在“互聯網+”改造及顛覆各個行業的大趨勢下,如何借助互聯網的能力來進行傳統能源行業的升級改造已經成為最熱門的話題之一。比如在2015年,中國國家能源局正式確定《能源互聯網+行動計劃大綱》和12個支撐課題,來推動新的能源體系的建立。其中,電力作為重要的二次能源,是實現能源互聯網各環節有機互聯的重要樞紐,新型電力工業體系的建設完善、以及整個電力行業信息化的建設,都對整個能源產業以及經濟社會的變革與發展有著舉足輕重的影響。
業務轉型驅動新型ICT建設
隨著經濟和社會的進一步發展,資源緊張、效率低下、環境污染等問題加速促使整個能源行業進行轉型。因此,在新形勢下,提高電力行業的生產運營效率和可靠性,豐富業務可能性,通過能源網絡各層協調來最大限度地消費利用可再生能源,并進行需求與生產供給的協調優化等,就成了電力行業必須要解決的問題。同時,隨著新能源的涌現,未來電網結構將會發生巨大變化,一方面傳統的用電用戶不僅僅是簡單的使用電力,而且可以通過太陽能發電將產生的電力反向輸送到電網,形成雙向的電力和信息流動,另外一方面隨著發電和用電規模的日益增長,對于智能調配提出了更高的要求。這就促使了電網的智能化和智慧化需求,即“智能電網”的出現。
美國能源部在《Grid 2030》中提出的智能電網的概念是,“一個完全自動化的電力傳輸網絡,能夠監視和控制每個用戶和電網節點,保證從電廠到終端用戶整個輸配電過程中所有節點之間的信息和電能的雙向流動”。在中國國家電網制定的《堅強智能電網技術標準體系規劃》中,也提出了要在2016~2020年為引領提升階段,全面建成統一堅強智能電網,使電網的資源配置能力、安全水平、運行效率,以及電網與電源、用戶之間的互動性顯著提高。而這一切都建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,離不開新的信息通信技術支撐。
新ICT成就更加智能的電網
德國和奧地利邊境地區有一個覆蓋6棟樓、130個居住單位的示范項目。簡單地說,就是有一個能自主發電,也接受電網調度的統一調度和管理的控制中心,它能得知居民的用電計劃和反饋,用戶也能實時獲得電價的走向,并做出設備管理規劃。是不是很酷?是不是像互聯網一樣自動、智能且具有智慧?
而這種具有未來特征的電能使用模式的實現,背后是ICT關鍵技術的突破。
在從發電到用電的過程中,智能電網正努力實現更大的自動化。在電網設計中,集中指揮和控制架構正讓位于由智能設備帶來的分布式智能,這些智能設備包括線路傳感器、智能電表、故障中斷裝置、電源控制模塊等;具備先進的網絡連接性能和計算能力的電力設備和傳感裝置,也正在變革分布式電網架構中的集中指揮與控制技術。
而這些突破所帶來的“全聯接”——全智能終端的數字化聯接,以及整個能源供應和銷售網絡的聯接,為我們鋪設了未來電網模式的大藍圖。比如美國電氣巨頭GE將電力發/輸/配/用電等全過程聯網,撮合發/用電交易,并開展維修和節能等增值服務,其能源管理收入規模已達440億元;德國已有上千家售電公司,圍繞光伏、儲能和電動汽車等領域衍生出了各種創業型公司。
而這種全聯接的狀態,在積累了大量電力行業服務經驗的華為看來,本質上就是能源互聯網的ICT基礎架構,它有3個典型特征:智能終端全聯接、通信網絡全敏捷、電網數據全共享。
開放合作的華為解決方案
華為依托領先的ICT技術,打造了覆蓋電力行業各環節的全聯接電網解決方案。
智能終端聯接
除了在配用電環節的智能表計、配網智能終端以外,在電網的發電、輸電、變電以及資產管理等各環節都存在大量的傳感器、智能終端等設備,這些智能設備通過網絡聯接到智能網關上之后,再通過智能網關接入到骨干網絡,使遠程控制與監測成為可能,同時也為大數據分析提供數據來源。
但智能終端全聯接在實現過程中還需要考慮一些難點,如海量終端的接入、安裝施工的便利性、不同智能終端的兼容和適配等。為了解決這些難題,華為研發推出了3項重要的產品與技術——Hi-PLC、eW-IoT和LiteOS。
其中Hi-PLC芯片技術保證了通信的速率和可靠性,對IPv6的支持,還可滿足海量智能終端的接入,而eW-IoT能夠提供多達100倍的深度覆蓋增益和千倍以上的聯接能力,而終端功耗只有LTE的1/10,再加上系統體積只有10KB級,具備零配置、自組網、跨平臺能力的LiteOS,華為在駐地采集層形成了一整套AMI(高級計量架構)方案,可幫助電力企業實現智能抄表、線損分析和終端遠程控制,并加強與用戶的終端互動,從而改善客戶體驗并提升供電品質,實現節能減排、提高企業運營效率和降低運營成本等目標。
通信網絡全敏捷
即通過多樣和融合的敏捷通信,以及快速、安全和大容量的電力骨干網絡,實現電力業務的泛在接入、高速和雙向互動。
要知道,海量的數據采集與基于云的大數據平臺(應用)之間需要的是一條寬闊、堅強的信息高速公路,這條骨干網絡肩負著日益增長的業務數據流,承載著對實時性要求極高的電力信息流,這需要網絡足夠寬闊,可以承載當前以及未來幾年的數據增長。因此,骨干通信網必須能堅強自愈,還需要針對不同的電力業務和應用動態部署計算、存儲和網絡功能,即網絡設備必須具備虛擬化能力,可以動態加載不同的網絡功能。
華為基于軟件定義的思想,以“敏捷控制器”為核心,以敏捷分支、敏捷園區、敏捷數據中心和敏捷廣域4大解決方案為支柱,組成端到端敏捷網絡架構,可有效提高電力企業的網絡資源利用率,實現網絡敏捷和業務敏捷。目前,華為的敏捷網絡方案已經成功應用在包括中國國家電網、南方電網、粵電集團、中石油等300多個廣域網絡和數據中心網絡中。
電網數據全共享
是指基于云計算和大數據平臺整合分散的資源,提高計算能力,實現電力數據共享,同時實現數據深度挖掘,提供商業智能(BI),輔助決策分析,促進生產業務智慧調控。
電力系統中海量數據和信息的增長無疑為系統的運行和高級分析帶來了巨大的挑戰和機遇。在歐美一些國家,已經有一些大數據公司將電力企業大量智能儀表數據與天氣數據、建筑物信息等結合起來,進行深度挖掘分析,形成觀點變現。而在國內,數以億計的智能電表已經投入使用,每過15分鐘,就會采集一次數據,這些電表加起來每天會產生TB級的數據,但其價值還未能被充分利用。
作為集成大數據存儲、查詢和分析的統一平臺,華為FusionInsight可為企業快速構建海量數據信息處理系統,通過對各類海量數據信息的實時和非實時分析與挖掘,幫助企業從海量數據信息中獲取真正的價值,及時洞察和決策新的機會與風險。目前,華為已累計成功部署了500多個大數據項目,已有200多合作伙伴的行業方案采用了華為FusionInsight大數據平臺。