曾鳴分析智能電網(wǎng) 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與能源革命

（作者 曾鳴 單位：華北電力大學(xué)）近年來，我國在能源的生產(chǎn)、消費、體制改革與技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域獲得長足發(fā)展，取得了較為豐碩的成果。能源生產(chǎn)領(lǐng)域煤炭、電力、天然氣等一、二次能源的供給保障不斷增強，風(fēng)、光等可再生能源裝機及發(fā)電量占比不斷提升；能源消費領(lǐng)域單位GDP能耗逐年減少，能源利用的智能化、高效化、清潔化水平不斷提升；能源領(lǐng)域電力、煤炭及天然氣的市場化程度不斷深化，國有能源企業(yè)改革和轉(zhuǎn)型發(fā)展不斷推進；能源技術(shù)領(lǐng)域煤炭清潔利用、電力遠距離大規(guī)模輸送等技術(shù)不斷進步，分布式能源、儲能、智能用電等技術(shù)、模式不斷創(chuàng)新應(yīng)用。

然而，隨著我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、消費模式轉(zhuǎn)變等新形勢的出現(xiàn)，我國能源革命仍面臨諸多挑戰(zhàn)：一是供需雙側(cè)隨機特性突出，可再生能源發(fā)展面臨瓶頸；二是能源消費模式有待創(chuàng)新，整體能源利用效率仍舊偏低；三是數(shù)字革命、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、中國制造2025等對能源電力系統(tǒng)的未來發(fā)展提出了更高要求；四是體制機制改革需進一步深化，能源電力帶動周邊產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的作用亟待提高。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、價值體現(xiàn)及其價值回收路徑

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，就是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)萬物互聯(lián)、人機交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活等特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)，涵蓋感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層四個層級。其中，較之傳統(tǒng)的電力信息化技術(shù)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)感知層的末端感知節(jié)點規(guī)模更大，采集的數(shù)據(jù)更全面，涵蓋電力系統(tǒng)發(fā)輸配儲用各環(huán)節(jié)、各設(shè)備乃至各元件；網(wǎng)絡(luò)層將通過5G等新技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸效率；平臺層將所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯集管理，數(shù)據(jù)壁壘將被打通；應(yīng)用層則協(xié)同智慧服務(wù)體系的建設(shè)，向用戶提供更智能化、人性化的能源服務(wù)，數(shù)據(jù)價值得以體現(xiàn)。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)不再是傳統(tǒng)的“二次系統(tǒng)”，其既要支撐輸配電管制性業(yè)務(wù)也要支撐綜合能源服務(wù)等競爭性業(yè)務(wù)，同時也要支撐互惠共贏能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈建設(shè)。因此，在物理上數(shù)據(jù)信息要共享，構(gòu)建“兩網(wǎng)”融合的統(tǒng)一數(shù)據(jù)共享平臺，在經(jīng)營上管制性業(yè)務(wù)和競爭性業(yè)務(wù)要分開，并有效推動互惠共贏能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈的建設(shè)發(fā)展，通過不同的價值回收途徑實現(xiàn)投資、成本的回收。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的價值體現(xiàn)建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在支撐輸配電管制性業(yè)務(wù)、綜合能源服務(wù)等競爭性業(yè)務(wù)及建設(shè)互惠共贏、開放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈方面具有重要的作用與價值。一是支撐輸配電業(yè)務(wù)，保障能源安全并推動節(jié)能減排，以系統(tǒng)“源—網(wǎng)—荷—儲”各環(huán)節(jié)的泛在互聯(lián)和協(xié)調(diào)運行，保障大規(guī)模、隨機波動的集中式、分布式清潔能源順利消納。二是支撐綜合能源服務(wù)等市場競爭性業(yè)務(wù)，以“云大物移智”、區(qū)塊鏈、邊緣計算等技術(shù)應(yīng)用，支撐更便捷、智能、高效供電服務(wù)和綜合能源服務(wù)的開展，創(chuàng)新電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享服務(wù)等新型服務(wù)模式，開辟新的贏利渠道。三是打造能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，發(fā)展共享經(jīng)濟與平臺經(jīng)濟，通過信息、技術(shù)和價值共享，建設(shè)互惠共贏能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，帶動通信、互聯(lián)網(wǎng)等周邊產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的價值回收路徑建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，勢必將產(chǎn)生大規(guī)模的信息化投資和相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施投資，其價值回收可主要通過管制性的輸配電價回收和競爭性的市場化業(yè)務(wù)回收兩個途徑。

第一，通過管制性輸配電價回收。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)運營中，其三方面的投入可以嘗試通過輸配電價回收：一是支撐管制性輸配電業(yè)務(wù)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)投入，理應(yīng)計入輸配電價成本監(jiān)審范圍；二是支撐需求側(cè)資源開發(fā)利用的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)投入，該部分成本對輸配電業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運行有重要的支撐作用，可以與支撐競爭性業(yè)務(wù)的資產(chǎn)按照資產(chǎn)使用率或收入比例進行切分，將其合理計入輸配電價成本監(jiān)審范圍；三是支撐互惠共贏能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈建設(shè)的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)投入，按照李克強總理關(guān)于共享經(jīng)濟、平臺經(jīng)濟采取包容審慎監(jiān)管方式的指示，也可以嘗試將其合理計入輸配電價成本監(jiān)審范圍。

第二，通過競爭性的市場化業(yè)務(wù)回收。

通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施支撐和“云大物移智”、區(qū)塊鏈、邊緣計算等信息通信技術(shù)支撐，顯著提升電網(wǎng)公司綜合能源服務(wù)能力，創(chuàng)新業(yè)務(wù)場景，布局綜合能源服務(wù)藍海，通過綜合能源供應(yīng)、規(guī)劃運行、信息服務(wù)及其他增值服務(wù)業(yè)務(wù)的開展，開辟公司新的經(jīng)濟增長點，回收相應(yīng)的信息化投入。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)助力能源革命

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與運營將會影響未來能源電力系統(tǒng)的方方面面，通過“云大物移智”等信息通信技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，帶動能源生產(chǎn)、消費、體制的變革，全方位助力和推動我國能源革命的進程。

助力能源生產(chǎn)革命一方面，有效改善能源生產(chǎn)和供應(yīng)方式。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與堅強智能電網(wǎng)融合發(fā)展，提供更安全、智能的輸配電服務(wù)，支撐集中式清潔能源大規(guī)模、遠距離傳輸以及分布式清潔能源的規(guī)?；⒔?jīng)濟化利用，平抑供應(yīng)側(cè)大規(guī)模清潔能源出力波動性和需求側(cè)電力消費不確定性等雙側(cè)隨機性對系統(tǒng)運行帶來的沖擊，提高能源系統(tǒng)中清潔能源的生產(chǎn)和供應(yīng)比例。

另一方面，能源的生產(chǎn)和供應(yīng)模式將發(fā)生顯著變化。能源生產(chǎn)和供應(yīng)將從單一化供應(yīng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣?yīng)模式，包括供應(yīng)主體的多元化、能源產(chǎn)品的多元化和業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)的多元化等。同時，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的發(fā)展又將不斷催生新的市場主體，這些主體的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、產(chǎn)品類別、供應(yīng)方式的增加將使得能源生產(chǎn)和供應(yīng)環(huán)節(jié)的模式發(fā)生根本性改變，從而推動能源生產(chǎn)革命。

助力能源消費革命一方面，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的信息全面感知賦予了用戶更廣泛的消費選擇權(quán)，新業(yè)態(tài)、新模式將不斷涌現(xiàn)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過“云大物移智”等多種智能化終端設(shè)備和信息技術(shù)，可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)信息的即時化接收和處理，各類市場主體將為用戶提供豐富多樣的綜合服務(wù)，豐富了服務(wù)類型和消費者選項。同時，傳統(tǒng)的“物理能源”消費理念逐步過渡到“能源、信息、服務(wù)”綜合消費理念，從而催生出更加豐富多元的能源消費類型。

另一方面，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能夠支撐用戶對自身能效水平的即時、全面感知，輔助用戶進行用能決策，進而提升系統(tǒng)整體效率。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中智能化用能輔助工具的廣泛使用，將實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)能源供給、消耗的全面監(jiān)測，并開展綜合能效分析和多環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)管控優(yōu)化，通過智能化的綜合能源服務(wù)管理系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的供、用能策略，進而從供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)雙向優(yōu)化系統(tǒng)運行，改善系統(tǒng)運行狀態(tài)。

助力能源體制革命利用電網(wǎng)公司“樞紐”和“平臺”優(yōu)勢，以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)運營為契機，構(gòu)建互惠共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，發(fā)展共享經(jīng)濟和平臺經(jīng)濟，創(chuàng)新能源電力系統(tǒng)的運營管理機制，實現(xiàn)電網(wǎng)上下游及周邊產(chǎn)業(yè)各類主體協(xié)調(diào)發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈涵蓋能源“發(fā)—輸—配—用”各環(huán)節(jié)的企業(yè)、用戶以及上下游的設(shè)備制造商、互聯(lián)網(wǎng)公司、政府部門、科研院所、金融公司等主體。建設(shè)互惠共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈就是發(fā)揮電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)、設(shè)備制造商、互聯(lián)網(wǎng)公司等各類主體優(yōu)勢，打通服務(wù)流、信息流、資金流與技術(shù)流，提升資源要素配置效率，為能源電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型升級和能源互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展創(chuàng)造良好平臺，以共享經(jīng)濟、平臺經(jīng)濟的發(fā)展模式創(chuàng)新能源電力系統(tǒng)運營的體制機制，進而推動能源體制革命。

助力能源技術(shù)革命泛在電力物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的平臺、設(shè)備都要求高度智能化、精確化和標(biāo)準(zhǔn)化，將給原有的智能電網(wǎng)、信息化管理技術(shù)體系帶來深刻變革。一是感知層的系統(tǒng)末梢信息數(shù)據(jù)采集，設(shè)備級乃至元件級的信息將能夠被及時感知；二是網(wǎng)絡(luò)層的電力信息即時、安全、大容量傳輸，“源網(wǎng)荷儲”各環(huán)節(jié)、各主體的信息將能夠被實時送達；三是平臺層的電力信息大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化存儲和智能化處理，各主體、各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的信息數(shù)據(jù)將能夠被統(tǒng)一、智能、規(guī)范管理；四是應(yīng)用層的電力信息有效應(yīng)用，支撐管制性輸配電業(yè)務(wù)、競爭性綜合能源服務(wù)及互惠共贏能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈建設(shè)等多種業(yè)務(wù)的開展。同時，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的信息—物理融合特性也將推動能源領(lǐng)域的技術(shù)框架和信息通信領(lǐng)域的技術(shù)體系緊密融合，帶動諸如能源大數(shù)據(jù)、能源區(qū)塊鏈等一批新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，為能源技術(shù)開辟全新的研究方向，從而推動和支撐能源技術(shù)革命。 （作者曾鳴 單位：華北電力大學(xué)）