“物聯網+”推動綜合能源服務新變革

文 | 湯芳

作者供職于國網能源研究院

“物聯網+”在能源領域快速興起，正成為推動能源產業革命的中堅力量。

物聯網是新一代信息技術的高度集成和綜合運用。如果說“互聯網+”拉開了“信息融合”時代，那么“物聯網+”則開啟了“萬物互聯”的新紀元。作為現代工業的引擎，能源領域也在積極擁抱“物聯網+”。

2019年3月，國家電網公司提出加快建設泛在電力物聯網的重大部署，引發了社會廣泛關注，也為物聯網在能源領域的應用注入了強心劑，成為物聯網落地的里程碑。“物聯網+”在能源領域快速興起，正成為推動能源產業革命的中堅力量。

物聯網技術與綜合能源服務加速融合

經過近20年探索，物聯網在各個層面不斷趨于成熟。在政策層面，物聯網相關國家標準、《信息通信行業發展規劃物聯網分冊（2016-2020）》、《國務院關于深化“互聯網+先進制造業”發展工業互聯網的指導意見》等文件相繼出臺。在產業層面，物聯網已經從集中于自身技術探索的第一代發展階段，步入了第二代發展階段，也就是物聯網與工業相結合的階段。

就能源領域而言，物聯網已經具有一定的應用場景，例如智能電表、節能照明、配電監控等。在這些應用場景中，數據都扮演著重要角色。實踐表明，在能源領域，能夠產生重要價值的數據，就能成為與物聯網的最佳契合點。

根據上述應用場景和物聯網“云-管-邊-端”的共識體系架構，筆者認為可以將能源領域“物聯網+”細化至6個重點層級：1、能源設備層：包含能源電力基礎設施和用能用電設備，例如新能源、配電系統、充電樁、儲能、空調、照明等。2、感知層（傳感層）：包括各類傳感器、量測裝置、定位系統、紅外感應器、射頻識別等信息感知設備，例如電表、水表、氣表、流量計、光感、煙感等，用于采集設備端數據。3、邊緣層：即邊緣計算，主要設備是能源路由器，用于規約轉換、數據清洗、故障研判等。4、網絡層（傳輸層）：實現數據傳輸和安全通信，隨著5G時代的到來，海量傳輸成為可能。5、平臺層（數據層、學習層）：打破數據煙囪，進行大數據匯集、整合與分析，并進行機器學習，產生新的知識。6、應用層：最直接產生價值的環節，也是物聯網行業中競爭最大的領域之一。基于平臺層輸出，創新能源服務業務，包括能效監測、能源質量管理、能源系統優化調度、用能設備精準控制等，強調對供應商和客戶的商業價值。

這些層級形成了從工業物理系統到數字化應用的工業物聯網架構。每一個層級在向上級提供服務的同時，也接受來自下層的服務。目前，每個層級都有一定數量的專業供應商，可以完成相應層級的功能實現。但要連接從純物理層級到應用層級的所有不同層級，仍是一件頗有難度的工程，需要整體架構的設計和整合。

綜合能源服務是在能源系統終端承載“物聯網+”的最佳業務，物聯網技術將驅動綜合能源服務實現更高價值。綜合能源服務是面向能源系統終端，以滿足客戶需求為導向，通過能源品種組合或系統集成、能源技術或商業模式創新等方式，使客戶收益或滿足感得到提升的行為。相應地，物聯網技術面向終端設備進行數據采集，通過數據價值挖掘進行技術創新和商業模式創新，一方面更好地滿足客戶多元化需求，另一方面為綜合能源服務商創造巨大的“價值增量”。如果能源系統只停留在設備層面，不進行物聯網技術改造升級，設備所產生的數據將白白流失，綜合能源服務商將失去改進業務、降低成本的絕佳機會，失去創造增值服務的巨大收益。

“物聯網+”推動綜合能源服務新變革

綜合能源服務是能源領域的新興產業，物聯網是信息技術的前沿力量，兩者的碰撞必然會激起“千層浪”。在綜合能源服務業務中融入物聯網理念，將帶來行業的巨大變革。

終端設備的泛在接入將推動能源系統硬件升級換代。海量客戶、海量設備、海量數據的接入是物聯網應用的基礎，而接入的過程需要能源設備和感知設備的匹配。一個典型的手機有大約10-20個傳感器，一個大型工業設備常有超過100個傳感器。如果將傳統的能源站、能源輸配網絡、儲能裝置、用能設備等改造升級為智慧能源站、智慧能源輸配網絡、智慧儲能裝置、智慧用能設備等，并統一接入物聯網絡，能源系統將從硬件層面發生根本上的升級換代，向著精密化、自動化、智能化轉型。

能源數據資產的激活將帶來持續優化的業務價值鏈。物聯網產生的數據量遠大于人聯網所產生的數據量，通過數字化技術，將以往束之高閣的能源數據加以整合利用，其價值難以估量。傳統能源服務業務重點集中于能源銷售、能源基礎設施建設、能源站運營維護等；隨著能源數據的加以利用，業務實現信息化升級，業務價值鏈被有效延長，可實現能源基礎設施和用能設備的運行監控和健康管理；未來隨著數據的深度挖掘，可進一步實現能源系統的“自動感知、快速反應、科學決策”，業務價值鏈將得到持續優化。

客戶驅動力量的強化將引導能源服務市場化升級。每個客戶是一個數據源，當客戶的互聯互通水平、數據整合挖掘深度不斷提升時，自下而上的“客戶驅動力”將隨著客戶的不斷接入呈現指數級增長。“數字會說話”，充分激發的客戶需求將最終通過能源服務市場傳導到供給側。能源服務商將得知客戶到底在哪些環節、需要怎樣的能源服務，從而促進能源服務產業的全面升級。客戶也將對能源服務商和能源服務業務具有更自由的選擇權，服務需求能夠得到快速響應，能源服務過程精益化提升，能源資源將達到最優化配置。

物聯網技術與綜合能源服務融合

業務變革與管理升級將加劇產業制高點的爭奪。綜合能源服務和物聯網分別是能源產業和信息產業競爭的焦點，兩者的結合將推動產生新的產業制高點。在這樣的信息化、平臺化的競爭生態中，贏者通吃成為不變的準則，誰能夠率先從管道式線性價值鏈創造轉向平臺型動態價值網絡經營，誰就有望掌握產業生態的主導權，成為綜合能源服務平臺生態中的TOP2，否則便僅僅是普通參與者。因此，綜合能源服務商要加強由內向外轉移管理重心，構建貫穿數據-＞信息-＞知識-＞智能的工作流程，并進行資源整合、經營改進和組織優化，融合線上線下業務，構建更高效的服務運營體系，以適應多變的市場、復雜的產品、定制的服務需求，搶占制高點。

物聯網應用于綜合能源服務的挑戰與應對

物聯網在綜合能源服務領域剛剛起步，或將面臨來自技術層面、商業層面、項目層面、企業層面等諸多挑戰，需要未雨綢繆、積極應對。

終端接入層面：終端設備的泛在接入是“物聯網+”的基礎，物聯網只有覆蓋到客戶側海量用能設備，才有望實現數據采集和挖掘。但目前終端采集覆蓋面遠遠不足，缺乏面向客戶和設備的流量入口，亟需創新營銷手段，實現客戶的主動接入和網絡效應。與此同時，核心芯片、傳感設備、能源路由器、操作系統等尚未實現較好的跨界應用。以傳感器為例，種類多達百余種，但大部分傳感設備還無法達到高精度、高頻率、低成本、低功耗、集成化、微型化等大規模應用要求，設備跨行業應用研發即將迎來加速化進程。

平臺應用層面：平臺層和應用層是集中實現能源數據整合、狀態感知、需求預測、優化運行、精準控制等功能的核心架構。但綜合能源服務平臺目前只能達到數據整合、運行監控等基本要求，難以實現多能源優化互補、區域能源優化調度和設備遠程精準控制等高級應用，或效果欠佳。因此，當務之急是明確平臺應用的思路和脈絡。設備和數據能告訴我們很多數據，但前提是我們要想清楚利用這些能源數據要實現哪些功能，才能有的放矢，高效利用能源大數據進行機器學習，通過監督學習來訓練優化建模，通過非監督學習進行聚類解析，將“數據”轉化為“知識”，將“知識”凝聚為“智慧”，帶來更大經濟社會效益。

項目示范層面：應用示范是物聯網技術構想在綜合能源服務領域應用的先行先試，承擔著重要的行業使命。從以往較少樣本的示范項目經驗來看，信息技術與能源技術相融合的示范項目大多難以實現最初的構想，以致最終只能流于表面。業內專家曾預估物聯網應用成本，10萬臺機器每小時采集一次數據，每年形成87GB數據量，將耗資144萬美元。我們可以理解，示范項目不計成本，但一定要切實解決技術難題和商業模式難題，探索出一條從項目規劃設計、建設施工、運營管理的成功路徑，尋找到客戶、能源服務商、物聯網企業的訴求結合點和利益分配辦法，形成集成應用解決方案，形成規模化特色應用，可以加以復制和推廣。

企業合作層面：信息行業與工業行業的合作是一個逐步深入的過程，從邊緣走向核心，相互滲透、協同創新。綜合能源服務商、物聯網企業、設備廠商、工程公司等各類市場參與主體需要各司其職，明確合作范圍和職能分工。各類物聯網企業在各自不同層面做好技術研發和模式創新，同時在本層面開發好準入接口，提供有權限控制的數據訪問，為上下層提供業務合作的渠道。綜合能源服務商應整合各個層次的技術和服務，強化深度合作，培育新模式新業態。綜合能源服務商應該模仿IBM公司的業務定位，僅僅作為整合者提供一攬子解決方案，著力構建產業生態。

物聯網在綜合能源服務領域的廣泛應用任重道遠，但其發展“如火如荼、勢不可擋”。面對技術融合的挑戰、商業模式的缺乏、跨行業的壁壘，所有市場參與主體需要以合作促共贏，實質性推進物聯網在綜合能源服務領域的集成創新和規模化應用，以激發市場潛力，創造全新價值，推動實現能源領域深遠變革。

（以上僅代表個人觀點，不代表機構觀點）