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2019年中国泛在电力物联网简介、建设泛在电力物联网的意义及未来建设重点分析[图]

2019年05月17日 13:46:00字号:T|T

    一、泛在电力物联网是什么?

    1、泛在电力物联网建设成为当下国网最重要任务

    泛在电力物联网建设计划已经酝酿1年有余。在2018年年初,国家电网公司信息通信工作会议上已提出要打造全业务泛在电力物联网”,建设智慧企业,引领具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业建设。此后华为与南瑞信通积极响应,推出IoT-G230MHz“使能全业务泛在电力物联网”方案(其是基于4.5G,面向5G的解决方案,通过电科院测试,具有全频段,抗干扰等9大优势),之后电科院副院长王继业发表专题报告进一步明确了泛在电力物联网的架构形式,产业关注度逐节提升。

    随着如何建设泛在电力物联网概念的明晰,国网对其部署的节奏也在加快。2019年两会上国网正式提出建设“三型两网”的战略目标(两网:坚强智能电网和泛在电力物联网)规划。3月8日国网董事长寇伟及众领导于北京召开“泛在电力物联网”专项部署工作会议,董事长寇伟表示国网“最紧迫、最重要的任务就是加快推进泛在电力物联网建设”,泛在电力物联网战略地位之高不言而喻。会议提出两阶段战略建设安排,至2021年初步建成网路,基本实现业务协同和数据贯通,初步实现统一物联管理等目标;至2024年建成该网路,全面实现业务协同、数据贯通和统一物联管理等要求。作为实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知等特征的智慧服务系统,泛在电力物联网由国网层面统一推动望加速推进相关企业的业务拓展。

泛在电力物联网主要大事记

数据来源:公开资料整理

国网明确泛在电力物联网将分两个阶段建设

数据来源:公开资料整理

    12、如何理解泛在电力物联网?

    “泛在网”即广泛存在的网络,它以无所不在、无所不包、无所不能为基本特征,以实现在任何时间、任何地点、任何人、任何物都能顺畅地通信为目标。

    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,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服务系统,其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的(互联网、电信网甚至电力通信专网)结合,从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。具有连接的泛在性、终端的智能化、数据的共享性、服务的平台化四大特征。

泛在电力物联网具有四大特征

数据来源:公开资料整理

    二、强调泛在电力物联网建设意在何为?

    2.1、泛在电力网是坚强智能电网向能源互联网升级的必要环节

    1、国网规划2020年全面建成智能电网,当前已具备坚实基础

    2019年1月,国家电网公司在北京召开两会,会上提出了建设“三型两网”的目标,所谓的两网,指的就是坚强智能电网和泛在电力物联网。坚强智能电网是以特高压骨干网架和各级电网协调发展的坚强电网为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个坏节,覆盖所有电压等级,以信息化、自动化、互动化为特征,实现“电力流、信息流、业务流”的一体化融合的坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。我国自2007年华东电网提出“智能电网可研项目”以来,已经过10余年,目前国内配网自动化与智能电表覆盖率都实现了明显的提升。

    依照国网规划,2020年将全面建成坚强智能电网,技术和装备全面达到全国领先水平。细分目标又可以划分为发电、线路、变电、配电、用电服务、调度环节和通信信息平台七大方面。

    目前智能电网运行顺利,而泛在电力物联网尚存在难点。从“两网”看,智能电网运行得到了市场充分考验。而主要靠“大云物移智”等新型信息通信技术支撑的泛在电力物联网,存在着难点——电力行业有着一系列的特殊性,如电力产品产供销瞬间完成、不能储存、投资短期难以见效、社会效益无法用财务衡量计算等,“大云物移智”要结合电力领域中的特有属性来应用。

国网对2020年坚强智能电网建设提出具体目标

数据来源:公开资料整理

    能源互联网是顺应能源发展的必然形态

    建设运营好“两网”,其最终目的为了实现建设世界一流能源互联网企业的目标追求。能源互联网的构成,需要智能电网与泛在电力物联网“两网”的深入融合,因此泛在电力物联网的建设不可或缺。

电网的发展可以分为三个阶段

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    能源互联网是源、网、荷、储、人等各能源参与方互联的基础平台,能源参与者可能同时具备能源生产与消费的双重身份,实现多种能源的相互转化和优化配臵,通过能源流、业务流和数据流的三流合一,实现“互联网”式的双向交互、平等共享及服务增值。

    能源互联网属于典型的工业物联网,以电网为网络枢纽,连接能源生产和能源消费。通过先进信息、通讯、大数据、人工智能、互联网技术的深度融合,建设发、输、配、用、储等环节的互联互通、全息感知、高效分析、智能控制、灵活共享的泛在电力物联网,实现能源供需的实时匹配、安全经济、智能响应、高效服务。

能源互联网结构图

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    2、两网融合战略是破解当前传统电力行业瓶颈的有效途径

    新能源占比提高导致电网形态发生变化、电改降费导向使传统电力企业经营遭遇压力和数字互联经济促社会经济形态发展变化是当前电力行业面临的三大突出问题,能源互联网是顺应能源和数字信息融合发展趋势的产物,望解决上述问题,而建设泛在互联网是发展变革的有效前臵途径。

电力行业发展难题要求必须发展能源互联网

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    电网形态发生变化:由于风光发电具有间歇性,对系统的调节能力(调峰、调频)提出更高要求,而我国电源结构单一,缺少调峰、调频机组,储能技术尚未大规模应用,导致电网灵活性不足,造成弃风、弃光现象经常发生。用户侧新能源大量涌现,时空不定、潮流双向。电网缺乏与外部环境的互动,导致新能源消纳与电网安全稳定运行之间的矛盾日益突出。

    企业经营遇到瓶颈:一是市场竞争主体增多。随着电力体制改革进一步深入(9号文放开售电侧和增量配网业务),上千家售电公司涌现。同时“互联网+”行动计划促使行业外公司采用互联网的创新方法开展跨界经营,资本快速涌入。二是新能源的大量建设。导致传统电量增长减速,特别是分布式电源大量出现,形成产销一体和供需直接交易。

    同时政府提出降低输配电价的工作要求,发电与输电企业面临的压力在增大。

    社会经济形态发生变化:互联网思维和技术推动社会进入网络经济时代,社会多要素共享已经成为新一轮科技竞争和产业革命的新业态、新模式。网络经济通过平台对接匹配供需双方,打造双边市场,颠覆了很多传统产业,同时也有诸多行业依托互联网思维形成新业态。网络经济对传统电力工业带来巨大的挑战,经营模式面临调整与变革。

    我们认为国网提出的“三型两网”建设能源互联网战略是解决上述三个问题的的有效途径,未来基于5G、人工智能等众多互联网技术和模式,望对传统电网进行赋能。

    3、泛在电力物联网是国网“三型两网”战略目标的重要拼图

    2019年1月,国家电网公司在北京召开内部两会,会上提出了建设“三型两网”的目标,三型指的是建设具有枢纽型、平台型、共享型特征的能源互联网企业,两网指的是建设运营好坚强智能电网、泛在电力物联网。华北电力大学能源互联网研究中心主任曾鸣认为:“国家电网提出的“三型两网”战略,“三型”是目标,而“两网”是实现目标的手段。

    坚强智能电网,主要指能源的供给侧,或者说电力供给侧,主要强调以特高压为骨干网架的多级电网的协调发展,也就是“坚强智能电网”。它非常关键,也是中国能源和电力供给侧进行结构性改革必须有的基础支撑。
泛在电力物联网,侧重用户侧或者说能源的需求侧,指利用“大云物移智”(大数据、云计算、物联网、移动互联网、智慧城市)等先进信息通信技术,促进能源需求侧实现多元化、低碳清洁化、综合化发展,提升能效的同时降低对环境的负面影响,从而实现用能、运维成本不断降低,也更好满足用户对多种能源的需求。

    由此可见,供应侧的坚强智能电网和需求侧的泛在电力物联网,二者“一供一需”,密切相关、无法割裂。长远来看将促进源-网-荷-储的协调互动,减少“三弃”,切实弥补可再生能源的发展短板。“两网”之间的互动,是需求侧与供应侧的互动,即坚强智能电网与泛在电力物联网能够实现协调互动,——这是国家电网有限公司提出“两网”的重大意义。

智能电网与泛在电力物联网的融合能带来巨大优势

数据来源:公开资料整理

    三、三维度看未来建设重点

    1、三维度看未来建设重点——现有的不足

    目前来看,国网在物联网建设和应用方面,尚存不足,主要表现在:(1)企业运营方面,数据尚未实现有效贯通,数据质量不高,跨专业流程不贯通;(2)电网运行方面,营配数据不贯通,输电业务大范围、大规模优化资源配置能力不强,清洁能源跨区市场消纳机制缺乏;(3)新兴业务方面,尚未形成规模,对外开放和共享不够充分等。

国网在电力物联网领域的业务的不足

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    2、三维度看未来建设重点——功能的实现

    基于电力物联网的架构以及目前电网应用领域的不足,以及泛在电力物联网功能的实现,我们预计,国网未来几年在电力物联网领域的建设重心在于:(1)感知层与网络层:配电侧、用电侧终端布点以及无线专网等的建设,是根基。回顾历史,我国在电网领域的投资“重输电,轻配电”,在输电侧,无论是光纤通信网的建设,还是针对变压器等核心设备的在线监测,都已经有相对较好的基础。而在配网、用电侧,通信网络的接入和覆盖深度较为薄弱,采集终端缺乏统一物联管理。我们认为,配用电侧是电网数据的主要来源之一,也是电网在泛在电力物联网建设中最基础的一环,我们预计也将是泛在电力物联网建设第一阶段的重心,包括:(1)各类具有物联网属性的数据采集设施的密集布点;(2)解决配电网最后一公里通信问题的电力无线专网的建设等。(2)平台层和应用层:平台层是基础,实现数据高效处理,通过应用实现物联管理。

    平台层主要是国网的云平台的建设,包括企业管理云、公共服务云和生产控制云。企业管理云支撑企业管理、分析决策、综合管理类业务;公共服务云支撑电力营销、客户服务、电子商务等业务;生产控制云支撑调控运行及其管理业务。

国网三朵云

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    我们认为,三朵云是国网提升运营效率、创新业务模式的核心平台,而三朵云上各类应用的开发,是国网未来业务发展和创新最具看点的地方。在具体应用方面,目前已经提出的方向如:构建虚拟电厂解决清洁能源跨区跨省交易,促进清洁能源消纳、综合智慧能源服务、大数据运营、大数据征信等等。

虚拟电厂促进清洁能源消纳

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智慧能源服务平台提供信息对接、供需匹配、交易撮合

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    3、三维度看未来建设重点——网省的规划

    国网各网省公司,积极推进泛在电力物联网工作部署,部分地区已推出重点工作计划、专项建设任务等。目前看,各网省公司提出的重点建设方向,主要在电力无线专网建设、信息采集终端推广、虚拟电厂、数据资产管理、智慧能源服务等领域,我们预计未来还会不断有新的方向、业务形态出现,比如精益运检、网络信息安全、人工智能的运用等。

各地区针对泛在电力物联网的工作部署

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    4、总结

    结合泛在电力物联网功能实现、以及部分网省公司已经出台的建设规划,我们预计泛在电力物联网建设的重点在于(1)感知层:深化传感及智能终端建设;(2)网络层:加强通信网建设,形成无线专网、光纤等混合通信方式;(3)平台层及运用层:电力交易、运营数据服务、精益运检、供电服务指挥等平台及数据中心的建设,运用数据治理技术、智能分析技术、物联管理技术;(4)网络信息安全等。

泛在电力物联网建设重点

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    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国智慧电力行业市场潜力分析及投资方向研究报告》 

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