能源互聯(lián)網(wǎng)+建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵在于“雙向互動”,既包括能源行業(yè)“生產(chǎn)者”和“消費者”之間的互動,還包括源網(wǎng)荷儲各個獨立環(huán)節(jié)內(nèi)部的信息交互處理,因此底層的數(shù)據(jù)感知是重中之重。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)靈活性的重要來源,為實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)“雙向互動”提供了最直接的解決方案。
以用戶為中心為能源系統(tǒng)注入靈活性
傳統(tǒng)能源行業(yè)普遍基于“生產(chǎn)側(cè)”的視角認(rèn)識自身發(fā)展問題,并提供全局優(yōu)化方案。主要原因是在改革開放的過程中能源這一要素多次滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展,“缺能”、“缺電”現(xiàn)象頻發(fā),如在1985-1988年和始于1992年的兩次經(jīng)濟(jì)加速、工業(yè)擴(kuò)張引起了能源供應(yīng)缺口;2000年以后的再重工業(yè)化進(jìn)程導(dǎo)致多次大規(guī)模“電荒”等,經(jīng)濟(jì)增長對能源要素的要求更加側(cè)重于“數(shù)量上的保障”。而當(dāng)前及未來較長一段時間,能源需求將持續(xù)放緩,能源供應(yīng)也將逐漸呈現(xiàn)出寬松態(tài)勢,人們對能源行業(yè)改革的期待和產(chǎn)品多樣化需求更為迫切,以用戶為中心將成為未來能源系統(tǒng)演化的基本規(guī)律。
在這樣的大背景下,能源互聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運而生。能源互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)思維與傳統(tǒng)能源行業(yè)的融合,通過橫向多能互補(bǔ)高效利用,縱向源網(wǎng)荷儲優(yōu)化協(xié)同,構(gòu)建多種類型能源的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)?;诨ヂ?lián)網(wǎng)思維,能源互聯(lián)網(wǎng)將能源行業(yè)關(guān)注的重心從“生產(chǎn)側(cè)”轉(zhuǎn)移至“消費側(cè)”,將更好從用戶需求出發(fā),滿足人們對智慧能源、美好生活的向往,實現(xiàn)整體的系統(tǒng)優(yōu)化。
與此同時,相關(guān)政策的精準(zhǔn)部署為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了指導(dǎo)。2015年7月,《國務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》(國發(fā)〔2015〕40號)正式發(fā)布,明確提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源重點任務(wù)。隨后,《國家發(fā)展改革委、國家能源局、工業(yè)和信息化部關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》(發(fā)改能源〔2016〕392號)對相關(guān)任務(wù)進(jìn)一步聚焦細(xì)化。今年以來,首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(能源互聯(lián)網(wǎng))示范項目進(jìn)入驗收階段,能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入快車道。
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)
靈活性的重要來源
能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的關(guān)鍵在于“雙向互動”,“雙向互動”既包括能源行業(yè)“生產(chǎn)者”和“消費者”之間的互動,還包括源網(wǎng)荷儲各個獨立環(huán)節(jié)內(nèi)部的信息交互處理,因此底層的數(shù)據(jù)感知是重中之重。今年年初國家電網(wǎng)公司提出了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念,其目標(biāo)是應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)和先進(jìn)通信技術(shù),促進(jìn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互,實現(xiàn)狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活。筆者認(rèn)為,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)靈活性的重要來源,為實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)“雙向互動”提供了最直接的解決方案。從源網(wǎng)荷儲這四個獨立環(huán)節(jié)來看:
有利于提高能“源”生產(chǎn)效率??稍偕茉词俏磥砣蚰茉崔D(zhuǎn)型方向,但由于能量密度低、資源位置、資源利用的轉(zhuǎn)換效率等方面的劣勢,其替代化石能源成為主體能源并非一朝一夕之功。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)感知應(yīng)用將以能源行業(yè)“信息密度”的提高來彌補(bǔ)清潔能源能量密度的劣勢,從而有助于加快當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)度。如金風(fēng)科技基于全生命周期信息數(shù)據(jù),通過精確地捕捉機(jī)組所處環(huán)境的風(fēng)速、風(fēng)向等流場信息及其動態(tài)變化,進(jìn)一步將此類信息整合至風(fēng)機(jī)控制,使得機(jī)組可以提前感知復(fù)雜風(fēng)況,并通過智能控制作出最優(yōu)響應(yīng),實現(xiàn)風(fēng)機(jī)“隨風(fēng)而動,順勢而為”,在提升發(fā)電量的同時,還可以有效降低機(jī)組載荷,提升機(jī)組運行的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。
有利于提升電“網(wǎng)”智能水平。考慮到未來能源互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中可再生能源逐步成為重要的能量來源、電力輸配網(wǎng)與其他能源網(wǎng)絡(luò)相比的可延展性更強(qiáng),電網(wǎng)將是能源互聯(lián)網(wǎng)的主干網(wǎng)。智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)最主要的應(yīng)用場景之一,在現(xiàn)代電網(wǎng)向信息化、自動化、互動化轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程中,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的落地應(yīng)用至關(guān)重要。如2012年起國家電網(wǎng)公司就開始探索將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng),經(jīng)營區(qū)域11個省(自治區(qū)、直轄市)進(jìn)行探索性實踐,開展了287項智能電網(wǎng)試點項目,涵蓋了輸電設(shè)備及線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路無人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制、電動汽車充換電設(shè)施及運營管理系統(tǒng)、智能小區(qū)/樓宇、智能園區(qū)、配網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測等7個領(lǐng)域,部署了電壓電流、溫濕度、噪聲、拉力、風(fēng)偏等65種傳感裝置,有效提升了智能電網(wǎng)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)的信息采集、智能處理和雙向互動能力。
有利于響應(yīng)負(fù)“荷”多樣化需求。未來需求側(cè)、負(fù)荷端對能源行業(yè)的需求將不再僅僅限定為“能源產(chǎn)品”,多樣化能源“服務(wù)”的前景將更為廣闊。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)有利于準(zhǔn)確挖掘“新動能”產(chǎn)業(yè)的用能用電特征,有利于獲取家庭用電設(shè)備各時段的負(fù)載信息,從而有效感知預(yù)測個體的價值獲取意愿和行為。如美國的Opower公司與電力企業(yè)合作獲取家庭能源使用數(shù)據(jù),基于行為科學(xué)理論、房齡信息、周邊天氣等建立家庭能耗檔案,并通過個人縱向比較、鄰里橫向比較來激發(fā)用戶節(jié)能意愿。此外,還可以在電力高峰時刻通知用戶避免進(jìn)行洗衣、制冷等高耗能活動,幫助售電公司進(jìn)行需求側(cè)響應(yīng),實現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移。
有利于調(diào)動大規(guī)模“儲”能資源。儲能是能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵設(shè)備,具有匹配供需、平抑波動、削峰填谷、提高質(zhì)量等多個功能。但目前儲能行業(yè)的信息化水平仍然不高,近日國家發(fā)展改革委等相關(guān)部委印發(fā)的《貫徹落實2019-2020年行動計劃》也明確提出“研究探索信息技術(shù)、人工智能等前沿科技與可再生能源、儲能領(lǐng)域的融合”。通過泛在感知技術(shù)可以有效挖掘整合大規(guī)模儲能資源。如有研究指出,目前用戶側(cè)存在大量分散、閑置的電池儲能資源,主要包括電動汽車、通信基站、各類不間斷電源電池等。基于電池能量管控云平臺和電池能量交換系統(tǒng)可以將碎片化閑置電池儲能資源盤活為大規(guī)模分布式儲能系統(tǒng)供電網(wǎng)調(diào)度利用,從而實現(xiàn)基于“虛擬電廠”的配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)。