构建多能互补的能源互联网,是解决能源安全、环境污染和气候变化的重大举措,是世界能源发展的必然趋势,是安全、清洁、高效、可持续发展的必由之路。
智能电网与能源互联网创新服务平台建设,以四川为例,一是促进了相关新技术和实用技术在能源互联网的应用。项目形成了非接触式三维磁场测量仪、智能电网智能变电站二次系统测试系统、交流充电桩、智能楼宇管理系统、电力大数据分析平台等系列产品;二是项目通过将智能电网与能源互联网相结合,在设备的自动化程度非常高的前提下,融入智能控制实现用能高效、节能、经济,同时项目将风、光、电通过能源互联网的协同控制、阶梯利用、转换和存储,在保证用能效果的前提下,实现提高能源使用效率,降低能源使用量,进而实现节能、减排和降低用能成本。
据了解,作为国家能源局批复的“首批‘互联网+’智慧能源(能源互联网)示范项目”中唯一由电网公司和政府合作主导的项目,浙江嘉兴城市能源互联网综合试点示范项目于2017年底启动,嘉兴开始向清洁能源、高效电网、绿色交通、低碳建筑、智慧用能的能源互联网城市转型。
因此,能源互联网与智慧城市建设是有机融合在一起的。建设城市能源互联网,就是整合可再生能源、建筑用能、电动汽车及其充放电设施、家庭用能等信息,运用能源互联网与大数据技术,打造能源大数据共享平台。采用先进技术手段实现供需平衡的智能化负荷管理,提升可再生能源消纳能力,打造智慧低碳共享环境,促进产业创新。
例如,天津市政府与国家电网有限公司签署《加快美丽天津建设战略合作框架协议》,“十三五”期间,国家电网公司安排天津总投资643亿元,主要用于加快智能电网、农村电网升级改造、清洁取暖“煤改电”等工程建设和产业发展,双方将深化电网建设、城市能源互联网、电力公共事业服务平台等方面合作。
国家电网的宏图是:以坚强智能电网为核心的能源互联网,将成为支撑能源转型的重要物质基础。我们要加快重大技术组合式突破,如大规模储能和电网友好型风电场技术等,充分利用清洁能源,加快再电气化的步伐。同时,围绕服务美丽乡村建设、蓝天保卫战、扶贫攻坚战、电动汽车充换电、能效服务、光伏云网、共享电气化、便民服务等重点领域,实施让人民生活更美好服务工程,从而展现国家电网“再电气化”的最靓颜值。
那么,能源互联网与电力物联网是什么关系?据介绍电力物联网主要是解决信息采集和双向互动的问题:
国家智能电网管理物联网应用示范工程是对物联网技术在智能电网中如何应用的一次探索与尝试,包含287项智能电网试点项目,部署了电压电流、温湿度、噪声、拉力、风偏等65种传感装置,大幅提升了智能电网发电、输电、变电、配电和用电环节的信息采集、智能处理和双向互动能力,取得了良好的经济和社会效益。
示范工程在智能无线传感器、高安全射频识别标签、多模信息融合处理技术、超高压输电线路强电磁环境可靠通信、无人机飞行控制系统、负荷优化控制等方面取得了一批具有自主知识产权的研究成果,申请专利55项,其中发明专利14项,软件著作权7项,发布国家电网企业标准3项。
实践证明,物联网已成为智能电网信息化、自动化、互动化三大特征的重要支撑技术。示范工程的实施,提高了电力系统信息化水平、安全运行水平、可靠供电及优质服务水平,促进了电网智能化设备、电动汽车、新能源装备、居民及工业用电设备的产业化发展,对相关产业带动提升作用明显。
泛在电力物联网智能平台提供从终端传感器、通讯网关、主站前置软件到物联网监控、大数据分析在内的软硬件全链条解决方案。适用于电力系统中的配网自动化,变电站监控,煤改电数据采集,充电桩车联网,风光储新能源,高压线路监控,综合能源利用等业务领域。平台的应用将大幅降低泛在物联网建设成本和技术复杂度,为贯彻落实国网公司“两网融合”发展战略提供有力支持。
其中,数据采集模块支持多种物联网设备终端的多种通讯协议和通讯规约标准接入方式,采集设备层支持NB-Iot、LoRa、LoRaWAN、MQTT、2G-5G、Wifi、PLC、GPRS等通讯方式,支持TCP/IP、UDP通讯协议,整体遵循IEC标准。数据监测及分析实现对终端设备数据的实时监测和专业化大数据分析挖掘,同时可对物联网通讯网络的拓扑结构进行监测管理;数据交换功能为多数据源、多数据格式提供数据接入和共享融合接口,为物联网数据的利用和价值挖掘提供有力支撑。
显然,五花八门的标准和协议会在一定程度上困扰电力物联网建设,正是在这一背景下,泛在电力物联网建设被提出来,其核心业务支撑之一就是电力无线专网建设。
电力无线专网是供电企业充分利用变电站、供电所等物业资源及全省丰富的有线通信网络资源,采用当地无线电管理局专门授权的无线电频率,全环节自主建设的、工业用途的无线通信网络,重点解决配电自动化系统、源网荷储系统等电网末端设备“最后一公里”的控制难题。电力无线专网建设可快捷经济地实现配电自动化终端远方遥控,满足规模化储能装置、新增大客户和非工空调接入源网荷储系统的需求,可实现配变和用电信息数据全量实时采集,对提升配电网运行控制能力,拓展源网荷储资源响应范围,提高配电网和电力客户感知能力具有重要意义。
由此可见,能源互联网是上层建筑,泛在电力物联网是基础,本质上他们都是重大系统集成项目。
结束语
能源互联网和泛在电力物联网的建设天然地与城市融合为一体,并且,从逻辑上说,二者是互为依存、不可分割的组成部分,来自城市,服务城市也天然地是智慧城市建设领域当中的智慧能源建设是融合的,智慧城市建设的一切理论、思维、流程也都适用于该领域的建设。
鉴于国家构建坚强能源互联网有着宏伟的蓝图,能源互联网在五年前起步,泛在电力物联网建设2019年才起步,其对于构建全国广域覆盖的能耗监测网络有着非常重要的意义,也利好当下炙手可热的物联网行业,因此,尚有巨大的商机值得拥有和挖掘!
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法律顾问:上海瑛明律师事务所 马律师 陈律师 北京市大理律师事务所 刘律师
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