劉細鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：介紹了我泛在電力物聯(lián)網產業(yè)現(xiàn)狀與市場趨勢。
關鍵詞：泛在電力物聯(lián)網；堅強智能電網；感知層；網絡層；應用層
0 引言
過去10年中，家電網不斷完善堅強智能電網的建設，以特高壓為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的實施架構，成功解決了我電產和耗能地域分布不均的局面。在此發(fā)展基礎上，我建設“三型兩網、世界yi流”的能源互聯(lián)網戰(zhàn)略路徑已逐步清晰。
家電網公司在2019年3月工作會議上正式提出泛在電力物聯(lián)網，目標是將接棒堅強智能電網，充分應用“大數(shù)據、云計算、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、人工智能、邊緣計算”等現(xiàn)代信息技術，打造狀態(tài)感知、信息高效處理、應用便捷靈活的需求側智能電網，貫徹家電網構建具備“能源流、業(yè)務流、數(shù)據流”三流合的世界yi流能源互聯(lián)網戰(zhàn)略部署。
所謂“三型”，是指家電網公司全力打造具備“樞紐型、平臺型、共享型”的三重屬性企業(yè)。所謂“兩網”，是指家電網公司應建設運營好“堅強智能電網”和“泛在電力物聯(lián)網”?？傮w來說，“三型兩網”是以個有機整體的概念提出。“兩網建設”是手段，是打造世界yi流能源互聯(lián)網企業(yè)的重要物質基礎。“三型”是目標，是家電網公司旨在通過建設運營好“兩網”，zui終實現(xiàn)向三型屬性企業(yè)轉型。
1 泛在電力物聯(lián)網產業(yè)演進與現(xiàn)狀
從改革開放至今，我電力發(fā)展可分為3個關鍵階段。
如圖1，第1階段是從改革開放初期到2000年。當時我電力體制僵化，沒有過多的企業(yè)愿意參與到辦電工作中，缺電現(xiàn)象十分嚴重。對此，在1987年，wu院發(fā)布111號文，對全所有用電企業(yè)征收電力建設資金，以每度電2分錢標準收取，集中交給財政部。這筆資金為當時的三峽水電站、二灘水電站建設做出了實際貢獻。改革開放以來，我用了近20年的時間，逐步解決了電源側電力供給不足的問題。
第2階段是2000—2009年。在“市場煤” 和“計劃電”時代，家開始意識到我的電源結構不合理，煤電比例過高，新能源占比很少；同時廠網結構不合理，我大力發(fā)展發(fā)電廠，而實際電網的建設嚴重滯后，直接造成我輸變電成本高、調峰能力差。對此，wu院于2002年下發(fā)5號，文正式啟動第1輪電改，對上述問題進行政策引導，把發(fā)展的關注點逐漸放到電網的建設中。
第3階段是2009—2019年。經過第1輪電改10年的梳理，我電力建設重心開始從電源側向電網側轉移，電網側投資規(guī)模*超過了電源側投資規(guī)模。在此期間，網公司發(fā)展建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強智能電網。以特高壓為骨干網架的戰(zhàn)略能夠促進我大煤電、大水電、大核電以及可再生新能源發(fā)電的集約化開發(fā)利用以及遠距離輸送轉移。與此同時，堅強智能電網的建設開始初步實現(xiàn)電力系統(tǒng)數(shù)據化，使電源側和電網側開始具備初步的物理互聯(lián)、信息互聯(lián)與商業(yè)互聯(lián)。
感知層是泛在電力物聯(lián)網物理形態(tài)上的底層形成基礎，主要利用終端設備的傳感技術和智能化芯片技術，實現(xiàn)對電力數(shù)據的采集、感知與監(jiān)測。
網絡層方面，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)供給側考慮到聯(lián)網數(shù)據性，大量使用有線光纖、工業(yè)以太網等有線接入方式將設備聯(lián)網。這種高網絡性限制了信息傳輸?shù)膹V度以及延展性，對發(fā)展用戶側對泛在連接不具備可操作性。所以在泛在電力物聯(lián)網時代，電力無線專網因其較高的性及較低的連接成本，成為泛在電力物聯(lián)網“zui后1公里”接入的shou選方案，解決例如電表和井蓋的大規(guī)模連接。
平臺層在泛在電力物聯(lián)網建設中處于核心地位。建設內容主要包括體化“網云”平臺、物聯(lián)管理、全業(yè)務統(tǒng)數(shù)據，以及圍繞3個進行“三站合”的企業(yè)數(shù)據中臺。
應用層的建設分為對內業(yè)務和對外業(yè)務。對內服務就是服務于網自身，通過搭設各種平臺來實現(xiàn)提升企業(yè)的運行管理效率。應用層對外業(yè)務主要是打造綜合能源服務平臺，把家電網公司、電力用戶和各能源應用供應商整合到起進行需求對接，同時不斷培育新興能源業(yè)務，構建能源互聯(lián)網生態(tài)圈。
此外，還有兩個細節(jié)值得關注。①感知層周邊的邊緣層。隨著泛在電力物聯(lián)網底層設備數(shù)量的不斷增加，海量的數(shù)據信息往返于端側和云服務器之間，這會大大降低數(shù)據傳輸效率，加劇云服務器的運行負擔。因此，邊緣層成為泛在電力物聯(lián)網靠近感知層*的組成部分。②防護設計將貫穿泛在電力物聯(lián)網全場景建設，此項工作由網公司互聯(lián)網部牽頭，為電網運行保駕護航。
3 泛在電力物聯(lián)網市場規(guī)模和趨勢分析
3.1 感知層
感知層的市場規(guī)模從電力供給側的智能化增量和用電側終端設備增量2個維度考慮。
電力供給側方面，2017年網云平臺的正式上線，帶動了電源側、電網側的電力二次設備和監(jiān)測監(jiān)控等設備的數(shù)字化轉型升級替代。反映在統(tǒng)計數(shù)據上，在2018年呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。隨著泛在電力物聯(lián)網建設的不斷深入，到2021年，泛在電力物聯(lián)網初步實現(xiàn)業(yè)務協(xié)同和數(shù)據貫通，此時圍繞電力供給側的智能化數(shù)字化建設規(guī)模增量將達875.8億元；到了2024年，泛在電力物聯(lián)網將實現(xiàn)業(yè)務協(xié)同和數(shù)據貫通，智能化數(shù)字化建設規(guī)模增量將超過千億級別（如 圖3）。
智能聯(lián)網家電的市場增長趨勢較為穩(wěn)定，不過受制于整體智能家電的滲透率低，到2024年智能家電聯(lián)網滲透率預測僅為10%，導致聯(lián)網家電市場規(guī)模也受局限。
相較而言，智能電表是具備明顯周期性替換的終端產品。我智能電表替換周期為7~8年，我在2011年迎來歷*大規(guī)模的智能電表招標，針對這波智能電表的替換在2019年開始得到體現(xiàn)。2019年家電網第1次智能電表替換招標量近4000萬只，較2018年同比增長了近80%，預計2019年全年智能電表市場規(guī)模較2018年將提升112.6%。2020—2021年智能電表需求主要表現(xiàn)在增量市場，需求量下行。未來智能電表市場需求將逐步趨緩，電表替換數(shù)量趨于穩(wěn)定，下輪大規(guī)模放量或需等到2026年第2輪電表替換周期。
3.2 網絡層
網絡層方面，考慮到近年電網智能化業(yè)務的爆發(fā)增長，家電網向工信部申請頻譜資源的增補，并于2018年9月獲得6.25MHz增補。由此，在230 MHz這個頻段建設的電力無線專網于2018年起正式迎來爆發(fā)期。目前，網納入的無線專網標準，個是普天的基于4G時代的LTE230，支持移動和非移動終端設備的接入。另個是華為基于4.5G、面向5G的IoTG230標準，目前只支持非移動終端的接入。2018年，我電力無線專網采用LTE230主流技術，市場規(guī)模4.48億元（如圖7）。隨著華為基于5G網絡特性下的IoTG230專網技術被納為家電網的另項無線專網標準，預計2019年我230MHz電力無線專網市場將迎來快速增長，市場規(guī)模突破5.6億元。到2021年，泛在電力物聯(lián)網初步建成，電力無線專網市場規(guī)模將達到11.5億元；到2024年，無線專網建設將完成，我電力無線專網輻射范圍將覆蓋全所有用電區(qū)域，市場規(guī)模將達到約30億元。
3.3 平臺層
平臺層是兩網融合建設的核心環(huán)節(jié)。在各省網公司體化“網云”平臺基礎上，通過整合物聯(lián)管理與全業(yè)務統(tǒng)數(shù)據形成家電網全企業(yè)數(shù)據中臺，以實現(xiàn)海量電力相關采集數(shù)據的“次采集、多處使用”、實現(xiàn)聯(lián)網設備的精細化管理、提升數(shù)據處理效率以及平臺能力的開放與共享。2019年，通過對網公司各子系統(tǒng)數(shù)據倉庫的加工、清洗與整合，企業(yè)數(shù)據中臺的建設規(guī)模突破了5個億（如圖8）；預測到2021年，家電網實現(xiàn)初步數(shù)據貫通時，企業(yè)數(shù)據中臺規(guī)模將達7.57億；到2024年，網實現(xiàn)全部數(shù)據貫通時，企業(yè)數(shù)據中臺規(guī)模將達9.25億。
3.4 應用層
應用層方面，市場規(guī)?？紤]對外服務當中，綜合能源服務所帶來的電力市場化交易和電力資源信息對接的體量。目前，網公司對外綜合能源服務已基本實現(xiàn)電力市場金融交易、光伏云網2.0、分布式新能源服務以及儲能業(yè)務等多個應用板塊，2019年末預計將達到9 87億的“近萬億”市場規(guī)模（如 圖9和10）。隨著泛在電力物聯(lián)網時代感知層終端信息采集的不斷完善，綜合能源服務范圍將從用戶群體和覆蓋地域2個維度不斷擴展外延，預計到2021年，對外綜合能源服務市場規(guī)模將到達17 974億元；到2024年，綜合能源服務市場將突破3萬億元。除現(xiàn)有應用模塊之外，未來應用層對外服務將涌現(xiàn)出大量新興電力應用市場，包括非侵入式負荷監(jiān)測、微網售電、車聯(lián)網、電力配售體等。這些潛在的新興能源服務將為泛在電力物聯(lián)網應用層帶來額外近30%的市場增量。
4.5 安科瑞產品在泛在電力物聯(lián)網的應用
近兩年來，安科瑞已經陸續(xù)參與江蘇省部分縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網綜合能源服務平臺、上海嘉定區(qū)147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設，提供了包括云平臺、智能網關、終端設備等產品，各類用戶端云平臺在全各地運行案例700多套，并且根據用戶需求不斷完善產品功能，這些項目就是未來泛在電力物聯(lián)網的部分。
“能源互聯(lián)網的春天到了，因其所能，它必將成為充滿活力的新型能源業(yè)態(tài)。”盡管針對泛在電力物聯(lián)網還有些不同的聲音，但是泛在電力物聯(lián)網已經悄無聲息的鋪開來，融入能源互聯(lián)網基礎建設的方方面面。
5 結語
泛在物聯(lián)網技術是以配電領域為,來實現(xiàn)相關技術的智能控制。泛在電力物聯(lián)網的作用非常重要,且包含的范圍也非常廣泛。建設泛在電力物聯(lián)網是社會和科技發(fā)展的必然趨勢,需要不斷地探究,來做進步的完善。
參考文獻
[1]袁 也.我泛在電力物聯(lián)網產業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].通信電源技術,2019,36（8):198-199.
[2]安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.06版.
作者簡介
劉細鳳，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為物聯(lián)網智能運維系統(tǒng)。
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