一部人類發(fā)展史同時也是能源發(fā)展史,工業(yè)革命的發(fā)端與能源利用方式有著極為密切的關系。當今,世界能源領域正處于大變革和大調(diào)整之中,清潔能源如何利用,將決定人類社會的生產(chǎn)和生活面貌如何重新塑造。
面對國際能源轉型和發(fā)展的新趨勢,包括高比例可再生能源對傳統(tǒng)能源基礎設施和供給方式帶來的巨大沖擊,集中式大規(guī)模能源供給逐步讓位于分布式能源供給等;能源生產(chǎn)和消費的界限開始變得模糊;能源消費的多元性、多變性,對能源基礎設施提出了新的要求。在此情況下,如何發(fā)展與未來數(shù)字社會、智能社會相匹配的能源動力系統(tǒng),成為世界能源革命的主要研究課題。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的提出,恰恰順應了國際發(fā)展潮流和新時代能源基礎性變革的需要,以電力作為鏈接萬物的基本媒介之一,通過與信息和通訊技術(ICT)的結合,打通用能與供能環(huán)節(jié),以最低的成本和最高效的方式,極大降低社會的運轉成本,提升全社會的福利水平。這不僅是一場理念革命,還是一場能源技術革命、管理體制革命,同時也可能是一種新的生活方式的創(chuàng)造和引領。
在實現(xiàn)內(nèi)部互聯(lián)、外部互通、行業(yè)互融、行業(yè)增值的過程中,集中內(nèi)外部資源、撬動和整合外部資源、共同精準發(fā)力非常重要。
如何實現(xiàn)“內(nèi)部互聯(lián)”
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設,首先要建立在摸清自家家底的基礎之上。
具體來看,充分集成于移動互聯(lián)、人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術與電力本身的有機鏈接,實現(xiàn)電網(wǎng)原有和新增基礎設施及其所在環(huán)境信息的識別、感知、互聯(lián)和控制,從而能夠實現(xiàn)電力信息傳感設備與通信信息資源結合,包括感知層、網(wǎng)絡層、平臺層和應用層,建立傳統(tǒng)電力通道所有環(huán)節(jié)信息化和數(shù)字化體系,推動電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合,包括著力構建能源流、業(yè)務流、數(shù)據(jù)流“三流合一”以及能源雙向(相對傳統(tǒng)單向流動)流動實時動態(tài)監(jiān)測的全息互聯(lián)網(wǎng)。
通過實現(xiàn)“內(nèi)部互聯(lián)”,不僅要解決設施鏈接并實現(xiàn)電力的數(shù)字化和智能化問題,更重要的是實現(xiàn)深度學習和智慧管理,即“一張網(wǎng)”。所有設施信息(包括其電力設施運行狀態(tài)、電流實時傳送和配送等)動態(tài)鏈接,一目了然,將極大降低電網(wǎng)的人工維修成本、電網(wǎng)監(jiān)測成本、調(diào)度成本,增加及時響應能力,更好提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性、安全性和柔韌性。當然,這個內(nèi)部互聯(lián)還涉及到“數(shù)據(jù)融通”的問題,即創(chuàng)新性設計不同設備轉換的“解碼”,形成一種“語言”。
內(nèi)部互聯(lián),基本上是電力系統(tǒng)自身內(nèi)部的優(yōu)化調(diào)整問題,內(nèi)部可控,無論是技術上還是管理上相對容易實現(xiàn)。這一步,也是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的第一層價值。
如何實現(xiàn)“外部互通”
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的核心價值,在于實現(xiàn)與所有“涉能”設備的無縫鏈接,最大化地實現(xiàn)電力的價值。
實現(xiàn)這個目標,需要電網(wǎng)與所有供能和耗能設施/設備的“互通”,即信息的鏈接和傳輸、反饋,形成一個“閉環(huán)”,從而真正形成一個具有無限價值的可挖掘、可分析、可集成的數(shù)據(jù)庫。這些數(shù)據(jù)的形成和獲取,將成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進行設施或設備優(yōu)化最基本的依據(jù),同時也為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進行大范圍、全領域進行優(yōu)化和重新架構提供了可能。
“外部互通”既涉及億萬普通消費者和生產(chǎn)者,也涉及相當數(shù)量的電力生產(chǎn)商以及用能設備制造商;既有工業(yè)部門、農(nóng)業(yè)部門,還有商業(yè)部門等。單靠電力部門推動實現(xiàn)“互通”,巨大成本既難以承受,時間又難以保證。因此,對于不同的部門、不同的對象應采取不同的切入方式。
對于現(xiàn)有的普通電力用戶而言,電力部門通過智能電表可以獲得消費者的用電總量以及用電的時間分布和用量數(shù)據(jù),而對于具體的各個用能設備的耗能情況以及用電行為則難以掌握。由此,電力部門需要與用電設備供應商之間建立合作關系,通過設置信息分享式的智能模塊和傳感器分享數(shù)據(jù)信息。設備供應商可以獲得其設備運行狀態(tài)的相關數(shù)據(jù),用以改進其設備性能或者設備升級換代的基本數(shù)據(jù)依據(jù),實現(xiàn)產(chǎn)品升級迭代,而電力部門則獲得消費者消費行為數(shù)據(jù),用來調(diào)整電力等資源配置。
由于涉及不同的群體,“外部互通”實現(xiàn)的難度和方式也存在巨大差異。而具體實現(xiàn)方式將對未來價值創(chuàng)造以及價值分享方式有著重大的影響。顯然,這一步對于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)極為重要,決定著能否真正實現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。這個階段是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)真正實現(xiàn)的第二層價值,也是終極價值。
如何實現(xiàn)“行業(yè)互融”
傳統(tǒng)的電網(wǎng)及其支持性設備已與各行各業(yè)通過電力供求關系建立了物理上的鏈接,但這種鏈接沒有融合信息和通訊技術,相互之間的溝通是簡單的、單向的。建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng),就是要打破這種信息溝通上的單一性,實現(xiàn)信息融合,即電力信息“語言”與行業(yè)信息“語言”的轉換。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與各個行業(yè)的互聯(lián),建立的將是全新的生態(tài)圈。這個生態(tài)圈,是電力部門與相關行業(yè)部門相互合作而建立的“數(shù)據(jù)”共享,這個“數(shù)據(jù)共享”的數(shù)據(jù)產(chǎn)生端既可能控制在電力部門,也可能控制在工業(yè)部門,還可能通過建立與各個行業(yè)的電力+信息數(shù)據(jù)“共享模塊”,實現(xiàn)各自數(shù)據(jù)的實時傳輸。
無論如何,通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)“生態(tài)圈”的建立,各個用能大戶或者設備供應商能夠及時獲得實時動態(tài)的用能數(shù)據(jù),一方面可以進行內(nèi)部用能綜合情況的信息,另一方面可以根據(jù)電價的實時波動安排自身生產(chǎn)活動,實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。而電力部門則能夠獲得各個行業(yè)、各個部門的用能行為和習慣,從而更加靈活有效地進行電力調(diào)配、峰谷調(diào)節(jié),實現(xiàn)各方共贏。
如何實現(xiàn)“行業(yè)增值”
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建立,將極大推動電力部門自身價值創(chuàng)造的轉型,即電力部門將成為最大的數(shù)據(jù)服務商。如果電力僅僅作為一項基本服務和鏈接媒介,其自身產(chǎn)生的價值將僅僅是電力行業(yè)本身的基本板塊。而信息本身的價值將是無限的,通過數(shù)據(jù)的挖掘、分析、提煉,將產(chǎn)生無數(shù)的衍生價值。
具體而言,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)首先作為一個公共的信息平臺,將為各個涉能部門提供基本的數(shù)據(jù)信息服務,而通過信息數(shù)據(jù)服務可調(diào)節(jié)自身用能或決策供能行為。這既是電網(wǎng)本身動態(tài)的調(diào)整過程,也是全社會相關部門的動態(tài)調(diào)整過程。信息服務,對于普通消費者而言,可以是免費服務;而對于生產(chǎn)部門或者用能部門可以采取收費服務。對于有特殊需求的用能部門,電力部門可以采取私人定制服務,實現(xiàn)電力市場的場細分。
除此之外,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建成還將創(chuàng)造更多的投融資服務、分時租賃服務(私人供能部門)、包銷服務(售電公司)、電力交易(不同區(qū)域)等。這些都將有利于電力部門實現(xiàn)“行業(yè)”增值服務,從而實現(xiàn)電力部門和各個部門的價值最大化。
可以預見,未來智能社會的發(fā)展將進一步豐富泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容,比如隨著無人駕駛汽車的到來,智能充放電服務也將成為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,進一步增強電力部門的靈活性。同時,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,也會進一步加速智能家居時代的發(fā)展。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)推進的核心在于能否在實現(xiàn)全社會用能安全和穩(wěn)定的前提下,實現(xiàn)成本的降低、電力的清潔化,以及電網(wǎng)運行的靈活性??梢灶A見的是,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設和發(fā)展必將掀開能源工業(yè)與社會各行各業(yè)融合發(fā)展的新時代,并與其他形式的能源物聯(lián)網(wǎng)一道擔當起我國能源系統(tǒng)變革的歷史重任。
(作者系思睿國際負責人,中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會首席顧問專家支持組專家)