概念辨析及落地建議：泛在電力物聯網建設的現狀與反思

梁衛國

（中央民族大學 哲學與宗教學學院，北京 100081）

關于泛在電力物聯網建設不同主體有不同的關注點。政府官員關注的是“創新、融合、安全”，業界研究者關注的是“能源轉型”，行業協會人員關注的是培育“合作平臺和產業生態圈，”[1]還有人關注其規劃設計，還有人關注其商業模式的設計和實現。這些關注點之所以不同，一方面可能與研究者的身份或立場相關；另一方面，可能與泛在電力物聯網建設的復雜性、多元性有關。在此背景下，要全面、正確理解泛在電力物聯網建設，防止其被人有意或無意地“異化”，有必要辨析其概念的本質，明確泛在電力物聯網建設的意義，從而才能尋找到一條可行的落地之路。

一、與泛在電力物聯網有關的諸種概念

泛在電力物聯網目前沒有統一的概念。一般公認的是，“泛在電力物聯網是指，圍繞電力系統的各個生產環節（建、發、供、用等），充分應用移動互聯（Mobile Internet）、人工智能（Artificial Intelligence）等現代信息技術、先進通信技術，來確保電力系統各生產環節萬物互聯、人機交互，從而實現狀態全面被感知、信息被高效處理、應用被便捷靈活使用的一種智慧服務系統。泛在電力物聯網不證自明地包含有物聯網所具有的感知層、網絡層、平臺層、應用層四個層級別結構”。[2]作為一個全新的概念，泛在電力物聯網常常容易被業界混淆，有必要做一認真辨析。

（一） 泛在電力物聯網與物聯網的關系

就構詞法來看，泛在電力物聯網是物聯網（Internet of Things，IOT）加了“泛在”“電力”兩個限定詞。因此，泛在電力物聯網是物聯網的屬概念（子概念），則物聯網是泛在電力物聯網的種概念（母概念）。就一般意義來講，泛在電力物聯網具有物聯網的所有特性（物的本質屬性、類生物的可感知性、網絡時延性、信息關聯性和時、空、量、構、序、信的復合生態性），就特殊意義來講，泛在電力物聯網的特性應該在“電力（由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電力生產與消費系統）”和“泛在（其內涵由基本的廣泛存在的空間概念逐漸發展為任何時間、任何人、任何物之間可以通信的泛在網的概念）①隨著時間變化，泛在一詞的內涵也不斷增加。2004年，日本政府提出了“u-Japan”戰略，成為最早采用“泛在（Ubiquitous）”一詞描述信息化戰略并構建無所不在的信息社會的國家。韓國緊隨日本確立了u-Korea總體政策規劃，并于2006年在IT-839計劃中引入“泛在的網絡”概念，將IT-839計劃修訂為u-IT839計劃，增加了RFID、USN新的“泛在”內容。歐盟也啟動了“環境感知智能（Ambient Intelligence）”項目ARTEMIS（Advanced Research and Technologyfor Embedded Intelligence and Systems, 嵌入式智能系統先進研發項目與技術。詳見，文浩：《無處不在的終極網絡——泛在網》. 射頻世界[J], 2010, 01: 44-47.”兩個概念中。“電力”一詞強調了物聯網使用的行業屬性，即，我們談到的“泛在電力物聯網”必須是在廣義或狹義的電力行業使用的那種物聯網，“泛在”一詞強調的是物聯網技術應用的處所（場景），不是個別場所，而是廣泛存在甚至無處不在（電力行業不少有人稱“泛在電力物聯網”無時不有、無所不能，按照語言學的邏輯這種說法無法推出，因此，在使用“無時不有、無所不能”這一內涵的時應該加以說明，否則會造成理解上的混亂）的場所。

目前，學界對物聯網（Internet of things，IOT）②一般認為，美國麻省理工學院Ashton教授1999年研究RFID時最早提出物聯網這個概念。Sun公司在2003年發表文章介紹物聯網的基本工作流程，并提出解決方案.這一概念還沒有統一的定義。目前相對比較公認的物聯網定義是由國際電信聯盟（International Telecommunication Union）給出的概念。該組織認為，物聯網就是通過智能傳感器（intelligent sensor）、射頻識別（RFID）、激光抄數機（掃描儀）、全球定位系統（GPS）、遙感（remote sensing）等信息傳感設備及系統和其他基于物-物通信模式（M2M）的短距無限自組織網絡，按照約定的協議（規范），把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種龐大智能網絡③2005年，國際電信聯盟（ITU）在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上正式確定了“物聯網”的概念, 并在之后發布的《ITU互聯網報告2005：物聯網》報告中給出了較為公認“物聯網”的定義.見，羅松: 《國際電信聯盟（ITU-T）物聯網最新態勢及我國推進策略》, 中國信息通信研究院CAICT；2017.06.07.劉建周: 《物聯網的概念及發展》, 《中國科技術語》2011年 第5期，中國科學院上海高等研究院等。。

在中國國內，對此概念有不同理解。其中比較有代表性的是工業和信息化部電信研究院的觀點。該觀點認為,物聯網是通信網絡和互聯網絡的拓展應用和網絡延伸，它主要通過感知技術（Perceptual Technology）與智能裝備(Intelligent Equipment)實現對物理世界的感知識別，利用網絡互聯進行計算、處理和知識的挖掘，實現人與物、物與物信息交互和無縫鏈接，在此基礎上達到對物理世界的實時控制、精確管理和科學決策的目的。[3]

對比國外國內這兩個版本的定義，我們可以看出，國際電信聯盟和工業和信息化部電信研究院都認為，物聯網需要利用感知技術對客體物理世界進行感知與識別，需要網絡互聯來傳輸、計算、處理和知識挖掘，最終實現對物理世界的實時控制、精確管理；物聯網包含有感知、傳輸、處理和應用4個層次。但，值得關注的，國際電信聯盟強調物聯網的物理屬性和技術屬性（結構組成），“射頻識別（RFID）、激光抄數、全球定位系統（GPS）、遙感”等技術層面”，而工業和信息化部電信研究院比較強調物聯網的社會屬性和功能屬性，強調“實時控制、精確管理和科學決策”。這兩個概念的不同之處，可能會埋下電力系統理解和建設泛在電力物聯網時不同路徑選擇的隱患。這個隱患所產生的矛盾或張力，在一定條件下，可能成為泛在電力物聯網建設和發展的障礙。

從邏輯上講，如果物聯網的概念沒有統一的話，建立在物聯網基礎上的泛在電力物聯網的概念也就難以統一。實踐中，為了建設泛在電力物聯網，對泛在電力物聯網做一概念上的明確可操作化是必要的（或許正是在這個意義上，國家電網啟動了泛在電力物聯網七大類100多項的標準編制）。[4]雖然有標準的編制為實踐操作提供一定的依據和遵循，但理論上的內在矛盾不會因為操作層面而消泯于無形，不僅如此，隨著技術和社會的發展，理論上的沖突可能會更趨于復雜化或多樣化。因此，在物聯網概念沒有統一基礎上建立的泛在電力物聯網概念不僅應該隨著物聯網的發展而有所變化，而且應該隨著技術和社會的變化而變化。

（二） 泛在電力物聯網與智能電網、堅強智能電網的關系

要厘清泛在電力物聯網與智能電網、堅強智能電網的關系，需要先厘清智能電網與堅強智能電網的關系。智能電網是堅強智能電網的種概念（母概念），堅強智能電網是智能電網前面加上了“堅強”兩字的限度后形成的屬概念（子概念）。即，堅強智能電網是智能電網的基礎上發展出來的，是智能電網的一部分。從是否“堅強”的角度來看，智能電網分為堅強智能電網和非堅強智能電網兩種。那么，何為“堅強”?不妨從兩者的概念中尋找。

智能電網（smart grid），是用數字信息技術來優化電能質量的電網。“智能電網建設的主導思想是期望通過數字化信息網絡系統將能源資源（煤炭、水力、光能、風能等）開發、輸送、存儲、轉換（發電）、輸電、配電、供電、售電、服務、儲能與電力能源終端用戶的各種電氣設備和其他用能設施連接在一起；通過智能化控制手段實現精準供能、對應供能、互助供能和互補供能，將能源利用效率、能源供應安全提高到一個全新的水平，將污染物與溫室氣體排放降低到環境可接受的程度，使用戶成本和產業投資達到合理的狀態”[5]。從這個概念可以看出，智能電網是采取“數字化信息網絡系統+電力生產全產業鏈”的手段，來實現能源供應效率的提高和可靠（安全）供電，從而實現環保和經濟的雙贏。而堅強智能電網，“是以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強網強為基礎，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電和調度的各個生產環節，覆蓋所有電壓等級，實現‘電力流、信息流、業務流’的高度一體化融合的現代化電網”[6]。

可見，與智能電網相比，“堅強”主要體現在“特高壓骨干網”的物理基礎和“各級電網的協調”管理上，體現在“電力流、信息流、業務流”的高度一體化融合上。智能電網和堅強智能電網的落腳點都是電網。

既然泛在電力物聯網的落腳點是物聯網，堅強智能電網的落腳點是電網，那么，這兩個概念（集合）就應該相離關系或相交關系。從電力生產的角度看，兩者只能是，相互交叉，又有不同的相交關系。這一點，從國家電網公司對“三型（樞紐型、平臺型、共享型）兩網（堅強智能電網、泛在電力物聯網）”建設的表述中也可以看出。國家電網公司將堅強智能電網放在了泛在電力物聯網之前不是無意為之，應該是符合電網建設的實際和邏輯的。兩者的先后順序表明：“堅強智能電網”比“泛在電力物聯網”在國家電網的建設處于更加重要的位置，“在堅強智能電網的基礎上，開展泛在電力物聯網建設”[7]。就此意義上，堅強智能電網是“基礎”，泛在電力物聯網建設是“尖端（頂端）”，兩者互相依存，而又各有側重。

（三） 泛在電力物聯網與互聯網的關系

泛在電力物聯網與互聯網（internet）都具有網絡（Network）的屬性①網絡一詞有多種意義。漢語中，“網絡”一詞最早用于電學。《現代漢語詞典》(1993年版)做出這樣的解釋：在電的系統中，由若干元件組成的用來使電信號按一定要求傳輸的電路或這種電路的部分，叫網絡。”后來“網絡”比喻某種可以把彼此間相互聯系起來的東西：形成以城市為中心的交通網絡。網路指相互交錯的分支組成的周密系統.。即，有節點、有元件、有信息流、有傳輸通道。

互聯網是“用通信線路和通信設備將分布在不同地點的多臺自治的獨立的計算機系統互相連接起來（串聯或并聯），按照共同一致的網絡協議（語義、語法、時序等，如TCP/IP協議、IPX/SPX協議、NetBEUI協議等），共享硬件（計算機、服務器、智能設備等）、軟件和數據資源的系統”[8]。物聯網是在互聯網技術廣泛發展起來后，以互聯網為基礎的一種新的網絡技術。物聯網跳出了互聯網虛擬的壁壘（利用傳感器、紅外信息采集等），將虛擬與物理世界的內容，融合到物與物互聯的網中，通過互聯網手段來（以移動互聯網技術為主）控制人們實際生活中能夠觸碰到的物品，實現人們隨時隨地操控物理事物的愿望[9]。

如果說，互聯網是“將所有東西都數字化，交由計算機處理”；“物聯網”則是“把計算機（感知、傳輸、應用等功能）嵌入到物品”。物聯網因為打通了生物工程技術，機械自動化技術，材料技術，電子信息技術等多種門類的技術壁壘，把互聯網的構建的虛擬空間變成了可觸摸的物理空間，被稱為又一次信息產業革命，其應用范圍幾乎覆蓋了各個行業。目前主要用在，物流領域（陸海空運輸）、衛生醫療領域、智能環境（家庭、辦公、工廠）領域、個人生活和社會事務領域等。作為物聯網子概念的泛在電力物聯網當然也必須依托互聯網這一基礎，在電力行業的“物-物互聯（M-M）”方面發揮作用[10]。

（四） 泛在電力物聯網與電力能源互聯網的關系

能源互聯網（Energy Internet）可理解為，“是綜合運用先進的電力電子技術，信息化技術和智能化管理技術，將大量由分布式能量采集裝置（設備），分布式能量儲存裝置和各種類型負載構成的一種新型電力網絡、石油網絡、天然氣網絡等能源節點互聯起來，以實現能量雙向流動、能量對等交換與共享的綜合性網絡”②美國學者杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）于2011年在其著作《第三次工業革命》中預言，以新能源技術和信息技術的深入結合為特征，一種新的能源利用體系即將出現，他將他所設想的這一新的能源體系命名為能源互聯網（Energy Internet）。杰里米·里夫金認為，“基于可再生能源的、分布式、開放共享的網絡, 即能源互聯網”。孫宏斌，郭慶來，潘昭光等. 能源互聯網：理念、架構與前沿展望. 《 電力系統自動化 》，2015等. 2015年09月26日，中國國家主席習近平在紐約聯合國總部出席聯合國發展峰會，發表題為《謀共同永續發展 做合作共贏伙伴》的重要講話。在峰會上，習近平宣布：中國倡議探討構建全球能源互聯網，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求。。“能源互聯網發展是能源與信息不斷整合并相互促進的過程，將經歷能源本身互聯、信息互聯網與能源行業相互促進，以及能源與信息深度融合三個階段。”（曾鳴，2015）“能源互聯網建設近中期將分為兩個階段推進，先期開展試點示范，后續進行推廣應用，并明確了10大重點任務。”“2019—2025年，著力推進能源互聯網多元化、規模化發展，初步建成能源互聯網產業體系，形成較為完備的技術及標準體系并推動實現國際化。”[11]電力能源互聯網關鍵詞是，可再生能源、分布式、開放共享，是推動能源革命的重要抓手。

能源互聯網是泛在電力物聯網的上位概念，但二者也有交集。泛在電力物聯網是“能源互聯網建設落地的重要實踐舉措”。

（五） 泛在電力物聯網與電網信息化的關系

“電網信息化實現電網數字化、自動化、互動化、一體化的過程。電網信息化是由信息網絡、基礎軟硬件、應用系統、數據資源、集成平臺、信息安全、信息技術管理與服務等組成的信息資源集合”[12]。信息化代表了一種信息技術高度應用，信息資源高度共享，從而確保人的智能潛力以及社會物質資源潛力被充分利用發揮，個人行為、組織決策和社會運行趨于合理化（不確定性被極大消除）的一種理想狀態。泛在電力物聯網是電網信息化發展的高級階段。信息化是泛在電力物聯網的基礎。電網信息化落腳點是電網供電能力的優化，泛在電力物聯網的落腳點是把任何物品（如變壓器、電線桿等）與互聯網連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種巨大智能網絡。

（六） 泛在電力物聯網與堅強智能電網、能源互聯網的關系

能源互聯網是“泛在電力物聯網”與“堅強智能電網”建設的目標，“泛在電力物聯網”與“堅強智能電網”是實現能源互聯網建設的重要手段（抓手），是能源互聯網在電力系統的具體實現形式和載體。

如果說，堅強智能電網是強健電網的“骨骼肌肉”，支撐電力系統“能源流”的安全穩定傳輸，那么，泛在電力物聯網可以被看成是強化電網的“神經網絡”，主要負責電力系統“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，側重于用戶側或者說能源的需求側，可以更好滿足用戶對多種能源的需求。

二、泛在電力物聯網建設的目的與重大意義

（一） 泛在電力物聯網建設是經濟高質量發展的需要

中央經濟工作會議明確提出，加強人工智能（AI）、工業互聯網（Industrial internet）、物聯網等新型基礎設施建設；工業和信息化部也出臺了推動互聯網、大數據、人工智能與制造業深度融合的系列文件。在此背景下，建設泛在電力物聯網是落實國家發展戰略、配合經濟發展、適應形勢需要的具體舉措。另外，泛在電力物聯網特有的共享、互聯、便捷等功能將給電力消費者帶來更優質的服務和更好的消費體驗，這些服務和體驗將成為經濟高質量發展基礎之一。

（二） 泛在電力物聯網建設是能源互聯網升級的必要環節

當前，電力行業面臨的三大突出問題是，新能源占比提高導致電網業態發生變化、電改降費導向使傳統電力企業經營遭遇巨大壓力、數字互聯經濟促進社會經濟形態迅速發展①泛在電力物聯網專題：電網投資的下一個風口，能源評論，國盛證券研究所，2019-04-18；2019-2025年中國泛在電力物聯網行業紅海市場戰略研究報告等。。在解決這三大問題的過程中，如果說“能源互聯網是電力行業順應能源和數字信息融合發展趨勢的產物”的話，那么，“建設泛在互聯網則是發展變革的有效路徑選擇”。

（三） 泛在電力物聯網是國網“三型兩網”戰略目標的重要部分

國家電網提出的“三型兩網”戰略，“三型”是目標，而“兩網”是手段。國家電網公司董事長寇偉認為，“當前，公司最緊迫、最重要的任務就是加快推進泛在電力物聯網建設。”[2]建設泛在電力物聯網，是推進“三型兩網”建設的重要內容和關鍵環節。“這是國家電網公司深入貫徹落實習近平新時代中國特色社會主義思想的政治擔當，是公司深入貫徹落實黨中央相關部署要求的實際行動，是公司加快新舊動能轉換、實現突破發展瓶頸的主動抉擇，也是公司新一屆領導班子堅持守正創新、堅定不移做強做優做大的戰略選擇”[2]。

三、對泛在電力物聯網建設的建議

（一） 成立專門研究機構開展泛在物聯網研究

對概念理解的不同會帶來行動的不同。泛在電力物聯網是個發展的概念，電力客戶、電網企業、發電企業、電工裝備企業等也有不同的訴求，因此，可依托行業協會成立相應機構開展研究。主要就國內外物聯網的最新動態、電力行業的標準設計、有關頂層設計等開展研究，力爭發揮出最大的社會效益和經濟效益。

（二） 加強數據安全防護

在物聯網思路下，電力的線路、桿塔和電容器等重要一次電力設備，保護、安穩和通信等二次設備等信息都需要重新建構（采集），營銷和信息系統等都需要重新認知和定義。這些建構和采集將產生大量的各種數據，這些數據雖然或許是散亂的、或許是信息孤島，但將為未來電力行業的發展和用戶消費體驗的提升帶來根本性的改變。基于這種考慮，應提前部署物聯網是數據安全問題。從安全角度看，物聯網有12個重點防護方向：1. 物-物互信；2. 終端行為監測；3. 全流量監測；4. 內外網融合防護；5. 無線安全防護；6.云平臺安全；7. 身份認證；8. 工控專用情報庫、漏洞庫、病毒庫；9. 安全態勢感知；10. 應急指揮預警；11. 數據安全；12.智能防御。當然，這種防護是建立在提高電網的技術水平和智能化程度基礎上的防護。

（三） 探索全行業的數據對接和整合

利用好物聯網的技術和理念，電源側要整合有關數據實現與電網接口對接。在水電上，利用物聯網技術對發電用水的高度、溫度等實施監控，實現即時調度；在風電上，實時監控風力大小，促進分散式發電；在太陽能發電上，控制板材溫度實現調度的即時穩定。輸配電網側要利用物聯網技術實現“源儲荷網”之間的實時友好互動，確保輸電線路氣象的環境監測與預警、導線振動在線監測、智能變電站狀態升級、故障及時預警與自動恢復運行等。用戶側要實現電力更加智能更加便捷的使用。

（四） 加強產業生態圈的融合

泛在電力物聯網會直接帶動信息傳感器（芯片）、輸配二次設備和信息通信產業的發展。隨著泛在電力物聯網這些基礎業務的發展，會形成分布式微網、能量儲存、電動汽車、智能家電、數據分析、系統運維、電力調峰輔助、電力現貨交易、綜合能源利用等新設備、新業務、新商業模式的發展，這種基于電力系統的業務會形成一個巨大的產業生態圈。要調動社會資本、中小微企業、產業鏈上下游的積極性，發揮泛在電力物聯網“云-網-邊-端-芯-智”全產業鏈優勢，實現社會共享發展。