白建華：建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)需全行業(yè)共行動

文 本刊記者 陳向國

今年年初國家電網(wǎng)工作報告提出要推動我國泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。無論是資本市場，還是相關(guān)企業(yè)，最近都在瘋狂追捧泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。國家電網(wǎng)公司3月8日召開泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)動員會，從3月11日開始，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)概念股連續(xù)漲停。周鴻、雷軍、董明珠、楊元慶等互聯(lián)網(wǎng)大佬也紛紛表態(tài)，深入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機會來了，希望在這個大的產(chǎn)業(yè)上分上一杯羹。國家電網(wǎng)的工作已經(jīng)得到了初步肯定。電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)幾乎是在瞬間成了輿論及業(yè)界焦點。為了了解泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)情況，本刊獨家采訪了國家能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟能源互聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)應用專委會主任、國家電網(wǎng)能源研究院原總經(jīng)濟師白建華先生。

白建華

享受國務院政府特殊津貼專家，清華大學博士、高級工程師、兼職教授?，F(xiàn)任北京智中能源互聯(lián)網(wǎng)研究院副院長、國家能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟能源互聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)應用專委會主任、中關(guān)村智能電力產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長等職務。曾任國網(wǎng)能源研究院總經(jīng)濟師。

長期從事能源與電力發(fā)展戰(zhàn)略、電源與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、可再生能源開發(fā)和消納、能源物聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、微能源網(wǎng)、智能配電網(wǎng)、電力銷售、經(jīng)濟評價、財務分析、電價設(shè)計，公司發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃等方面的研究，主持和作為主要研究人員的重大課題過百項。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的功用和本質(zhì)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是與能源互聯(lián)網(wǎng)的物理系統(tǒng)相對應的一個系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的功用就是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把能源系統(tǒng)的海量信息數(shù)據(jù)測量整理、去偽存真、加工計算后，將數(shù)據(jù)通過通訊系統(tǒng)進行傳輸、存儲變成統(tǒng)一的基于能源大數(shù)據(jù)的數(shù)字化能源系統(tǒng)，然后挖掘規(guī)律，創(chuàng)造價值。這也是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)特征。

——白建華

記者：在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)這個概念之前，就已經(jīng)有了堅強智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)的概念。請簡要說明這三個概念的內(nèi)在聯(lián)系。

白建華：國家電網(wǎng)定義了一個公式：能源互聯(lián)網(wǎng)=堅強智能電網(wǎng)+泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。堅強智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的物理系統(tǒng)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化系統(tǒng)。值得強調(diào)的是，這個數(shù)字系統(tǒng)大大超越了傳統(tǒng)意義上的二次系統(tǒng)。二次系統(tǒng)是指系統(tǒng)的信息、調(diào)度、運行、指揮等。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是與能源互聯(lián)網(wǎng)的物理系統(tǒng)相對應的一個數(shù)字化能源系統(tǒng)。

記者：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的功用何在？

白建華：堅強智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)之間有一個交接。想要弄清泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的功用，必須先知曉堅強智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)之間的交接功用。這個交接的功用就是把存在于堅強電網(wǎng)中以物理信息存在的數(shù)字資產(chǎn)通過儀表整理、傳感器布局、邊緣運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍幚磉^程，再加上工業(yè)系統(tǒng)使之變成大數(shù)據(jù)存儲在云上，包括私有云、公有云等。這個交接功用就是把真實的物理屬性的電力系統(tǒng)的信息通過萬物互聯(lián)的手段把信息提煉出來，弄出一個大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的功用就是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把能源系統(tǒng)的海量信息數(shù)據(jù)測量整理、去偽存真、加工計算后，將數(shù)據(jù)通過通訊系統(tǒng)進行傳輸、存儲變成統(tǒng)一的基于能源大數(shù)據(jù)的數(shù)字化能源系統(tǒng)，然后挖掘規(guī)律，創(chuàng)造價值。這也是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)特征。

記者：既然泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是能源物聯(lián)網(wǎng)的一部分，那為什么不叫“泛在能源物聯(lián)網(wǎng)”呢？

白建華：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)再延伸一下就可以涉及到整個能源系統(tǒng)，就可以叫“泛在能源互聯(lián)網(wǎng)”了。之所以現(xiàn)在是“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，我感覺有如下原因。一是國家電網(wǎng)的主要業(yè)務就是電力。二是電是運用最廣泛的，遍及千家萬戶的所有神經(jīng)末梢。三是構(gòu)建“泛在能源物聯(lián)網(wǎng)”困難更大，時機尚未成熟。實際上，站在國家的角度看，構(gòu)建“泛在能源物聯(lián)網(wǎng)”更合適、更全面。以后，通過萬物互聯(lián)的手段把包括電在內(nèi)的所有能源包括冷、熱能都連接起來，形成以電為主或是中心的所有能源系統(tǒng)相互融合。到那時候，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就變成“泛在能源物聯(lián)網(wǎng)”了。

建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)意義非常重大

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)對能效提升、挖掘系統(tǒng)潛力、創(chuàng)造價值，推動能源革命具有非常重大的意義。業(yè)界對建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)寄予很高的期望。

——白建華

記者：建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在提高能效、推動能源革命等方面有哪些值得期待的作用？

白建華：其重要意義有很多；列舉幾個方面。一是對巨量數(shù)據(jù)資產(chǎn)進行價值挖據(jù)，提升現(xiàn)有系統(tǒng)潛力。通過對不同行業(yè)、相同行業(yè)分工部門數(shù)據(jù)的分析對比，可以得出行業(yè)、行業(yè)內(nèi)部各部門的能耗情況。比如，通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就可以知道行業(yè)的平均能耗情況——先進的能耗是多少？落后的能耗是多少？就可以根據(jù)數(shù)據(jù)的分析對比知道為什么有的能耗高，有的能耗低；據(jù)此可以對能耗高的行業(yè)或行業(yè)內(nèi)能耗高的部門進行診斷，為其提供解決方案。這里需要指出的是，電動機是耗電比較大的設(shè)備，提高電動機的能效是工業(yè)節(jié)能的重要部分。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是提升電機能效的重要推動手段。

二是優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)的運行。通過數(shù)據(jù)的對比分析，可以知道不同行業(yè)耗能大戶是不是達到最優(yōu)或接近最優(yōu)的能耗指標？冷熱電系統(tǒng)是不是在滿足生產(chǎn)生活需要的前提下能夠真正協(xié)調(diào)運行，能耗最低？根據(jù)實際情況，對海量數(shù)據(jù)進行分析對比，找出不能達到最優(yōu)的原因，采取針對性的措施，挖掘潛力，提高能效，實現(xiàn)節(jié)能。同時，實現(xiàn)光伏、風電等可再生能源的高效消納。

三是為建立系統(tǒng)成本最低的能源系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，對越來越多的數(shù)據(jù)進行研究，從而對未來能源系統(tǒng)如何實現(xiàn)包括投資成本、運行成本、環(huán)境成本等所有成本疊加后的成本最低的系統(tǒng)提供技術(shù)、數(shù)據(jù)支撐。這樣就可以在能源系統(tǒng)的規(guī)劃階段作出翔實的分析測算。

可以說，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)對能效提升、挖掘系統(tǒng)潛力、創(chuàng)造價值，推動能源革命具有非常重大的意義。業(yè)界對建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)寄予很高的期望。

建設(shè)數(shù)字化能源體系還有很多路要走

白建華認為，建設(shè)以數(shù)字化能源體系為目的的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，需要闖過幾道關(guān)：越來越多的用戶、能源主體的信息、數(shù)據(jù)同步獲取關(guān)；如何保障整個網(wǎng)絡(luò)的安全性、靈活性；還要努力突破適合能源領(lǐng)域發(fā)展需要的國產(chǎn)芯片、“操作系統(tǒng)”之難關(guān)?？傊?，建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有很多路要走。

記者：建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的目的就是要建設(shè)數(shù)字化能源體系。請問，建設(shè)這個數(shù)字化能源體系需要突破那些難關(guān)？

白建華：自今年1月國家電網(wǎng)提出建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，再到兩會升溫，到如今速熱起來，這短短的半年時間里，業(yè)界做了很多探討。我個人認為，要建設(shè)數(shù)字化能源體系還有很多路要走。有幾個方面需要跨出去。第一步，要把步伐邁進用戶信息、數(shù)據(jù)里面去，要把這些信息、數(shù)據(jù)同步納入數(shù)字化系統(tǒng)。這是非常關(guān)鍵的一步，也是建設(shè)數(shù)字化能源體系的難點和重點。

記者：為什么這樣說？

白建華：數(shù)字化能源體系不僅僅是能源系統(tǒng)本身的數(shù)值化，必須把能源用戶的用能裝備、設(shè)施等信息、數(shù)據(jù)同步納入整個系統(tǒng)。比如說，原來電網(wǎng)給工廠用戶提供電力，電網(wǎng)公司根據(jù)工廠申報的用電功率大小、用電量等確定一個電壓等級、變壓器容量等，然后把電線拉到工廠墻外，建好基本設(shè)施就完事了。至于工廠內(nèi)的設(shè)備、設(shè)施等情況它一般不會太在意。但是在建設(shè)數(shù)字化能源系統(tǒng)的當下，用戶本身具有巨大的價值挖掘潛力，因此用戶的相關(guān)信息、數(shù)據(jù)必須掌握，并需同步納入整個系統(tǒng)。之所以說它是難點、重點，原因如下：總的來說就是能源用戶信息、數(shù)據(jù)獲得難。獲得用戶相關(guān)信息、數(shù)據(jù)必須得到用戶的信任和支持，然后通過安裝各種傳感器、儀表同步獲得信息、數(shù)據(jù)。這樣的話，建設(shè)數(shù)字化能源系統(tǒng)就必須解決如下問題：怎么能讓用戶愿意裝儀表、傳感器，同步獲得用戶信息、數(shù)據(jù)；如何不影響用戶正常生產(chǎn)？裝什么樣的儀表、傳感器，在哪些地方裝？深入用戶需要做哪些事，怎么協(xié)調(diào)？等等。這些問題都是需要解決的比較大的問題。

第二步需要跨越的是，幾家大的能源供應企業(yè)與眾多分布式能源供應者利益的割裂，破解信息、數(shù)據(jù)的同步收集、分析、處理變得復雜多變難題。之前，能源供應企業(yè)就是那么幾家央企、國企。隨著分布式、微能源網(wǎng)的發(fā)展，改變了原來的業(yè)態(tài)。眾多的分布式、微能源網(wǎng)、甚至家庭、個人都可以成為能源生產(chǎn)者、供應者——光伏發(fā)電、熱泵，家庭、個人都可以安裝、生產(chǎn)。這就導致能源生產(chǎn)、供給參與者規(guī)模大幅增加，能源品種增加。這就對信息的收集，傳感器、儀表和通信功能要求越來越高。

記者：您的意思是說，分布式能源已經(jīng)可以和原有的大能源公司同臺競爭了？

白建華：可以這么說。目前能源系統(tǒng)發(fā)展呈現(xiàn)新的特點：原來都是大系統(tǒng)，從2014年習總書記提出能源革命之后，國家相關(guān)部門推出了四百多個國家級能源試點示范項目。參考國外經(jīng)驗，我國用戶端大量的分布式能源已經(jīng)開始在應用了。比如，分布式光伏，小規(guī)模燃氣冷熱電三聯(lián)供——以前都是單機三四十萬、六七十萬千瓦，現(xiàn)在是幾百千瓦，一兩個兆瓦、幾個兆瓦。燃氣的利用效率非常高，首先是通過鍋爐把水變成高溫高壓的蒸汽來發(fā)電，剩余的熱量可以供熱，最后供冷。其整體效率可以達到百分之八十以上，甚至更高。而反觀傳統(tǒng)火電，如果沒有熱電聯(lián)產(chǎn)，效率達到百分之三四十就算高的了。因此可以說小型燃氣冷熱電三聯(lián)供將有更加廣泛的應用前景。

從目前的情況看，大量分布式能源設(shè)施具備了和原來的能源供應大系統(tǒng)競爭的經(jīng)濟性和技術(shù)先進性。換言之，大量的分布式能源技術(shù)已經(jīng)成熟到可以大規(guī)模應用的階段了，而成本的下降使之可以與大系統(tǒng)競爭了。

記者：您的言外之意是說，分布式能源的發(fā)展成熟，使能源生產(chǎn)、供應多元化，從而增加了信息、數(shù)據(jù)同步獲得的難度？

白建華：是這樣的。未來成千上萬的小規(guī)模分布式、微能源網(wǎng)發(fā)展起來后，就會面臨信息、數(shù)據(jù)如何收集、如何傳輸?shù)膯栴}。這需要持續(xù)增加數(shù)量龐大的傳感器、儀表。這是未來信息、數(shù)據(jù)收集、傳輸需要非常注意的地方。

記者：之前，分布式微能源網(wǎng)由于種種原因上網(wǎng)難，不少成為孤網(wǎng)。請問如何用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)助力解決這個問題？

白建華：這也是建立數(shù)字化能源體系必須要邁過的坎。未來的能源生產(chǎn)、供給將呈現(xiàn)集中式與分散型并存特點。基地式清潔可再生能源、大電網(wǎng)優(yōu)化發(fā)展，分布式、微能源網(wǎng)快速發(fā)展。隨著各種政策的到位、可再生能源成本的降低，分布式、能源微網(wǎng)很多要連在固有的大電網(wǎng)上。這樣的話就會不得不面對如下問題：眾多的小規(guī)模能源設(shè)施連接到大能源網(wǎng)以后，怎么運行？數(shù)以千萬計的分布式、微網(wǎng)并到大網(wǎng)后合在一起將呈現(xiàn)怎樣的特征？會如何影響新的整個網(wǎng)絡(luò)的運行？這些問題的解決，就需要泛在網(wǎng)通過對數(shù)據(jù)的收集、挖掘、對比、分析，找出解決方案，保障新的整個能源網(wǎng)絡(luò)的安全高效運行。

記者：風、光電的不穩(wěn)定性一直是電力行業(yè)發(fā)展的一個障礙。如何利用不穩(wěn)定的風光電，業(yè)界有爭論。隨著電動汽車行業(yè)發(fā)展、無人駕駛技術(shù)的成熟，業(yè)界寄希望電動汽車充電來部分解決風光電的利用問題。請問，數(shù)字化能源網(wǎng)的建設(shè)如何應對、助力解決上述問題？

白建華：建設(shè)數(shù)字化能源網(wǎng)就必須應對風光電等的各種不確定性。通過數(shù)據(jù)挖掘、分析對比，找到增加系統(tǒng)靈活性的方法，對數(shù)字化能源網(wǎng)的建設(shè)是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也是難點之一。以后的電動車、無人駕駛將和能源高度關(guān)聯(lián)。而之前，能源與交通雖然也有關(guān)聯(lián)，但未來與能源關(guān)聯(lián)將更加緊密，同時增加了各種不確定性，比如，風光電生產(chǎn)本身的不確定性、電動車充電的不確定性等。建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就可應對種種不確定性。首先是通過概率性的人工智能的方法分析出潛在的規(guī)律；之后努力服務好能源系統(tǒng)本身及車聯(lián)網(wǎng)；再之后，借助新的調(diào)度通信系統(tǒng)協(xié)調(diào)好能源、交通和其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，增加整個網(wǎng)絡(luò)運行的靈活性。

記者：建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)支撐方面有什么值得強調(diào)的？

白建華：建設(shè)數(shù)字化能源系統(tǒng)，需要采用先進芯片技術(shù)，生產(chǎn)出適合泛在網(wǎng)發(fā)展的芯片是發(fā)展泛在網(wǎng)一個非常重要的方面，突破適合能源行業(yè)發(fā)展的芯片瓶頸是當務之急。另外，開發(fā)出適應未來多能互補能源系統(tǒng)的“操作系統(tǒng)”非常關(guān)鍵，涉及關(guān)鍵技術(shù)的建模、規(guī)劃、運行等基礎(chǔ)平臺的開發(fā)和建設(shè)等，“操作系統(tǒng)”是開發(fā)各種高級應用的基礎(chǔ)。

建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)需要全行業(yè)的共識與行動

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念是國家電網(wǎng)提出來的。實際上，從能源互聯(lián)網(wǎng)實踐來說，它并不是一個全新的概念。它比較系統(tǒng)地提出了打造數(shù)字能源系統(tǒng)、把信息系統(tǒng)建設(shè)更完整。打造數(shù)字化能源系統(tǒng)，不再是原來平臺的概念，它超越了平臺調(diào)控功能、交易功能、培訓功能等具體應用。它要打造數(shù)字化能源體系，在這個基礎(chǔ)上挖掘數(shù)據(jù)，實現(xiàn)創(chuàng)造價值的功能。國網(wǎng)提出要建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，其機遇在于順應了能源發(fā)展的潮流和形勢，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的挑戰(zhàn)則主要來自不同主體的能源網(wǎng)絡(luò)和客戶端能否放棄一畝三分地觀念，打破利益藩籬，形成共識，并付諸實踐。

——白建華

記者：簡單介紹一下國家電網(wǎng)建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的理念。

白建華：國家電網(wǎng)在《建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)大綱》上指出，要把內(nèi)部業(yè)務做好，支持好內(nèi)部業(yè)務；同時要做好對外服務。這也就意味著，國家電網(wǎng)建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是為了更好做好與國網(wǎng)相關(guān)的內(nèi)外部服務，服務對象包括政府、企業(yè)、個人乃至整個社會。國網(wǎng)服務內(nèi)外的理念非常好。

記者：國家電網(wǎng)在建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)過程中，能夠主導全局嗎？

白建華：國家電網(wǎng)的主流業(yè)務是電網(wǎng)，是整個能源系統(tǒng)的重要組成部分，是能源系統(tǒng)的樞紐和平臺。打造全行業(yè)的能源數(shù)字系統(tǒng)，要全行業(yè)形成共識，大家齊心協(xié)力，共同推動能源物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。否則，行業(yè)內(nèi)各行其是，則不能順應能源發(fā)展形勢，難以達到預期目標。

記者：您的意思是說要在國家政府部門領(lǐng)導下、指導下來干這件事？

白建華：全行業(yè)必須在國家能源宏觀政策指導下，形成共識，形成合力，才能實現(xiàn)建成泛在網(wǎng)的目標。如果不能形成合力，比如，各種傳感器安裝無法充分進行，這個事就會打折扣。電網(wǎng)公司可以把其內(nèi)部的業(yè)務單元如變電站、抽水蓄能等實現(xiàn)廣泛互聯(lián)、數(shù)字化，但到了電廠，到了用戶里面，以及成千上萬的分布式能源設(shè)施就需要大家形成共識、共同行動。共識必須在政府能源主管部門推動下，在行業(yè)政策、標準衡量下形成實施流程。電網(wǎng)是共識形成的重要推動。國家電網(wǎng)新的服務理念，加之全行業(yè)共識，是更好、更快、更完整建設(shè)數(shù)字化能源系統(tǒng)的關(guān)鍵之舉。

記者：據(jù)您了解，現(xiàn)在這個共識實現(xiàn)了嗎？

白建華：初步共識是有的，但深層次共識還沒有形成，或者說正在形成中。目前的情況是，大家都覺得推進數(shù)字化能源系統(tǒng)建設(shè)是件好事，對國網(wǎng)的行動也很贊同，但真要行動起來，落實下去，還得需要全行業(yè)行動計劃的落地。只有全行業(yè)的行動計劃落地，才能使不同利益相關(guān)方步調(diào)一致行動起來。否則，初步共識難以蝶變成深層次共識，難以化成步調(diào)協(xié)同一致的行動。

記者：深層次的共識為什么難以形成？

白建華：能源數(shù)據(jù)在未來是巨大的財富和資產(chǎn)，運營好的話，它的價值有時候甚至可以超過相應的物理資產(chǎn)；而且通過對數(shù)據(jù)研究對比，分析，挖掘其內(nèi)部潛在可循規(guī)律，可以使物理系統(tǒng)更好地發(fā)展，從而創(chuàng)造更多價值。正是因為數(shù)據(jù)是資產(chǎn)，不同利益方對數(shù)據(jù)的公開持有不同的理解。實際上，電網(wǎng)公司的數(shù)據(jù)不是誰都可以看的，其他不同主體的能源生產(chǎn)者、用戶的數(shù)據(jù)也不會對全社會透明。

記者：對此，您有何建議？

白建華：需要從政策、監(jiān)管、安全保障、信息加密等方面下力氣，以此消除不同利益相關(guān)方的擔憂。在構(gòu)建起一定規(guī)模的數(shù)字能源系統(tǒng)后，實行分級管理，保證數(shù)據(jù)安全、不泄露。對誰能用、如何管理、怎么開放、開放到是么程度、如何實施有效監(jiān)管等需要頂層設(shè)計、規(guī)劃?？傊?，把價值巨大的數(shù)字資產(chǎn)建設(shè)好、運行好是全行業(yè)的大事，需要行業(yè)政策、監(jiān)管、安全、保密等設(shè)計、規(guī)劃、措施的整體推進。因而，建設(shè)數(shù)字化能源系統(tǒng)有很多事要做，有很多路要走。