眾所周知,氣候和環(huán)境變化對能源發(fā)展提出了新挑戰(zhàn),促使我們實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型。能源轉(zhuǎn)型的主要目標(biāo)是:接納更多可再生能源,提高能源利用效率。基本特征是:改變電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負荷結(jié)構(gòu)。具體有以下幾點:
(1)逐漸減少基荷火電廠,發(fā)展可再生能源,壓縮高耗能負荷。
(2)采用能源物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)能源基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化,通過綜合能源服務(wù),冷熱氣電多能互補,提高能源利用效率。
(3)分布式可再生能源、智能微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)是能源轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。
(4)采用ICT、IOT、AI提升電源、電網(wǎng)、負荷的靈活性,提高能源基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)調(diào)控制水平,構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)。
過去一段時間物聯(lián)網(wǎng)主要圍繞著感知層做示范項目,錦上添花的項目比較多,解決實際問題的比較少;傳感器及通信層面的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。
近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)取得了進步。MEMS傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能傳感器MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)是建立在微米、納米基礎(chǔ)之上的整合無線技術(shù)、傳感器和電路,主要采用硅的微加工技術(shù)和系統(tǒng)級芯片的集成技術(shù)。MEMS工藝技術(shù)是各種類型傳感器的共性基礎(chǔ)工藝技術(shù),目前主要是圍繞不同封裝結(jié)構(gòu)的各種傳感器產(chǎn)品開展創(chuàng)新。
低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)將廣泛應(yīng)用。2016年3月3GPP通過了窄帶物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(NB-IOT),在200KHZ頻段,采用頻分多址技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng),可滿足低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的要求。
NB-IOT具有覆蓋面,可以支持5萬個連接,低功耗(電池待機時間可達10年),低成本的特點。
5G是實現(xiàn)萬物互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)之一。5G即將商用,支持萬物互聯(lián)(可以在1平方公里范圍內(nèi)同時支持100萬個傳感器聯(lián)網(wǎng)),低延時(小于1ms)。5G可以提供10 Gps以上的峰值速率、更佳的移動性能、毫秒級的時延和超高密度的網(wǎng)絡(luò)邊緣海量設(shè)備鏈接,為萬物互聯(lián)提供網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)支持。5G網(wǎng)絡(luò)將不僅用于人與人之間的通信,還用于人與物、物與物之間的通信。超可靠低時延通信(ultra-reliable and low latency communication,uRLLC,面向于無人駕駛、無人機巡線等時延敏感的業(yè)務(wù)模式。
物聯(lián)網(wǎng)能否成功取決于能否設(shè)計合適的業(yè)務(wù)模式為用戶解決實際問題,建議以用戶需求為導(dǎo)向,設(shè)計業(yè)務(wù)模式要體現(xiàn)出定制化、差異化、服務(wù)好的特點。
能源物聯(lián)網(wǎng)是采用傳感器、嵌入式芯片、邊緣計算、區(qū)塊鏈等技術(shù),把能源生產(chǎn)、存儲、配送、消費等能源基礎(chǔ)設(shè)施通過先進信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來,并運行特定的程序,實現(xiàn)智能感知、智能計算、智能處理、智能決策、智能控制的目標(biāo)。
能源物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo):物理互聯(lián)、信息互通、語義互操作;
能源物聯(lián)網(wǎng)特征:智能、安全、可靠、可信、可控;
能源物聯(lián)網(wǎng)本身是數(shù)字化技術(shù)手段,能否在能源行業(yè)得到應(yīng)用,取決于其業(yè)務(wù)模式商業(yè)價值的體現(xiàn)。能源物聯(lián)網(wǎng)支撐綜合能源服務(wù)將體現(xiàn)一定的商業(yè)價值。
綜合能源服務(wù)主要面向用戶側(cè),在能源轉(zhuǎn)型過程中用戶將由原來的能源消費者向能源產(chǎn)銷者的角色轉(zhuǎn)變,主要目標(biāo)是:接納更多可再生能源,壓縮高耗能負荷,提高能源利用效率。
開展綜合能源服務(wù)需要能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供支撐。通過能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與能源基礎(chǔ)設(shè)施深度融合,提高協(xié)同控制精度,提高運營管理水平,通過冷熱氣電多能互補為園區(qū)、大型工商業(yè)用戶提供技術(shù)支持,實現(xiàn)降低能耗,降低用能成本的目標(biāo)。
要做好綜合能源服務(wù)需要,應(yīng)注意以下關(guān)鍵點:
一是深入用戶,了解情況,發(fā)現(xiàn)問題,找到突破口,設(shè)計合適的業(yè)務(wù)場景,把眼前利益與長遠利益結(jié)合起來,進行長期的技術(shù)積累,實行長期的多元化能源托管運營,不同地區(qū)不同行業(yè)的用戶用能特征不同,需要在分析用戶用能特征的基礎(chǔ)上為用戶量身定制解決方案,設(shè)計業(yè)務(wù)場景,才能取得用戶的信任,為用戶創(chuàng)造價值。
二是對于新建園區(qū)、新型城鎮(zhèn)、新型工商業(yè)用戶,將電網(wǎng)、熱網(wǎng)、天然氣網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃,協(xié)同設(shè)計,為實現(xiàn)多能互補,能量轉(zhuǎn)換奠定基礎(chǔ)。
三是積極推動能源體制改革,保證電力、熱力、天然氣等能源體制改革協(xié)同進行,以《全面放開經(jīng)營性電力用戶發(fā)用電計劃》為契機,鼓勵用戶或為其代理的售電公司積極與經(jīng)濟效益好的發(fā)電企業(yè)簽訂《中長期購電協(xié)議》。
四是充分調(diào)動用戶采用可再生能源,提高能源利用效率的積極性。認真落實《可再生能源法》,實行可再生能源全額收購,鼓勵用戶自建光伏發(fā)電、儲能、CCHP、熱泵、智能微網(wǎng)等能源基礎(chǔ)設(shè)施,平價發(fā)電項目優(yōu)先,盡可能實現(xiàn)能源就地采集,就地消納,就地平衡。
五是因地制宜,提高峰谷電價差,逐步引導(dǎo)用戶改變用能習(xí)慣,要讓為削峰填谷做出貢獻的用戶得到價值體現(xiàn)。調(diào)動有關(guān)參與方參與綜合能源服務(wù)的積極性。
六是采用能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、邊緣計算技術(shù)等手段,研發(fā)新型計量終端,面向現(xiàn)貨市場,開展短期或超短期負荷預(yù)測(1h、15min、5min),滿足偏差考核的需求,盡可能減少偏差考核罰款,為用戶創(chuàng)造價值。
七是對于新建園區(qū)、新型城鎮(zhèn)、新型工商業(yè)用戶,細分負荷,對于可中斷負荷、可調(diào)節(jié)負荷,采用分類接線設(shè)計,以保證自動需求響應(yīng)的實施。鼓勵增量配電網(wǎng)試點,有條件的地區(qū)可開展虛擬電廠(VPP)交易。
八是推進輔助服務(wù)市場改革,建立以用戶為中心的新型電力市場,鼓勵用戶側(cè)智能微網(wǎng)以點對點的方式直接進行能源交易,由用戶承擔(dān)輔助服務(wù)的費用,提高用戶參與輔助服務(wù)市場的積極性,這樣也有利于調(diào)動用戶參與綜合能源服務(wù)的積極性。
(1)逐漸減少基荷火電廠,發(fā)展可再生能源,壓縮高耗能負荷。
(2)采用能源物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)能源基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化,通過綜合能源服務(wù),冷熱氣電多能互補,提高能源利用效率。
(3)分布式可再生能源、智能微網(wǎng)、智能配電網(wǎng)是能源轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。
(4)采用ICT、IOT、AI提升電源、電網(wǎng)、負荷的靈活性,提高能源基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)調(diào)控制水平,構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)。
過去一段時間物聯(lián)網(wǎng)主要圍繞著感知層做示范項目,錦上添花的項目比較多,解決實際問題的比較少;傳感器及通信層面的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。
近年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)取得了進步。MEMS傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能傳感器MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)是建立在微米、納米基礎(chǔ)之上的整合無線技術(shù)、傳感器和電路,主要采用硅的微加工技術(shù)和系統(tǒng)級芯片的集成技術(shù)。MEMS工藝技術(shù)是各種類型傳感器的共性基礎(chǔ)工藝技術(shù),目前主要是圍繞不同封裝結(jié)構(gòu)的各種傳感器產(chǎn)品開展創(chuàng)新。
低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)將廣泛應(yīng)用。2016年3月3GPP通過了窄帶物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(NB-IOT),在200KHZ頻段,采用頻分多址技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng),可滿足低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的要求。
NB-IOT具有覆蓋面,可以支持5萬個連接,低功耗(電池待機時間可達10年),低成本的特點。
5G是實現(xiàn)萬物互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)之一。5G即將商用,支持萬物互聯(lián)(可以在1平方公里范圍內(nèi)同時支持100萬個傳感器聯(lián)網(wǎng)),低延時(小于1ms)。5G可以提供10 Gps以上的峰值速率、更佳的移動性能、毫秒級的時延和超高密度的網(wǎng)絡(luò)邊緣海量設(shè)備鏈接,為萬物互聯(lián)提供網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)支持。5G網(wǎng)絡(luò)將不僅用于人與人之間的通信,還用于人與物、物與物之間的通信。超可靠低時延通信(ultra-reliable and low latency communication,uRLLC,面向于無人駕駛、無人機巡線等時延敏感的業(yè)務(wù)模式。
物聯(lián)網(wǎng)能否成功取決于能否設(shè)計合適的業(yè)務(wù)模式為用戶解決實際問題,建議以用戶需求為導(dǎo)向,設(shè)計業(yè)務(wù)模式要體現(xiàn)出定制化、差異化、服務(wù)好的特點。
能源物聯(lián)網(wǎng)是采用傳感器、嵌入式芯片、邊緣計算、區(qū)塊鏈等技術(shù),把能源生產(chǎn)、存儲、配送、消費等能源基礎(chǔ)設(shè)施通過先進信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來,并運行特定的程序,實現(xiàn)智能感知、智能計算、智能處理、智能決策、智能控制的目標(biāo)。
能源物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo):物理互聯(lián)、信息互通、語義互操作;
能源物聯(lián)網(wǎng)特征:智能、安全、可靠、可信、可控;
能源物聯(lián)網(wǎng)本身是數(shù)字化技術(shù)手段,能否在能源行業(yè)得到應(yīng)用,取決于其業(yè)務(wù)模式商業(yè)價值的體現(xiàn)。能源物聯(lián)網(wǎng)支撐綜合能源服務(wù)將體現(xiàn)一定的商業(yè)價值。
綜合能源服務(wù)主要面向用戶側(cè),在能源轉(zhuǎn)型過程中用戶將由原來的能源消費者向能源產(chǎn)銷者的角色轉(zhuǎn)變,主要目標(biāo)是:接納更多可再生能源,壓縮高耗能負荷,提高能源利用效率。
開展綜合能源服務(wù)需要能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供支撐。通過能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與能源基礎(chǔ)設(shè)施深度融合,提高協(xié)同控制精度,提高運營管理水平,通過冷熱氣電多能互補為園區(qū)、大型工商業(yè)用戶提供技術(shù)支持,實現(xiàn)降低能耗,降低用能成本的目標(biāo)。
要做好綜合能源服務(wù)需要,應(yīng)注意以下關(guān)鍵點:
一是深入用戶,了解情況,發(fā)現(xiàn)問題,找到突破口,設(shè)計合適的業(yè)務(wù)場景,把眼前利益與長遠利益結(jié)合起來,進行長期的技術(shù)積累,實行長期的多元化能源托管運營,不同地區(qū)不同行業(yè)的用戶用能特征不同,需要在分析用戶用能特征的基礎(chǔ)上為用戶量身定制解決方案,設(shè)計業(yè)務(wù)場景,才能取得用戶的信任,為用戶創(chuàng)造價值。
二是對于新建園區(qū)、新型城鎮(zhèn)、新型工商業(yè)用戶,將電網(wǎng)、熱網(wǎng)、天然氣網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃,協(xié)同設(shè)計,為實現(xiàn)多能互補,能量轉(zhuǎn)換奠定基礎(chǔ)。
三是積極推動能源體制改革,保證電力、熱力、天然氣等能源體制改革協(xié)同進行,以《全面放開經(jīng)營性電力用戶發(fā)用電計劃》為契機,鼓勵用戶或為其代理的售電公司積極與經(jīng)濟效益好的發(fā)電企業(yè)簽訂《中長期購電協(xié)議》。
四是充分調(diào)動用戶采用可再生能源,提高能源利用效率的積極性。認真落實《可再生能源法》,實行可再生能源全額收購,鼓勵用戶自建光伏發(fā)電、儲能、CCHP、熱泵、智能微網(wǎng)等能源基礎(chǔ)設(shè)施,平價發(fā)電項目優(yōu)先,盡可能實現(xiàn)能源就地采集,就地消納,就地平衡。
五是因地制宜,提高峰谷電價差,逐步引導(dǎo)用戶改變用能習(xí)慣,要讓為削峰填谷做出貢獻的用戶得到價值體現(xiàn)。調(diào)動有關(guān)參與方參與綜合能源服務(wù)的積極性。
六是采用能源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、邊緣計算技術(shù)等手段,研發(fā)新型計量終端,面向現(xiàn)貨市場,開展短期或超短期負荷預(yù)測(1h、15min、5min),滿足偏差考核的需求,盡可能減少偏差考核罰款,為用戶創(chuàng)造價值。
七是對于新建園區(qū)、新型城鎮(zhèn)、新型工商業(yè)用戶,細分負荷,對于可中斷負荷、可調(diào)節(jié)負荷,采用分類接線設(shè)計,以保證自動需求響應(yīng)的實施。鼓勵增量配電網(wǎng)試點,有條件的地區(qū)可開展虛擬電廠(VPP)交易。
八是推進輔助服務(wù)市場改革,建立以用戶為中心的新型電力市場,鼓勵用戶側(cè)智能微網(wǎng)以點對點的方式直接進行能源交易,由用戶承擔(dān)輔助服務(wù)的費用,提高用戶參與輔助服務(wù)市場的積極性,這樣也有利于調(diào)動用戶參與綜合能源服務(wù)的積極性。
原標(biāo)題:能源物聯(lián)網(wǎng)支撐綜合能源服務(wù)