秦海岩:释放能源物联网价值 加快推进能源转型

发布时间:2019-05-08 11:04    来源:《风能》杂志
 

关键词:秦海岩 能源物联网 能源转型风电

摘要:凭借高速率、低时延、低功耗、泛在网等特点,5G 有望重构我们的生产、生活方式,深刻影响包括能源在内的各个领域。对于高度依赖先进信息技术,以实现高效、清洁化利用能源为目标的能源物联网而言,在 5G 等新技术的推动下,其价值势必会被充分挖掘,最终促使能源转型早日实现。

  悄然间,人类迈入了 5G 时代。

  凭借高速率、低时延、低功耗、泛在网等特点,5G 有望重构我们的生产、生活方式,深刻影响包括能源在内的各个领域。对于高度依赖先进信息技术,以实现高效、清洁化利用能源为目标的能源物联网而言,在 5G 等新技术的推动下,其价值势必会被充分挖掘,最终促使能源转型早日实现。

  近几年,能源物联网受到广泛关注,这是时代发展的必然。一方面,能源转型席卷全球。众所周知,人类的用能方式经历了柴薪、煤炭和油气三个阶段,既带来整个社会的繁荣,也造成愈演愈烈的环境问题。这表明,高耗能、重污染的传统发展模式难以为继,实现 100% 可再生能源势在必行。这场能源转型以能源生产清洁化和能源消费电气化为主要特征,旨在建立起清洁、高效、经济、智能、安全、可持续的现代能源体系,能源物联网是将这一宏大愿景落地的核心技术手段。

  另一方面,信息技术飞速发展。从3G 到 5G,网络传输速率有了指数级提高,再加上数据处理技术的突飞猛进、计算机硬件性能的大幅提升、新型传感器与 IGBT 等先进电力电子技术的广泛应用,万物互联近在咫尺。这是一个基于各种传感器信息的数据大爆炸时代,也是一个基于云计算、大数据的智能化时代,机器可以帮助我们感知一切,优化决策,高效执行。

  在此背景下,构建能源物联网的落脚点自然是在能源转型上,即运用新的概念和技术手段解决能源转型过程中遇到的主要难题。时至今日,虽然进行能源转型已成社会共识,但仍面临挑战 :首先,全社会能源需求量大,浪费严重,效率不高,需要大力推进节能提效。其次,我国的能源需求和供应端存在严重不对称,必须使两者互联互通。再次,随着越来越高比例可再生能源的接入,电力生产和供应的分散性与波动性会提高,现有的电力系统亟需重构。最后,风电场、光伏电站等波动性电源的运行效率有待提高。

  对此,能源物联网提供了一系列技术手段和解决方案,并得到初步应用。目前,智能家居以及智能建筑等纷纷落地,展示出巨大的节能降耗潜力。苹果公司发布的智能家居管理应用 HomeKit,可让用户通过 iPhone 和 iPad 等设备对门窗、灯光、温控器和插座等进行控制。作为建设智慧城市的重要支撑,河北雄安新区计划依托互联网技术,搭建覆盖电网、建筑、工业、交通等领域的智慧管理系统,从而提高区域用能的效率、绿色化程度。在重塑电力系统方面,能源物联网将是下一代电力系统的核心技术支撑。

  借助高速数据传输线路、大数据分析技术以及各类储能设施,未来的电力系统会是高度双向性和智能化的,不仅可以充分调动其中的灵活性,电力价格也能够由供需关系随时调整确定,价格取代频率成为调节供需平衡的有效信号,从而使电力回归商品属性。原有商业模式会被打破,重新构建一个以可再生能源发电为核心的生态圈。

  以风电为例,在提高风力发电运行效率和降低成本方面,从选址开始,基于高精度风电场功率预测微观选址技术、大数据中的尺度建模技术和卫星遥感的物理建模技术,智慧选址模式正在逐步取代费时、低效的传统方式。运行中,借助现有技术,通过感知并预测所处环境变化,系统能够自动采取不同控制策略,做到降载增寿,提高发电效率。在运维环节,通过在风电场安装状态监测和故障诊断系统,并结合资产完整性管理理念,故障维修已经从事后转向事前,逐步走向预防性维护。

  当然,能源物联网可释放的全部能量并不仅限于此,其威力远远超出我们的想象,将彻底打破封闭的能源行业,带动能源领域的金融、服务等环节创新,让更多企业借助多元化商业模式同台竞技,从中凸显可再生能源的经济性和清洁性优势,加速能源转型进程。(秦海岩)

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