2019-07-04 08:34:10 《国家电网》杂志

城市能源革命是国家构建清洁低碳、安全高效的能源体系的重要路径，城市能源系统的数字化转型是城市能源革命的重要抓手。泛在电力物联网的建设，为电力系统数字化转型坚强赋能，进一步推动能源互联网的建设和实现城市能源系统的数字化转型。

城市能源转型会带来何种影响？

以物联网技术为基础的数字化技术的发展，极大地改变了城市能源系统的面貌。信息流与能源流的交融共生，让城市能源系统变得更加智慧和美妙，也使得能源企业与用户之间的交互越来越强烈，与此同时，新的商业模式正逐渐兴起。

物联网技术的发展对能源系统的各个环节均产生了深远影响。比如生产环节，用于提升煤炭、石油、天然气的生产效率和安全性，促进发电效率、安全运行水平、可再生能源利用水平的大幅提升；输配环节，让线路故障、故障检测、线路损耗等问题迎刃而解；消费环节，通过智能计量技术让能源消费越来越可视化和可控化，促进工业、建筑、交通等重要领域的能效提升和节约成本；管理环节，结合云计算、机器学习等先进技术，实现对能源全链条管理和新商业模式的开拓。

为什么要进行数字化转型？

数字化转型正成为中国和世界经济发展的强大动力。过去十年，以物联网、数据分析、云计算、人工智能为代表的数字技术，以及无远弗届的电子商务和社交媒体，带来了人与人、人与世界关系的巨大革命。到2019年，全球、尤其是中国进入到了数字化转型的攻坚之年。微软与市场调查公司IDC联合发布的一份报告显示：到2021年，数字化转型将为中国GDP的年度增长贡献1%的增速，价值7160亿美元。

物联网技术不仅驱动企业数字化转型，完成现代化大企业构建，也为全社会数字化转型赋能。物联网最核心的商业价值在于通过万物互联所产生的海量数据，经智能化的处理、分析，最终透过数据形成产品或服务，如今已应用在社会的方方面面。手表、家用电器和汽车等日常用品正通过物联网提供一系列服务和应用，如个人医疗保健、智能电网、监控、家庭自动化和智能交通等。物联网技术的发展已经对工业、运输行业、汽车行业、能源行业、智能生活等各领域产生了深远影响。

未来的方向是什么

电网企业数字化转型是推动城市能源系统转型的关键。物联网技术的发展引领能源数字化转型，最大潜力是它能够打破部门之间的界限，提高灵活性并实现整个系统的整合，而电网企业是这一转型的核心。电力行业是“物联网＋数字化”技术应用最早的部门之一，早在20世纪70年代，电力公司就利用新兴技术提升电网管理和运行水平。国际能源署分析表明，数字化有每年节省约800亿美元的潜力，大约占全年发电成本的5%。

泛在电力物联网建设是电力部门数字化转型的重要抓手。通过泛在电力物联网的建设，数字化与电气化交融共生，物联网与大数据、云计算、人工智能等技术赋能电力系统高效的数字化转型。例如，发电厂、输电和配电线路以及终端能源设备协调工作，可在指定的时间和地点为用户提供可靠、低成本和可持续的能源。在未来，泛在电力物联网的应用场景包括：

智能需求响应。通过采取价格等激励政策引导用户主动改变消费行为，实现供需平衡优化。IEA分析表明，可以为电力系统提供185千兆瓦的灵活性，大致相当于澳大利亚和意大利目前的装机容量之和。可再生能源并网。泛在电力物联网技术的运用可更好地匹配电网需求和可再生能源发电，降低可再生能源波动性。仅在欧盟，新增储能和数字化需求响应可以在2040年将太阳能光伏和风能的弃光弃风率从7%减少到1.6%。电动汽车智能充电。引导充电行为向低负荷、供应足时段转移，提升电网的安全性和为电网提供更大的灵活性。个人售电。泛在电力物联网技术的发展有助于家用分布式能源的发展，如太阳能光伏板和储能等，提高个人用户电力市场的参与度。

可以预见，泛在电力物联网建设加快，必将在多个领域驱动城市能源系统实现数字化转型。

推行电网数字化运营与管理。对设备资产运行集约化，优化资产管理，提高资产利用效率；运营细节可优化，对电网关键参数进行动态监测，基于智能电网技术和先进的测量技术实现电网故障的快速定位，形成优化方案库进行调节；电力调度经济化，基于天气预报、负荷预测、市场价格等因素对电力进行科学调度。

基于电力物联网发展电网自愈技术。基于数字智能传感器技术实现对故障的快速定位和辨识；通过云平台对全网络故障库进行共享，进行汇总和机器学习，形成统一解决方案库；提高电力系统自动化水平，在保证安全的前提下实现故障自动处理，包括断电隔离与换线恢复供电，大幅降低供电中断时间。

深度挖掘电网大数据利用价值。基于大量传感器采集电网海量数据，包括状态数据与预警信息（过电压等），汇集到统一的大数据平台，结合人工智能、机器学习等先进技术进行分析，挖掘本质特征，为电网规划、故障处理、负荷预测等重要内容提供支撑。

应用物联网技术，为可再生能源并网提供更好的保障。结合储能技术，提高可再生能源并网穿透率，提高分布式能源并网的可行性和稳定性。

构建能源物联网，引领智慧城市建设。在智能建筑、智能家居、智能计量等领域探索拓展新业务，发掘综合能源服务商业模式。

例如，为建筑提供节能服务，基于能源物联网技术搭建能源管控平台，实现电、热、冷、气的智能监测与控制，优化使用成本，提高能源使用效率。智能家居方面，推广使用智能插座、智慧照明等智能硬件以及相应移动服务APP，实现节能和提升用户体验，形成能源服务生态链。智能计量方面，优化改善智能电表，提高用户交互性体验，通过移动服务提供能源消费数据与分析；发展多表合一技术，整合不同能源统计数据，共同开发，共享能源物联网建设带来的成果。

（汤广瑞 陈浩 王丹 作者单位：国网能源研究院有限公司）