tuán)、中石油等300多個廣域網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中。
3、智能終端全聯(lián)接
智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)利用開放的M2M平臺、豐富的接口，實(shí)現(xiàn)智能終端、傳感器、控制器等的雙向高速互聯(lián)，為電力終端設(shè)備有效接入能源物聯(lián)網(wǎng)提供通道。
華為預(yù)測，到2025年，全球?qū)a(chǎn)生1000億的聯(lián)接，這其中的90%以上將會來自于物與物的聯(lián)接。在中國，近幾年每年約有數(shù)千萬塊智能電表投入運(yùn)營，在中國國家能源局最新發(fā)布的《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃(2015—2020年)》明確提出，2015至2020年，配電網(wǎng)建設(shè)改造投資不低于2萬億元，配用電領(lǐng)域的智能化改造是未來中國電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)。全球來看，歐盟頒布法令，要求成員國2020年之前完成80%的智能電表的改造。除了在配用電環(huán)節(jié)的智能表計、配網(wǎng)智能終端以外，在電網(wǎng)的發(fā)電、輸電、變電以及資產(chǎn)管理等各環(huán)節(jié)都存在大量的傳感器、智能終端等設(shè)備。這些智能設(shè)備都需要依靠各種有線、無線的NAN網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接到智能網(wǎng)關(guān)上，通過智能網(wǎng)關(guān)再接入到骨干網(wǎng)絡(luò)，使遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測成為可能，同時也為大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)來源。
在實(shí)現(xiàn)智能終端全聯(lián)接過程中，需要考慮一些實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)，如海量終端的接入、安裝施工的便利性、不同智能終端的兼容和適配等。華為在該領(lǐng)域有三個重要產(chǎn)品與技術(shù)來應(yīng)對：Hi-PLC、LTE-M、LiteOS。
PLC(Power-linecommunication)技術(shù)借助電力線來傳輸數(shù)據(jù)，對于電力企業(yè)來講不需要重新布線，實(shí)現(xiàn)簡便，在電力行業(yè)被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的PLC技術(shù)存在著傳輸速率低、通信可靠性差的問題。華為海思基于IEEE1901寬帶PLC標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)的Hi-PLC芯片技術(shù)，在通信速率上達(dá)到2Mbps以上，比傳統(tǒng)PLC提升了20倍以上?；谕ㄐ蓬l段選擇和自適應(yīng)技術(shù)，避開了傳統(tǒng)的通信噪點(diǎn)同時可以動態(tài)的選擇質(zhì)量良好的頻段，通信可靠性相比傳統(tǒng)PLC得到大幅提升。在華為實(shí)施的AMI(AdvancedMeteringInfrastructure)項目中實(shí)測，安裝了華為Hi-PLC通信模塊的智能電表一次抄表成功率達(dá)到100%。同時Hi-PLC技術(shù)支持IPv6，滿足海量智能終端接入。
LTE-M(LTE-MachinetoMachine)是基于LTE演進(jìn)的，面向物聯(lián)網(wǎng)的最新一代4.5G技術(shù)。相比LTE技術(shù)，LTE-M能夠提供多達(dá)100倍的深度覆蓋增益和千倍以上的聯(lián)接能力，而終端功耗只有LTE的1/10，同時LTE-M僅需200KHz的頻譜資源，并重用存量網(wǎng)絡(luò)的資源。以上優(yōu)點(diǎn)非常符合能源企業(yè)智能終端分布廣、數(shù)量大、獲取頻點(diǎn)資源難等實(shí)際困難，幫助能源企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速低成本大范圍的無線覆蓋。華為攜手上海聯(lián)通和中國聯(lián)通網(wǎng)研院于2015年在上海開通了全球首個LTE-M的試點(diǎn)，并試點(diǎn)成功了智能泊車業(yè)務(wù)。隨著相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步落地，LTE-M將會是能源互聯(lián)網(wǎng)未來非常重要的通信手段之一。
LiteOS是華為在2015年5月的網(wǎng)絡(luò)大會上正式發(fā)布的最輕量級面向物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)，系統(tǒng)體積只有10KB級，具備零配置、自組網(wǎng)、跨平臺的能力，可以廣泛應(yīng)用到智能終端、傳感器、智能家居等領(lǐng)域。并且該系統(tǒng)像Android系統(tǒng)一樣，全部開源，降低智能硬件的開發(fā)門檻，讓物聯(lián)網(wǎng)有了統(tǒng)一的開放平臺，并于合作伙伴一起推動整個行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化。
上述的三種創(chuàng)新的ICT產(chǎn)品與技術(shù)，華為在這些領(lǐng)域中已經(jīng)走在了全球的前列，成為核心的貢獻(xiàn)者。它們也是實(shí)現(xiàn)智能終端全聯(lián)接的關(guān)鍵核心技術(shù)，為能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施提供強(qiáng)有力的支撐。
暢想未來-能源互聯(lián)網(wǎng)的延伸與擴(kuò)展
能源互聯(lián)網(wǎng)最終實(shí)現(xiàn)是形成服務(wù)范圍廣、配置能力強(qiáng)、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置一體化。在電力企業(yè)可以形成基于能源、基于消費(fèi)的大數(shù)據(jù)分析，例如：收集電力系統(tǒng)各部件的運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析并感知出設(shè)備器件的運(yùn)行狀態(tài);分析局部負(fù)荷增長原因，預(yù)測增長趨勢;對消費(fèi)者用電習(xí)慣與特點(diǎn)的分析，引導(dǎo)合理用電等。延伸至消費(fèi)者領(lǐng)域，就是我們現(xiàn)在常提到的“SmartHome”的理念，每個家庭都是整個能源互聯(lián)網(wǎng)中的一個網(wǎng)元，聯(lián)接著每個家庭的太陽能微網(wǎng)、電動汽車乃至冰箱、空調(diào)等家用電器，通過智能的調(diào)節(jié)管理形成與區(qū)域電網(wǎng)的互相調(diào)節(jié)平衡。未來我們可以預(yù)見的是隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，能源產(chǎn)生和消費(fèi)的效率大幅提升，能源可以像商品一樣自由的流通和交易。能源互聯(lián)網(wǎng)最終會走向消費(fèi)端，例如智能家庭、智慧社區(qū)、電動汽車、家庭能源管理等，這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并不涉及的領(lǐng)域。走入消費(fèi)端的能源互聯(lián)網(wǎng)將具備更大的想象空間和創(chuàng)新的商業(yè)模式。
