泛在電力物聯網與互惠共贏能源互聯網生態圈

華北電力大學能源互聯網研究中心 曾鳴

“泛在電力物聯網”的提出與內涵

2019年1月17日，國家電網公司三屆四次職代會暨2019年工作會議提出，聚焦建設世界一流能源互聯網企業，守正創新、擔當作為，打造“樞紐型，平臺型，共享型”企業，建設運營好“堅強智能電網，泛在電力物聯網”，即“三型兩網”發展戰略，“泛在電力物聯網”的概念開始興起。

物聯網（Internet Of Things，IOT）最早由麻省理工學院的凱文·阿什頓（Kevin Ashton）教授提出，其理念和內涵不斷進化和發展，當前普遍接受的定義為：基于互聯網、廣播電視網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡即稱為物聯網，其核心技術體系包括設備編碼技術、設備識別技術、通信技術、傳感技術和加密解析技術等方面。

我國在2010年就已經開始了關于電力物聯網的基礎理論及應用技術研究，電力物聯網是物聯網在智能電網中的應用，主要分為感知層、網絡（傳輸）層、平臺（數據）層和應用層四層架構。

泛在電力物聯網，就是圍繞電力系統各環節，充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術，實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互，具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統。其中，感知層的末端感知節點規模更大，采集的數據更全面，涵蓋電力系統發、輸、配、儲、用各環節、各設備乃至各元件；網絡（傳輸）層將通過5G等新技術的應用，實現更高的數據傳輸效率；平臺（數據）層將所有數據統一匯集管理，數據壁壘將被打通；應用層則協同智慧服務體系的建設，向用戶提供更加智能化、人性化的電力普遍服務，數據價值得以體現。泛在電力物聯網需要先明確應用層的模式，再引領、布局其他三層的發展。

堅強智能電網和泛在電力物聯網是能源互聯網在電力系統的具體實現形式，堅強智能電網是“骨骼肌肉”，支撐電力系統“能源流”的安全穩定傳輸，泛在電力物聯網是“神經網絡”，實現電力系統“源—網—荷—儲”各環節“信息流”的末梢采集和歸集處理。

泛在電力物聯網不再是傳統的“二次系統”，其既要支撐輸配電管制業務也要支撐綜合能源服務等競爭性業務。因此，在物理上數據信息要共享，構建“兩網”融合的統一數據共享平臺，在經營上管制業務和競爭業務要分開，通過不同的價值回收途徑實現投資、成本的回收。泛在電力物聯網價值分析與價值回收路徑是制定行動計劃的前提。

國家電網公司建設“泛在電力物聯網”旨在：對內實現“數據一個源、電網一張圖、業務一條線”，“一網通辦、全程透明”，對外實現電網內外部、上下游的信息和業務互通，打造能源互聯網生態圈，支撐“三型兩網”和世界一流能源互聯網企業建設。

國家電網公司建設“泛在電力物聯網”具有顯著的社會價值、經濟價值和環境價值，具體體現在三方面：一是社會價值。通過建設“泛在電力物聯網”帶動通信、互聯網等周邊產業協同發展；同時，通過信息、技術和價值共享，建設互惠共贏能源互聯網生態圈。二是經濟價值。以“云大物移智”、區塊鏈、邊緣計算等技術應用，支撐更便捷、智能、高效供電服務和綜合能源服務的開展，創新電網數據共享服務等新型服務模式，開辟新的盈利渠道。三是環境價值。以系統“源—網—荷—儲”各環節的泛在互聯和協調運行，保障大規模集中式、分布式清潔能源順利消納，降低碳及污染物排放。

綜合能源服務是能源互聯網生態圈中的重要業務形態

能源互聯網生態圈涵蓋能源“發—輸—配—用”各環節的企業、用戶以及上下游的設備制造商、互聯網公司、政府部門、科研院所、金融公司等主體。建設互惠共贏的能源互聯網生態圈就是發揮各主體優勢，打通各主體間的業務流、信息流、資金流，提升要素資源配置效率，為能源系統的轉型發展創造良好平臺。

綜合能源服務是能源互聯網生態圈中的重要業務形態，具體包括能源銷售服務、能源規劃建設及運維服務、能效服務、信息服務、市場交易及金融服務五大類內容。

泛在電力物聯網下的綜合能源服務發展趨勢:提質增效、互聯共享、技術創新、生態共建。

近年來，各類能源企業、服務機構已紛紛開始布局綜合能源業務，參與綜合能源服務市場競爭，例如國家電網與南方電網均已分別成立綜合能源服務公司、發電企業積極參與能源互聯網示范項目建設、阿里云的綜合能源服務云方案等。可以預見，未來綜合能源市場將主要包括大型能源企業、售電公司、節能服務技術公司和擁有客戶資源的非能源行業服務機構等4類競爭主體。

大型能源企業一類是傳統能源企業轉型，如電網公司、發電企業、天然氣公司等；另一類以產業鏈延伸為主，如協鑫、新奧等。他們具有雄厚的服務資質、技術資源、資本資源、客戶資源、電源資源、線下服務能力，但業務范圍集中于單一能源領域，跨領域轉型難度大。電改后新成立的售電公司，管理靈活，業務轉型較快，但投資能力及技術資質相對較弱。能源行業的小微企業或非能源行業的專業技術企業，如小型節能企業、小型負荷集成商、電力設計院、互聯網公司等，運用大數據、云計算等技術提供用能優化和管理方案，他們在節能服務、工程設計、信息化開發等方面良好的技術基礎，但投資能力較弱。非能源行業單位大量客戶提供能源相關服務的機構，如大型互聯網平臺企業等，他們具有優質的客戶資源、線上服務能力，但缺乏能源行業技術資源與服務資質。

大型能源企業和擁有大量客戶資源的非能源行業服務機構具有豐富的客戶資源和較強的服務能力，將成為未來綜合能源服務市場中最具有競爭力的兩類主體，而其他主體將通過戰略聯盟、項目合資、供應商合作等模式與其發展合作伙伴關系，形成互惠共贏的商業生態圈，未來綜合能源市場的競爭態勢預計將由單個企業間的競爭轉變成為商業生態圈之間的競爭。

然而，由于物理技術及體制機制原因，各類能源分別由不同系統主體供應、運營，行業壁壘難以打破。在此背景下，如何推動互惠共贏能源互聯網生態圈的建設，為用戶提供綜合能源服務解決方案？

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“能源互聯網生態圈”

思路一：跨界融合

從頂層設計出發，由石油、天然氣、熱力、電力供應商與互聯網運營商合作組成綜合能源服務解決方案供應商或成立商業聯盟，實現對各類能源的綜合供應、調控。

思路二：終端創新

從能源利用的終端入手，各獨立的綜合能源服務商從各類能源供應商處購買能源，避開能源生產、傳輸端的行業壁壘，通過綜合能源服務智慧管理平臺，為用戶提供綜合能源解決方案。

新形勢下綜合能源服務的實施路徑

提升綜合能源服務水平是能源電力企業增強市場競爭力的重要途徑，建設能源互聯網和綜合能源系統是能源電力系統轉型的重要發展目標。具體可以從以下兩方面入手，以提升企業的綜合能源服務水平。

第一步，以點到面，提升綜合能源服務水平。一是突破企業管理桎梏，勇于創新綜合能源服務商業模式，可以嘗試以BOT、PPP等模式參與綜合能源服務項目；二是選取典型區域，打造綜合能源服務試點示范，形成可推廣的綜合能源服務運營經驗；三是多種手段結合，積極開拓綜合能源服務市場，逐步形成完善的綜合能源服務體系。

突破企業管理桎梏，勇于創新綜合能源服務商業模式，調研分析公共建筑、工業園區、工業企業等不同客戶特點，準確掌握客戶能源服務需求，細分客戶類別。因地制宜地使用能源托管、多能互補等商業模式，大膽開展PPP、EMC、EPC、BOT等多種工程項目實踐，強化“云大物移智”等相關技術的推廣應用，為客戶提供定制化的綜合能源解決方案。

選取典型區域，打造綜合能源服務試點示范，發揮企業自身資源優勢，結合“云大物移智”等技術應用，發掘企業開展綜合能源服務的潛在市場、用戶，掌握客戶內部能效數據資源，深入挖掘數據價值，建設一批規模較大、效益良好、技術先進的綜合能源服務示范項目。主動提煉項目運營經驗，形成具有可推廣性和可復制性的模式。

多種手段結合，積極開拓綜合能源服務市場，緊緊抓住體制機制改革機遇期，做好市場營銷服務，緊盯優質園區、用戶，采用捆綁營銷、信息化營銷等多種手段，積極開拓綜合能源服務市場。

第二步，推動綜合能源系統落地，共同建設能源互聯網。一是開展綜合能源系統仿真，驗證綜合能源系統的可行性；二是開展泛在電力物聯網試點示范，以綜合能源服務重點區域為依托，部署“云大物移智”等軟硬件設施，創新商業模式，打造基于泛在電力物聯的綜合能源服務樣板；三是結合泛在電力物聯網等相關技術應用，最終打造能源流與信息流融合的綜合能源系統，即能源互聯網。

圍繞“兩高三低”目標，開展綜合能源系統仿真。綜合能源系統的規劃、運行、市場交易等各環節都要圍繞“兩高三低”目標的實現，即實現系統綜合能效的提高、系統運行可靠性的提高、用戶用能成本的降低、系統碳排放的降低和系統其它污染物排放的降低。開展綜合能源系統仿真是推動綜合能源系統落地的重要基礎性理論研究工作，仿真的功能模塊應該涉及規劃方案的優化、運行計劃優化、市場交易模擬及綜合效益評估等四個方面，以理論仿真指導實際項目的設計，從而實現系統的“兩高三低”目標。

開展泛在電力物聯網試點示范，加強“云大物移智”等信息通信技術的創新與應用，并選取重點區域，落實各環節數據采集、傳輸、存儲、處理的軟硬件部署方案及商業模式，打造以泛在電力物聯為特色的綜合能源服務樣板。

打造能源流與信息流融合的綜合能源系統——能源互聯網。加強電網、發電、能源服務公司、互聯網企業等上下游主體間的互聯合作，共建能源流與信息流深度融合的能源互聯網生態圈。

各類主體如何支撐互惠共贏生態圈建設？

電網企業。打造數據共享平臺，開展信息共享服務，通過泛在電力物聯網全面采集系統運行信息和用戶用能信息，在保障用戶隱私的前提下，向用戶自身、科研機構、政府部門及發電企業等其他主體共享相關數據和信息，支撐用戶用能行為優化、科研工作開展、政府監督管理、可再生能源順利并網，最大化發揮數據價值。

打造業務融合平臺，開展價值共享服務，在智能電網、泛在電力物聯網建設領域，創新業務模式，以PPP、BOT、BT等模式引入其他主體、資本，共同開展綜合能源服務相關業務，建設互惠共贏能源互聯網生態圈，帶動產業上下游主體協同發展，實現價值共享。

發電企業。三轉變：定位轉變（由電力供應起始端轉變為多類型能源流和信息流協同供應起始端）；角色轉變（由發電商轉變為綜合能源供應商）；業務轉變（由發電上網轉變為發電、售電及綜合能源服務等多樣化業務）。

三搭建：搭建多元能源發電協調控制平臺（實現橫向多元能源互補）；搭建綜合能源系統仿真平臺（模擬并測算各類能源生產、傳輸、消納的互補潛力）；搭建在線互動的綜合能源服務平臺（實現各類能源供應與用戶用能的良性互動）。

三發展：發展多類型主體能源流和信息流的互聯互通技術、智慧發電技術以及分布式發電技術。

綜合能源服務公司。把握泛在電力物聯網建設機遇期，創新綜合能源服務模式。就當下我國綜合能源服務公司的發展現狀而言，由于公司規模、組織體系、人才隊伍、投資能力、技術儲備等方面的限制，使得其在系統建設、風險管理、核心技術等方面都存在較為明顯的短板。為此，綜合能源服務公司必須把握泛在電力物聯網建設機遇期，一方面，整合資源，與政府背景投資企業、電網公司、發電企業、互聯網企業、信息通信企業等主體形成利益共同體，爭取稀缺業務資源，建設良性競爭、合作共贏的能源互聯網生態圈；另一方面，以泛在電力物聯網為支撐，發掘各類用戶深層次服務需求（如能源信息服務、能源定制服務等），制定靈活的市場營銷策略，滿足客戶差異化能源服務需求。

電力、通信設備制造商。提升智能電網基礎設施建設所需設備生產水平和供應能力。堅強智能電網涵蓋特高壓、主網、配電網等各層級，包含交流、直流等不同技術類型，建設工程量大、技術攻關難、質量要求高，部分核心設備仍完全依賴于進口。因此，電力設備制造商應加強與高校、科研機構合作，盡快實現智能電網核心設備的國產化和規模化生產，在保證設備質量的同時降低設備成本，支撐堅強智能電網建設。提升電力系統終端信息采集裝置、信息傳輸裝置、數據中心處理器等核心裝備的生產水平和供應能力。泛在電力物聯網的最終目標是要實現電力系統各個環節萬物互聯、人機交互，需要大量的、面向各類設備的信息采集裝置，適應各種信號和地理環境的信息傳輸裝置以及大規模、高效快速數據處理器，這些都是通信設備制造商需要關注的領域。

信息服務公司。推進相關試點工作，打造互惠共贏能源互聯網生態圈發展樣板。目前，我國的“互聯網+”智慧能源、物聯網等相關工程示范尚未達到泛在電力物聯網要求的系統各環節萬物互聯、人機互動的發展目標。信息服務公司應利用自身通信、互聯網產業基礎優勢，牢牢抓住建設世界一流能源互聯網企業的戰略突破期，與高校、科研機構、設備制造商加強合作，選取合適的試點區域，開展泛在電力物聯網相關試點工作，打造互惠共贏能源互聯網生態圈發展樣板，形成可推廣的示范經驗和可推廣應用的技術產品。

高校、科研機構。互惠共贏能源互聯網生態圈的頂層設計、規劃與業務布局研究。開展能源互聯網生態圈建設，涉及整個產業鏈條的融合發展，需要做好政策機制的頂層設計、基礎設施建設的合理規劃和業務體系的提前布局。高校、科研機構在電力系統規劃、綜合能源系統規劃、政策研究與決策支持方面具有強大的研究團隊和深厚的研究基礎，能夠為互惠共贏能源互聯網生態圈的頂層設計與規劃布局提供科研支撐。

能源電力領域云大物移智技術的研發。作為能源電力行業技術研發的支撐單位，能源電力高校及相關科研機構在能源電力領域云大物移智技術的研發與試點應用方面均具有深厚的技術儲備和試點應用經驗。高校、科研機構應發揮自身優勢，圍繞電力云構建、大數據分析、電力數據移動傳輸及智慧用電等領域關鍵科學問題進行攻關研發，以推動互惠共贏能源互聯網生態圈的建設發展。

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『泛在電力物聯網』的內涵