能源互聯(lián)網(wǎng)離不開互聯(lián)網(wǎng),或者說離不開ICT及電子技術(shù)。近十年來ICT及電子技術(shù)的迅速發(fā)展,是能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0以及人工智能的最基層使能技術(shù)、使能條件?,F(xiàn)在我們看德國的工業(yè)4.0、中國的兩化融合,以及萬物互聯(lián)的演變,歸根到底是ICT和電子技術(shù)的發(fā)展。技術(shù)使得電子器件的成本大規(guī)模的降低,同時(shí)性能大幅上升。如果根據(jù)摩爾自己當(dāng)初提出摩爾定律時(shí)候也不過定律有效期在十年之內(nèi),但沒有想到35年了摩爾定律還在發(fā)展,并且新的技術(shù)的涌現(xiàn),不斷延續(xù)著摩爾定律的神話,未來,ICT及電子技術(shù)的發(fā)展還會延續(xù)下去。任何一項(xiàng)商業(yè)應(yīng)用技術(shù)都要放在進(jìn)化的語境內(nèi)來探討,能源互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)也不例外。
互聯(lián)網(wǎng)的未來
互聯(lián)網(wǎng)的未來怎么走?第一方向是通信技術(shù)的進(jìn)化,像FTTX技術(shù)、LTE技術(shù)等,更快更好的通信是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展永遠(yuǎn)的方向。
第二是物聯(lián)網(wǎng)(IOT),包括數(shù)量龐大的設(shè)備的管理機(jī)制,傳感器網(wǎng)絡(luò)的收集,整合,處理和分析技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)控制決策優(yōu)化技術(shù),在萬物互聯(lián)的背景下如何管理百億數(shù)量級的設(shè)備,并使其產(chǎn)生正的商業(yè)效益和社會效益呢?此時(shí),物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算以及人工智能的結(jié)合就顯得尤為重要。通過機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能進(jìn)行數(shù)據(jù)的優(yōu)化,判斷數(shù)據(jù)是否有用還有怎么用,以及對歷史數(shù)據(jù)和橫向數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析和比較。
第三個(gè)方向是物聯(lián)網(wǎng),目的是處理不同利益相關(guān)者之間錯(cuò)綜復(fù)雜的商業(yè)關(guān)系,以及建立創(chuàng)新的商業(yè)模式,第四個(gè)方向是云計(jì)算,實(shí)現(xiàn)私人云和公共云的靈活切換,并且商業(yè)模式將向“軟件即服務(wù)”和“硬件即服務(wù)”發(fā)展,尤其是后者。
能源和未來互聯(lián)網(wǎng)的碰撞
未來互聯(lián)網(wǎng)和能源碰撞之后會有什么?第一是廣泛的連接。各種設(shè)備實(shí)現(xiàn)端對端的連接,比如分布式能源、樓宇管理系統(tǒng)、電動汽車、智能家居等,如果能夠讓任何設(shè)備、組織實(shí)現(xiàn)端對端的連接,會產(chǎn)生不可思議的效果。
其次是管理。能源互聯(lián)網(wǎng)會接入巨量的設(shè)備并產(chǎn)生天量的數(shù)據(jù),怎么管理和利用這些數(shù)據(jù)和設(shè)備,是未來互聯(lián)網(wǎng)幫我們解決的問題之一。能源互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)更多功能,比如設(shè)備身份登記,大數(shù)據(jù)分析,網(wǎng)格管理以及分布式處理。
第三是服務(wù)?,F(xiàn)在的商業(yè)模式還是基于產(chǎn)品的,尤其在一些制造業(yè),基于設(shè)備或者基于硬件的商業(yè)模式,而在電力行業(yè),商業(yè)模式也是基于產(chǎn)品的,這個(gè)產(chǎn)品就是電力。未來互聯(lián)網(wǎng)能夠支持新的基于信息的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,比如電力消費(fèi)者和電力生產(chǎn)者指尖,以及消費(fèi)者和消費(fèi)者,生產(chǎn)者和生產(chǎn)者之間的信息共享,設(shè)施共享,即時(shí)合作,費(fèi)用實(shí)時(shí)和跨期分?jǐn)?,動態(tài)電價(jià)和計(jì)費(fèi)服務(wù)等。
第四是智能。當(dāng)人工智能注入到物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候會發(fā)生有意思的變化,這也是非常值得關(guān)注的。系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電設(shè)施,儲能設(shè)施,企業(yè)和家庭內(nèi)每一臺用能設(shè)備和電動汽車,都可以智能化,智能化之后,設(shè)備和設(shè)備,設(shè)備和系統(tǒng)之間可以進(jìn)行溝通和協(xié)作,自我管理。
最后是安全和隱私。我們談能源互聯(lián)網(wǎng),談任何和ICT相關(guān)應(yīng)用的永遠(yuǎn)離不開安全和隱私,這也是我認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)將來可能會面臨最大的瓶頸。
能源互聯(lián)網(wǎng)的主要組成部分
用能設(shè)備:SmartFacility
SmartFacility涵蓋了樓宇能源管理系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、工業(yè)節(jié)能系統(tǒng)等。這些都是能源互聯(lián)網(wǎng)重要的末端環(huán)節(jié),是主要用能設(shè)備,也是虛擬電廠的組成部分。
儲能設(shè)備:E-Mobility
電動汽車將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)組成部分,既是主要用能設(shè)備,也是重要的分布式儲能單元。
微電網(wǎng)
在能源互聯(lián)網(wǎng)里,微電網(wǎng)是小區(qū)域中“發(fā)電設(shè)備/用電設(shè)備/儲能設(shè)備/配電網(wǎng)”之間的完美結(jié)合點(diǎn),具備柔性,可擴(kuò)展,健壯并且低成本的特征。通過模塊化設(shè)計(jì),應(yīng)用和服務(wù)都是弱耦合,用電設(shè)備和電源設(shè)備可以靈活的接入。
輸配電網(wǎng)
能源互聯(lián)網(wǎng)的輸配電網(wǎng)將由高度可靠、強(qiáng)壯、安全的配電網(wǎng)架構(gòu)組成,并且能夠柔性兼容分布式能源的輸入和配送,對全局電力形成網(wǎng)格化管理。
電力交易市場
電力交易是能源互聯(lián)網(wǎng)重要的革新環(huán)節(jié)?;趯>W(wǎng)或者因特網(wǎng)的電力交易市場,不僅提供交易服務(wù),還提供需求預(yù)測,設(shè)備管理,電力期貨交易等服務(wù)。
能源互聯(lián)網(wǎng)是“安全、穩(wěn)定、可靠的自適應(yīng)、實(shí)用性智能生態(tài)系統(tǒng)”
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬物理系統(tǒng)(CPS)等技術(shù)的不斷革新,能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自我管理已并非難題,“自適應(yīng)”將表現(xiàn)為不同能源和用能設(shè)備能夠在一張網(wǎng)內(nèi)和諧運(yùn)作,并且保持系統(tǒng)的高可靠性和電力供應(yīng)的高質(zhì)量,通過本地層面的決策就能夠?qū)崿F(xiàn)管理。此外,利用大數(shù)據(jù),云計(jì)算和智能技術(shù),能源互聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和設(shè)備的智能化,并在控制和交互上能夠?qū)崿F(xiàn)跨系統(tǒng)和跨設(shè)備。在能源互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行過程中,通過監(jiān)控和傳感提高資產(chǎn)效用,成功減少不必要冗余。而最根本的輸配環(huán)節(jié),能源互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)系統(tǒng)將必須具備極高穩(wěn)定性、可靠性以及能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模新能源并網(wǎng),成為即插即用,即插即發(fā)的柔性電網(wǎng),同時(shí)還必須保證使用信息合規(guī)合法,確保網(wǎng)絡(luò)不被入侵,無論是物理侵入還是網(wǎng)絡(luò)侵入。
能源互聯(lián)網(wǎng)將帶來的巨變
全局輸配電系統(tǒng)監(jiān)控
目前電網(wǎng)管理者對輸配電系統(tǒng)的監(jiān)控能力是比較弱的,低壓配電端是監(jiān)控不到的。例如,郴州08年雪災(zāi)的時(shí)候由于不清楚斷電地點(diǎn),無法在最快的時(shí)間解決故障,更不具備輸配資產(chǎn)遠(yuǎn)程管理能力,無法監(jiān)測輸配電設(shè)施的健康程度,無法提前預(yù)防以避免類似的事故發(fā)生。在能源互聯(lián)網(wǎng)中,輸配電系統(tǒng)的全局監(jiān)控能夠快速發(fā)現(xiàn)故障、精確定位,甚至實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動修復(fù),大大提高電網(wǎng)的可靠性和安全性,舉例來說,傳感器可以在設(shè)備發(fā)生故障時(shí),立即發(fā)出警告給維修人員,甚至可以在設(shè)備還沒發(fā)生故障時(shí),就能通過智能分析技術(shù),判斷設(shè)備何時(shí)會發(fā)生故障,并向管理者和維修者發(fā)出預(yù)警以及維修和更換建議。此外,能源互聯(lián)網(wǎng)將提供更詳細(xì)的實(shí)時(shí)發(fā)電及用電信息,實(shí)現(xiàn)適應(yīng)發(fā)電端的電力消費(fèi),達(dá)到需求側(cè)管理的最高境界。
自動高效的智能建筑
利用開放共享的ICT技術(shù)和接口可擴(kuò)展的智能軟硬件,可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有樓宇整體和各子系統(tǒng)的自動化和智能化?,F(xiàn)在那些現(xiàn)有的建筑若沒有預(yù)設(shè)端口,很難實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。就像手機(jī)硬件通過下載一個(gè)軟件就可以更改版本,已有建筑和新建智能建筑能在快速的更新?lián)Q代中無縫接入能源互聯(lián)網(wǎng)的最科學(xué)辦法也是設(shè)計(jì)中就預(yù)留可擴(kuò)展的接口。在智能建筑中,樓宇管理系統(tǒng)(BMS)和其他ICT基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù),比如電話和寬帶,需要融為一體,以減少基礎(chǔ)設(shè)施的投資,實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì),現(xiàn)在有一些公司比如Honeywell、西門子都有專門的團(tuán)隊(duì)做BMS。更重要的是,同ICT基礎(chǔ)設(shè)施一體化的BMS系統(tǒng)能夠提供更多的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)更有效率的服務(wù),達(dá)到自組態(tài)、自管理的目標(biāo)。同時(shí),其系統(tǒng)可擴(kuò)展,方便更新和維護(hù)。
大規(guī)模商業(yè)電動車
在能源互聯(lián)網(wǎng)體系中,電動車的基礎(chǔ)設(shè)施(如充電樁)將廣泛存在,并同其他基礎(chǔ)設(shè)施完美融合,具備車型通用性能良好,服務(wù)主體多元化等特點(diǎn)。通用的ICT平臺打造出電動車價(jià)值鏈參與者之間的實(shí)現(xiàn)強(qiáng)關(guān)系和強(qiáng)互動,商業(yè)模式消費(fèi)電子化和互聯(lián)網(wǎng)化,電動車成為一款大型的智能硬件。電動車將同電力系統(tǒng)完美融合,成為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心之一,發(fā)揮儲能,用能,調(diào)峰的多元作用,這將賦予消費(fèi)者參與到電力市場交易中的契機(jī)。
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