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淺談我泛在電力物聯網產業(yè)現狀與發(fā)展趨勢

更新時間:2021-03-10 點擊次數: 974次
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網產業(yè)現狀與市場趨勢。
關鍵詞:泛在電力物聯網;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網,目標是將接棒堅強智能電網,充分應用“大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、人工智能、邊緣計算”等現代信息技術,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、數據流”三流合的世界yi流能源互聯網戰(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
能源互聯網企業(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終實現向三型屬性企業(yè)轉型。
1 泛在電力物聯網產業(yè)演進與現狀
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電力系統數據化,使電源側和電網側開始具備初步的物理互聯、信息互聯與商業(yè)互聯。

感知層是泛在電力物聯網物理形態(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,實現對電力數據的采集、感知與監(jiān)測。
網絡層方面,傳統電力系統供給側考慮到聯網數據性,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網。這種高網絡性限制了信息傳輸的廣度以及延展性,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、物聯管理、全業(yè)務統數據,以及圍繞3個進行“三站合”的企業(yè)數據中臺。
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。隨著泛在電力物聯網底層設備數量的不斷增加,海量的數據信息往返于端側和云服務器之間,這會大大降低數據傳輸效率,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網全場景建設,此項工作由網公司互聯網部牽頭,為電網運行保駕護航。
3 泛在電力物聯網市場規(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)控等設備的數字化轉型升級替代。反映在統計數據上,在2018年呈現出爆發(fā)式增長。隨著泛在電力物聯網建設的不斷深入,到2021年,泛在電力物聯網初步實現業(yè)務協同和數據貫通,此時圍繞電力供給側的智能化數字化建設規(guī)模增量將達875.8億元;到了2024年,泛在電力物聯網將實現業(yè)務協同和數據貫通,智能化數字化建設規(guī)模增量將超過千億級別(如 圖3)。
 
智能聯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年智能家電聯網滲透率預測僅為10%,導致聯網家電市場規(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。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,通過整合物聯管理與全業(yè)務統數據形成家電網全企業(yè)數據中臺,以實現海量電力相關采集數據的“次采集、多處使用”、實現聯網設備的精細化管理、提升數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數據倉庫的加工、清洗與整合,企業(yè)數據中臺的建設規(guī)模突破了5個億(如圖8);預測到2021年,家電網實現初步數據貫通時,企業(yè)數據中臺規(guī)模將達7.57億;到2024年,網實現全部數據貫通時,企業(yè)數據中臺規(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。除現有應用模塊之外,未來應用層對外服務將涌現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網的部分。
“能源互聯網的春天到了,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網還有些不同的聲音,但是泛在電力物聯網已經悄無聲息的鋪開來,融入能源互聯網基礎建設的方方面面。
5 結語
泛在物聯網技術是以配電領域為,來實現相關技術的智能控制。泛在電力物聯網的作用非常重要,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.我泛在電力物聯網產業(yè)現狀與發(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,現任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為物聯網智能運維系統。




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