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秦海巖:釋放能源物聯網價值 加快推進能源轉型

2019-05-08 來源:《風能》雜志作者:秦海巖 瀏覽數:591

憑借高速率、低時延、低功耗、泛在網等特點,5G 有望重構我們的生產、生活方式,深刻影響包括能源在內的各個領域。對于高度依賴先進信息技術,以實現高效、清潔化利用能源為目標的能源物聯網而言,在 5G 等新技術的推動下,其價值勢必會被充分挖掘,最終促使能源轉型早日實現。

    悄然間,人類邁入了 5G 時代。
 
  憑借高速率、低時延、低功耗、泛在網等特點,5G 有望重構我們的生產、生活方式,深刻影響包括能源在內的各個領域。對于高度依賴先進信息技術,以實現高效、清潔化利用能源為目標的能源物聯網而言,在 5G 等新技術的推動下,其價值勢必會被充分挖掘,最終促使能源轉型早日實現。
 
  近幾年,能源物聯網受到廣泛關注,這是時代發展的必然。一方面,能源轉型席卷全球。眾所周知,人類的用能方式經歷了柴薪、煤炭和油氣三個階段,既帶來整個社會的繁榮,也造成愈演愈烈的環境問題。這表明,高耗能、重污染的傳統發展模式難以為繼,實現 100% 可再生能源勢在必行。這場能源轉型以能源生產清潔化和能源消費電氣化為主要特征,旨在建立起清潔、高效、經濟、智能、安全、可持續的現代能源體系,能源物聯網是將這一宏大愿景落地的核心技術手段。
 
  另一方面,信息技術飛速發展。從3G 到 5G,網絡傳輸速率有了指數級提高,再加上數據處理技術的突飛猛進、計算機硬件性能的大幅提升、新型傳感器與 IGBT 等先進電力電子技術的廣泛應用,萬物互聯近在咫尺。這是一個基于各種傳感器信息的數據大爆炸時代,也是一個基于云計算、大數據的智能化時代,機器可以幫助我們感知一切,優化決策,高效執行。
 
  在此背景下,構建能源物聯網的落腳點自然是在能源轉型上,即運用新的概念和技術手段解決能源轉型過程中遇到的主要難題。時至今日,雖然進行能源轉型已成社會共識,但仍面臨挑戰 :首先,全社會能源需求量大,浪費嚴重,效率不高,需要大力推進節能提效。其次,我國的能源需求和供應端存在嚴重不對稱,必須使兩者互聯互通。再次,隨著越來越高比例可再生能源的接入,電力生產和供應的分散性與波動性會提高,現有的電力系統亟需重構。最后,風電場、光伏電站等波動性電源的運行效率有待提高。
 
  對此,能源物聯網提供了一系列技術手段和解決方案,并得到初步應用。目前,智能家居以及智能建筑等紛紛落地,展示出巨大的節能降耗潛力。蘋果公司發布的智能家居管理應用 HomeKit,可讓用戶通過 iPhone 和 iPad 等設備對門窗、燈光、溫控器和插座等進行控制。作為建設智慧城市的重要支撐,河北雄安新區計劃依托互聯網技術,搭建覆蓋電網、建筑、工業、交通等領域的智慧管理系統,從而提高區域用能的效率、綠色化程度。在重塑電力系統方面,能源物聯網將是下一代電力系統的核心技術支撐。
 
  借助高速數據傳輸線路、大數據分析技術以及各類儲能設施,未來的電力系統會是高度雙向性和智能化的,不僅可以充分調動其中的靈活性,電力價格也能夠由供需關系隨時調整確定,價格取代頻率成為調節供需平衡的有效信號,從而使電力回歸商品屬性。原有商業模式會被打破,重新構建一個以可再生能源發電為核心的生態圈。
 
  以風電為例,在提高風力發電運行效率和降低成本方面,從選址開始,基于高精度風電場功率預測微觀選址技術、大數據中的尺度建模技術和衛星遙感的物理建模技術,智慧選址模式正在逐步取代費時、低效的傳統方式。運行中,借助現有技術,通過感知并預測所處環境變化,系統能夠自動采取不同控制策略,做到降載增壽,提高發電效率。在運維環節,通過在風電場安裝狀態監測和故障診斷系統,并結合資產完整性管理理念,故障維修已經從事后轉向事前,逐步走向預防性維護。
 
  當然,能源物聯網可釋放的全部能量并不僅限于此,其威力遠遠超出我們的想象,將徹底打破封閉的能源行業,帶動能源領域的金融、服務等環節創新,讓更多企業借助多元化商業模式同臺競技,從中凸顯可再生能源的經濟性和清潔性優勢,加速能源轉型進程。
 

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