“互聯(lián)網(wǎng)+”行動對電力工業(yè)的影響研究
1 “互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃背景
2015年政府工作報告中首次提出要制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃,目的是推動移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結合,促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、電子商務和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展,引導互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場,引發(fā)了各方關注和熱議。2015年7月初,國務院印發(fā)《關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》,提出了11項行動,“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源是其中內(nèi)容之一,這既是新常態(tài)下推動互聯(lián)網(wǎng)與各行業(yè)各領域深度融合的行動綱領,也是引導未來十年經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略藍圖。
與此同時,社會各界力量積極行動。在能源電力行業(yè),出現(xiàn)了能源互聯(lián)網(wǎng)熱潮:能源局啟動了十余項研究課題,組織電網(wǎng)公司、高等院校、研究機構等,就能源互聯(lián)網(wǎng)的形態(tài)、商業(yè)模式、政策和機制基礎、技術和標準開展研究;清華大學成立了能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院,積極參與其中,大力宣傳能源局域網(wǎng)、能源碎片化等思想理念,對能源局等決策層產(chǎn)生了一定的影響;BAT等互聯(lián)網(wǎng)巨頭積極部署,正在挺進能源電力行業(yè);多個相關的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟業(yè)已形成。
2 “互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃解讀
“互聯(lián)網(wǎng)+”內(nèi)容
國務院印發(fā)的《關于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》指出,積極發(fā)揮我國互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)形成的比較優(yōu)勢,把握機遇,增強信心,加快推進“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展,有利于重塑創(chuàng)新體系、激發(fā)創(chuàng)新活力、培育新興業(yè)態(tài)和創(chuàng)新公共服務模式,對打造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新和增加公共產(chǎn)品、公共服務“雙引擎”,主動適應和引領經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài),形成經(jīng)濟發(fā)展新動能,實現(xiàn)中國經(jīng)濟提質(zhì)增效升級具有重要意義。
“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)
“意見”明確了11項重點行動,其中包括“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源。“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源行動,即通過互聯(lián)網(wǎng)促進能源系統(tǒng)扁平化,推進能源生產(chǎn)與消費模式革命,提高能源利用效率,推動節(jié)能減排。加強分布式能源網(wǎng)絡建設,提高可再生能源占比,促進能源利用結構優(yōu)化。加快發(fā)電設施、用電設施和電網(wǎng)智能化改造,提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。
“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源包含了能源行業(yè)主動或被動地被互聯(lián)網(wǎng)改造的含義。由于智慧能源以發(fā)展可再生能源、清潔能源替代化石能源為主要目的,而風、光等清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用是通過發(fā)電完成的,另一方面,隨著社會的發(fā)展,能源消費逐步演變成以電力消費為主。因此,“互聯(lián)網(wǎng)+”以電力系統(tǒng)為主的能源生產(chǎn)消費系統(tǒng)成為“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的最主要組成,國內(nèi)專家稱之為能源互聯(lián)網(wǎng)。
國家電網(wǎng)公司將全球能源互聯(lián)網(wǎng)(GlobalEnergyInterconnection)定義為“特高壓電網(wǎng)+泛在智能電網(wǎng)+清潔能源”。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是站在全球能源發(fā)展高度提出的構想,是堅強智能電網(wǎng)發(fā)展的高級階段,核心是以清潔能源為主導,以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各國各洲電網(wǎng)廣泛互聯(lián),能源資源全球配置,各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,各類電源和用戶靈活接入的堅強智能電網(wǎng)。國家電網(wǎng)公司認為,全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的泛在智能電網(wǎng)已涵蓋了能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容。
3 互聯(lián)網(wǎng)思維對能源互聯(lián)網(wǎng)影響
1)互聯(lián)網(wǎng)思維對能源與電力行業(yè)的啟示。能源互聯(lián)網(wǎng)是一種全新的思維模式,核心是以“全連接”來重構能源企業(yè)的思維模式,包括電力消費者和發(fā)電企業(yè)之間、發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)之間、電力消費者和電網(wǎng)之間,以及服務企業(yè)和消費者之間各方面?;ヂ?lián)網(wǎng)思維從用戶思維、極致思維、流量思維、社會化思維、大數(shù)據(jù)思維、平臺思維、跨界思維七大思維方式影響并改造能源電力行業(yè)。
2)互聯(lián)網(wǎng)思維對電力行業(yè)商業(yè)模式的影響。從傳統(tǒng)電網(wǎng)體系向能源互聯(lián)網(wǎng)體系轉換的過程中,將涌現(xiàn)出一批新商業(yè)模式。未來,電網(wǎng)公司將逐漸從輸配電資產(chǎn)的投資和運營管理企業(yè)進化為信息服務企業(yè),很多新的服務模式將應運而生。
3)互聯(lián)網(wǎng)思維對能源基礎設施的影響?;ヂ?lián)網(wǎng)式的新一代能源系統(tǒng)是以電力為中心,以電網(wǎng)為主干,涵蓋源端、受端和傳輸系統(tǒng)的智能能源網(wǎng)絡。其借助互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)多種能源的相互融合共享,通過各種能源基礎設施之間的相互通信和協(xié)調(diào),實現(xiàn)能源之間的多層調(diào)度和精準控制,同時借助現(xiàn)代信息技術和通信技術對能源的使用進行控制和監(jiān)測,保證高效穩(wěn)定的能源供給平衡。借鑒互聯(lián)網(wǎng)理念提供一種自下而上的新型組網(wǎng)方式,以局域自治和廣域能量交換方式最大限度的消納源用的動態(tài)性,從而減少對大電網(wǎng)的影響,降低大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性風險。
4)互聯(lián)網(wǎng)思維對信息物理融合系統(tǒng)的影響。信息物理融合系統(tǒng)(cyber-physicalsystem,CPS),是在物理世界感知的基礎上,深度融合計算、通信和控制能力,通過信息空間虛擬網(wǎng)絡和物理空間實體網(wǎng)絡的相互協(xié)調(diào),形成的多維異構的計算單元和物理獨享在網(wǎng)絡環(huán)境中高度集成交互的新型智能復雜系統(tǒng)。
5)互聯(lián)網(wǎng)思維對能源互聯(lián)網(wǎng)應用的影響?;ヂ?lián)網(wǎng)化的能源應用特征為:信息透明,即打破信息的不對稱格局,竭盡所能透明一切信息;開放共享,即能源互聯(lián)網(wǎng)各參與方在開放共享的環(huán)境下可以進行多種類型的交易;平等共贏,即每一個參與的個體都是平等的;自適應,即互聯(lián)網(wǎng)的群蜂意志擁有自我調(diào)節(jié)機制。能源互聯(lián)網(wǎng)的運營主體真正對多能互補、新能源的應用、用戶互動、需求響應、節(jié)能服務、售電服務等等負責。
4 能源互聯(lián)網(wǎng)概念與架構
1)能源互聯(lián)網(wǎng)的概念。我們認為,能源互聯(lián)網(wǎng)是信息演變成為一種新的生產(chǎn)資料之后與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)相融合的新型生態(tài)化能源系統(tǒng)。能源互聯(lián)網(wǎng)物理視圖(圖1)首先是傳統(tǒng)氣網(wǎng)、電網(wǎng)、熱網(wǎng)、油網(wǎng)與交通網(wǎng)等多種能源網(wǎng)絡互聯(lián)互通融為一體的新型能源網(wǎng)絡,具有完整的能源資源利用和能量循環(huán)系統(tǒng)耦合結構。能源互聯(lián)網(wǎng)以可再生能源優(yōu)先、以電等二次能源為基礎,其他一次能源為補充的多元能源結構,形成以分布式為主、集中式為輔、互相協(xié)同的可靠供應模式,同時通過以互聯(lián)網(wǎng)技術為管控運營平臺實現(xiàn)多種能源系統(tǒng)需供互動、有序配置,進而促進社會的經(jīng)濟、低碳、智能、高效的平衡發(fā)展。
2)能源互聯(lián)網(wǎng)的架構。英國學者張小平提出了全球電力能源互聯(lián)網(wǎng)的架構(圖2),由四個物理層組成,即跨國、洲際層,國家層,地區(qū)、城市層和用戶層。這四個層面互相依從,成為有機整體,實現(xiàn)分散與集中的互補。
能源互聯(lián)網(wǎng)是信息通信技術與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)緊密耦合的系統(tǒng),其物理網(wǎng)絡體系架構是電、熱、氣、油、核、交通以及分布式可再生能源等各種傳統(tǒng)獨立運行的能源網(wǎng)絡以先進信息技術和能源交易體系為紐帶而形成的一種新型能源互通互聯(lián)的網(wǎng)絡。從物理網(wǎng)絡看,能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力為核心,供電、供熱、供冷、供氣、電氣化交通等多個復雜能源系統(tǒng)互通互聯(lián)的新型綜合能源網(wǎng)絡??傮w而言,能源互聯(lián)網(wǎng)可以劃分為物理基礎網(wǎng)絡、信息數(shù)據(jù)平臺和價值實現(xiàn)平臺三個層次。
5 總結及展望
1)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃的出臺,符合社會進步和技術發(fā)展需要,對保障我國經(jīng)濟新常態(tài)下的社會經(jīng)濟發(fā)展、提高全民族創(chuàng)新能力、推動我國技術創(chuàng)新技術進步,都有著重要的戰(zhàn)略意義;
2)能源互聯(lián)網(wǎng)是“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的重要組成。“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源行動計劃中所指的能源互聯(lián)網(wǎng),以促進分布式能源和電動汽車的發(fā)展為目的,主要涉及電網(wǎng)的配用電部分。因此,從范圍和內(nèi)容上看,能源互聯(lián)網(wǎng)可以被看作是智能電網(wǎng)或泛在智能電網(wǎng)中的一個組成部分,但其在智能配用電系統(tǒng)基礎上進行了內(nèi)容擴充或概念提升;
3)能源互聯(lián)網(wǎng)的主要理論依據(jù)是:傳統(tǒng)電網(wǎng)就其本質(zhì)是不適合接納風、光等新能源的,而風、光等新能源具有天然的分布特征,適合就地開發(fā)和就地消納,能源互聯(lián)網(wǎng)為這種分布式能源的生產(chǎn)、消費和交易提供了根本性的解決方案;
4)當前,我國電力改革新方案和新能源發(fā)展面臨的壓力,給能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一定的空間,但由于用戶特點方面的差異,政策和機制的不完善,也給能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了很大阻力。自下而上的培育是否能形成適當?shù)纳虡I(yè)模式,星星之火,是否可以產(chǎn)生燎原之勢,有待實踐的檢驗。
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