泛在电力物联网的发展前景

国网能源研究院副总经济师单葆国

互联网与物联网的发展

在互联网发展过程中，互联网对经济社会发展的影响一直在发生深刻变化，从早期的“工具”“渠道”，到“基础设施”“互联网经济体”。

2012年，国内首次提出“互联网+”的概念，政府制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据和物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。

国家发改委在《关于2014年国民经济和社会发展计划执行情况与2015年国民经济和社会发展计划草案的报告》对“互联网+”进行解释。

1)“互联网+”代表一种新的经济动态，即充分发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果深度融合于经济社会各领域之中，提升实体经济的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。

2)“互联网+”行动计划将重点促进云计算、物联网和大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新，发展壮大新型业态，打造新的产业增长点，为大众创业、万众创新提供环境，为产业智能化提供支撑，增强新的经济发展动力，促进国民经济提质增效升级。

在互联网的发展过程中，物联网是一个重要的组成部分。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心”，提出“万物皆可标识并通过网络互联”，阐明了物联网的基本特征，包括：信息多源、全面感知、可靠传递和智能处理。

物联网(IoT，Internet of Things)是“物物相连”的互联网，是互联网向物理世界的渗透、拓展和延伸，实现物与物、物与人、人与人之间的连接。对工业企业而言，物联网、工业互联网等概念实质上是一致的，主要通过打通工业生产运行与企业经营管理各环节，推动企业内、外部资源共享，构建产业生态，创新业务模式，推动企业转型。

2019年，工业互联网首次被写入政府工作报告：围绕推动制造业高质量发展，强化工业基础和技术创新能力，促进先进制造业和现代服务业融合发展，加快建设制造强国。打造工业互联网平台，拓展“智能+”，为制造业转型升级赋能。

工业物联网是将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器或控制器，以及移动通信、智能分析等技术融入到工业生产过程各个环节，从而大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，最终将传统工业提升到智能化的新阶段。

泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人以及任何物之间的信息连接和交互。泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的具体表现形式和应用落地：不仅是技术的变革，更是管理思维的提升和管理理念的创新，对内重点是质效提升，对外重点是融通发展。

“三型两网”战略的提出与推进

随着经济高质量发展、能源转型加快以及电力体制改革的深入推进，国家电网公司生产经营也面临着电网形态发生变化、企业经营遭遇瓶颈和社会经济形态发生变化等风险和挑战。

1)电网形态发生变化。随着大规模清洁能源的开发，大量电力电子元器件进入电网;信息技术的发展，使得接入电网的设备类型和数量越来越多;电网转动惯量下降，运行越来越复杂，电网形态发生变化，电网安全运行压力加大。

2)企业经营遭遇瓶颈。随着电力市场改革进程的加快，电网的盈利模式发生了变化，电网业务面临日趋激烈市场竞争;另外，输配电价下降、售电增速放缓等因素也使得企业经营压力加大。

3)社会经济形态发生变化。互联网经济、数字经济和共享经济等社会经济形态发展迅速，通过平台对接供需双方，打造多边市场，对传统电力行业带来巨大挑战。

“三个领军、三个领先、三个典范”是国资委对国有企业打造世界一流企业的标准。2019年1月，国家电网有限公司被国资委选定作为创建世界一流示范企业之一，力争在三年左右时间取得显著成效。三个领军：国际资源配置占主导地位，引领全球行业技术发展，在全球产业发展中具有话语权和影响力。三个领先：效率领先(全要素生产率和生产率)，效益领先(净资产收益率和资本保值增值率)，在提供的产品和服务品质上领先。三个典范：践行新发展理念，履行社会责任，拥有全球知名品牌形象。

2019年1月，国家电网有限公司做出全面推进“三型两网”建设，加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署：建设“坚强智能电网”与“泛在电力物联网”，承载电网业务和新兴业务，以互联网思维开展新业务、新业态和新模式，推动国网公司从电网企业向世界一流的“枢纽型”“平台型”“共享型”能源互联网企业转型。

“三型”是世界一流能源互联网企业的特征。

1)枢纽型。体现公司产业属性，是指要充分发挥电网在能源汇集传输和转换中利用中的枢纽作用，促进清洁低碳、安全高效的能源体系建设，促进能源生产和消费革命，引领能源行业转型发展。

2)平台型。体现公司网络属性，是指以能源互联网为支撑，汇聚各位资源，打造能源配置平台、综合服务平台与新业务、新业态和新模式培育发展平台，使平台价值开发成为公司核心竞争力的重要途径。

3)共享型。体现公司社会属性，是指树立开放、合作和共赢的理念，积极有序推进投资和市场开放，吸引更多社会资本和各类市场主体参与能源互联网建设和价值挖掘，带动产业链上下游共同发展，打造共建共治共赢的能源互联网生态圈，与全社会共享发展成果。

“两网”是世界一流能源互联网企业的重要物质基础。

1)坚强智能电网是指以特高压、超高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化与互动化为特征和智能响应能力、系统自愈能力的新型现代化电网。

2)泛在电力物联网(SG-eIoT)是指充分利用移动互联、人工智能等现代信息和先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理和应用便捷灵活等特点的智慧服务系统，具有智慧化、多元化和生态化特征。

泛在电力物联网实时连接能源生产、传输、消费各环节设备、客户和数据，与坚强智能电网不可分割、深度融合，共同构成能源互联网，承载电网业务和新兴业务，以互联网思维开展新业务、新业态和新模式，推动公司从电网企业向“三型”能源互联网企业转型。

国家电网公司“三型两网”战略是网络强国战略在公司的具体实践，是落实中央部署、发挥央企带头作用的重要举措，是做强做大做优国有企业的必然选择，是适应内外部形势和挑战的主动作为。

2019—2021年，是“三型两网”战略实施的战略突破期，通过三年攻坚，到2021年初步建成泛在电力物联网;通过三年全面应用，到2024年全面建成泛在电力物联网。

泛在电力物联网的建设重点

泛在电力物联网建设内容包括对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护等方面。传统配电网管理模式不满足新时期配电网发展需求，迫切需要深入应用“云大物移智”等先进技术，从本质上提升配电网建设、运维和管理水平，实现跨越式发展，满足能源转型需求。通过配电网设备间的全面互联、互通和互操作，实现配电网的全面感知、数据融合和智能应用，满足配电网精益化管理需求。配电网是泛在电力物联网建设的主战场。

海量电动车的车载动力电池充放电行为如果不加以控制，将会对电网产生重大影响，需要通过智慧车联网使这些电动车在正确的时间、正确的地点和正确的充放正确的电量。智慧车联网是电动汽车及其充电设施的互联互通平台，实现汽车、电网和用户的互动。电动汽车是未来能源系统中的一个重要的基本单元;充电设施是重要的基础端口，也是联接新能源与电动车两个万亿级市场的联接器和关键硬件。

由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生，加之环境污染问题日益严重，提高能源综合利用效率，积极开发新能源及加强能源智能化利用成为能源发展的必然选择，综合能源系统是关键解决路径。综合能源系统以电力为中心，打破电、气、冷、热等能源供应系统单独规划、设计和运行的既有模式，对各类能源的分配、转化、存储和消费等环节进行有机协调与优化，充分利用可再生能源，大大提高用能效率的新型能源供应系统。

可再生能源已成为未来全球能源发展的主要方向，作为典型代表的风能和太阳能具有显著的间歇性和强随机波动性，必须建设足够灵活的、具有可调节性的电力系统来消纳大规模可再生能源。促进清洁能源消纳应做好以下两方面的工作。

1)全面深度感知源网荷储设备运行、状态和环境信息，用市场办法引导用户参与调峰调频，重点通过虚拟电厂和多能互补提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比。

2)采用优化调度实现跨区域送受端协调控制，基于电力市场实现集中式新能源省间交易和分布式新能源省内交易，缓解弃风弃光，促进清洁能源消纳。

当前，随着新能源发电、直流输电和电力电子装置等大量使用，电力系统的规模和复杂性日益增加，给电力系统安全稳定运行带来更大的挑战。此外，可再生电源大规模并网，在提供绿色能源的同时，也给电力系统安全、经济运行带来诸多挑战。因此，亟需提升电网安全经济运行水平。

1)构建电网一张图，重点实现输变电、配用电设备广泛互联和信息深度采集，实现故障就地处理、精准主动抢修、三相不平衡治理、营配稽查和区域能源自治。

2)立足交直流大电网一体化安全运行需要，引入互联网思维，建设“物理分布、逻辑统一”的新一代调度自动化系统，全面提升调度控制技术支撑水平。

3)打造“规划、建设、运行”三态联动的“网上电网”，实现电网规划全业务线上作业;开展基建全过程综合数字化管理平台建设，推进数字化移交，提升基建数字化管理水平。

电网资产数量庞大分散、类型众多及所处环境复杂。随着电网资产规模的不断扩大，为进一步降低生产成本，保障设备安全运行，需要建立一套完善的设备资产管理机制。以资产身份唯一编码为基础，以资产状态全面感知为手段，实现资产管理过程中的多码联动和信息贯通，在重要资产管理、资产全生命周期跟踪及设备巡检与维护中发挥重要作用，真正实现电网资产在线感知可视，打造资产-资产、资产-人员以及资产-环境紧密结合的电力资产物联网。

结束语

信息技术和人工智能的发展为传统产业转型升级提供了重大机遇。泛在电力物联网的建设将带来电力系统的技术变革、运行模式和增长方式等变革，从而推动能源和电力行业转型升级，具有广阔的应用前景。电力转型是能源革命的中心环节，能源互联网是解决我国能源问题的根本途径。

(本文根据国网能源研究院副总经济师单葆国在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)

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