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“物联网+”推动综合能源服务新变革

2019-04-28 10:18
来源: i能源

物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用。如果说“互联网+”拉开了“信息融合”时代,那么“物联网+”则开启了“万物互联”的新纪元。作为现代工业的引擎,能源领域也在积极拥抱“物联网+”。

2019年3月,国家电网公司提出加快建设泛在电力物联网的重大部署,引发了社会广泛关注,也为物联网在能源领域的应用注入了强心剂,成为物联网落地的里程碑。“物联网+”在能源领域快速兴起,正成为推动能源产业革命的中坚力量。

物联网技术与综合能源服务加速融合

经过近20年探索,物联网在各个层面不断趋于成熟。在政策层面,物联网相关国家标准、《信息通信行业发展规划物联网分册(2016-2020)》、《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等文件相继出台。在产业层面,物联网已经从集中于自身技术探索的第一代发展阶段,步入了第二代发展阶段,也就是物联网与工业相结合的阶段。

就能源领域而言,物联网已经具有一定的应用场景,例如智能电表、节能照明、配电监控等。在这些应用场景中,数据都扮演着重要角色。实践表明,在能源领域,能够产生重要价值的数据,就能成为与物联网的最佳契合点。

根据上述应用场景和物联网“云-管-边-端”的共识体系架构,笔者认为可以将能源领域“物联网+”细化至6个重点层级:

能源设备层:包含能源电力基础设施和用能用电设备,例如新能源、配电系统、充电桩、储能、空调、照明等。

感知层(传感层):包括各类传感器、量测装置、定位系统、红外感应器、射频识别等信息感知设备,例如电表、水表、气表、流量计、光感、烟感等,用于采集设备端数据。

边缘层:即边缘计算,主要设备是能源路由器,用于规约转换、数据清洗、故障研判等。

网络层(传输层):实现数据传输和安全通信,随着5G时代的到来,海量传输成为可能。

平台层(数据层、学习层):打破数据烟囱,进行大数据汇集、整合与分析,并进行机器学习,产生新的知识。

应用层:最直接产生价值的环节,也是物联网行业中竞争最大的领域之一。基于平台层输出,创新能源服务业务,包括能效监测、能源质量管理、能源系统优化调度、用能设备精准控制等,强调对供应商和客户的商业价值。

这些层级形成了从工业物理系统到数字化应用的工业物联网架构。每一个层级在向上级提供服务的同时,也接受来自下层的服务。目前,每个层级都有一定数量的专业供应商,可以完成相应层级的功能实现。但要连接从纯物理层级到应用层级的所有不同层级,仍是一件颇有难度的工程,需要整体架构的设计和整合。

综合能源服务是在能源系统终端承载“物联网+”的最佳业务,物联网技术将驱动综合能源服务实现更高价值。综合能源服务是面向能源系统终端,以满足客户需求为导向,通过“物联网+”在能源领域快速兴起,正成为推动能源产业革命的中坚力量。

能源品种组合或系统集成、能源技术或商业模式创新等方式,使客户收益或满足感得到提升的行为。相应地,物联网技术面向终端设备进行数据采集,通过数据价值挖掘进行技术创新和商业模式创新,一方面更好地满足客户多元化需求,另一方面为综合能源服务商创造巨大的“价值增量”。

如果能源系统只停留在设备层面,不进行物联网技术改造升级,设备所产生的数据将白白流失,综合能源服务商将失去改进业务、降低成本的绝佳机会,失去创造增值服务的巨大收益。

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“物联网+”推动综合能源服务新变革

综合能源服务是能源领域的新兴产业,物联网是信息技术的前沿力量,两者的碰撞必然会激起“千层浪”。在综合能源服务业务中融入物联网理念,将带来行业的巨大变革。

终端设备的泛在接入将推动能源系统硬件升级换代。海量客户、海量设备、海量数据的接入是物联网应用的基础,而接入的过程需要能源设备和感知设备的匹配。一个典型的手机有大约10-20个传感器,一个大型工业设备常有超过100个传感器。

如果将传统的能源站、能源输配网络、储能装置、用能设备等改造升级为智慧能源站、智慧能源输配网络、智慧储能装置、智慧用能设备等,并统一接入物联网络,能源系统将从硬件层面发生根本上的升级换代,向着精密化、自动化、智能化转型。

能源数据资产的激活将带来持续优化的业务价值链。物联网产生的数据量远大于人联网所产生的数据量,通过数字化技术,将以往束之高阁的能源数据加以整合利用,其价值难以估量。

传统能源服务业务重点集中于能源销售、能源基础设施建设、能源站运营维护等;随着能源数据的加以利用,业务实现信息化升级,业务价值链被有效延长,可实现能源基础设施和用能设备的运行监控和健康管理;未来随着数据的深度挖掘,可进一步实现能源系统的“自动感知、快速反应、科学决策”,业务价值链将得到持续优化。

客户驱动力量的强化将引导能源服务市场化升级。每个客户是一个数据源,当客户的互联互通水平、数据整合挖掘深度不断提升时,自下而上的“客户驱动力”将随着客户的不断接入呈现指数级增长。

“数字会说话”,充分激发的客户需求将最终通过能源服务市场传导到供给侧。能源服务商将得知客户到底在哪些环节、需要怎样的能源服务,从而促进能源服务产业的全面升级。客户也将对能源服务商和能源服务业务具有更自由的选择权,服务需求能够得到快速响应,能源服务过程精益化提升,能源资源将达到最优化配置。

业务变革与管理升级将加剧产业制高点的争夺。综合能源服务和物联网分别是能源产业和信息产业竞争的焦点,两者的结合将推动产生新的产业制高点。

在这样的信息化、平台化的竞争生态中,赢者通吃成为不变的准则,谁能够率先从管道式线性价值链创造转向平台型动态价值网络经营,谁就有望掌握产业生态的主导权,成为综合能源服务平台生态中的TOP2,否则便仅仅是普通参与者。

因此,综合能源服务商要加强由内向外转移管理重心,构建贯穿数据->信息->知识->智能的工作流程,并进行资源整合、经营改进和组织优化,融合线上线下业务,构建更高效的服务运营体系,以适应多变的市场、复杂的产品、定制的服务需求,抢占制高点。

物联网应用于综合能源服务的挑战与应对

物联网在综合能源服务领域刚刚起步,或将面临来自技术层面、商业层面、项目层面、企业层面等诸多挑战,需要未雨绸缪、积极应对。

终端接入层面

终端设备的泛在接入是“物联网+”的基础,物联网只有覆盖到客户侧海量用能设备,才有望实现数据采集和挖掘。

但目前终端采集覆盖面远远不足,缺乏面向客户和设备的流量入口,亟需创新营销手段,实现客户的主动接入和网络效应。与此同时,核心芯片、传感设备、能源路由器、操作系统等尚未实现较好的跨界应用。

以传感器为例,种类多达百余种,但大部分传感设备还无法达到高精度、高频率、低成本、低功耗、集成化、微型化等大规模应用要求,设备跨行业应用研发即将迎来加速化进程。

平台应用层面

平台层和应用层是集中实现能源数据整合、状态感知、需求预测、优化运行、精准控制等功能的核心架构。但综合能源服务平台目前只能达到数据整合、运行监控等基本要求,难以实现多能源优化互补、区域能源优化调度和设备远程精准控制等高级应用,或效果欠佳。

因此,当务之急是明确平台应用的思路和脉络。设备和数据能告诉我们很多数据,但前提是我们要想清楚利用这些能源数据要实现哪些功能,才能有的放矢,高效利用能源大数据进行机器学习,通过监督学习来训练优化建模,通过非监督学习进行聚类解析,将“数据”转化为“知识”,将“知识”凝聚为“智慧”,带来更大经济社会效益。

项目示范层面

应用示范是物联网技术构想在综合能源服务领域应用的先行先试,承担着重要的行业使命。从以往较少样本的示范项目经验来看,信息技术与能源技术相融合的示范项目大多难以实现最初的构想,以致最终只能流于表面。

业内专家曾预估物联网应用成本,10万台机器每小时采集一次数据,每年形成87GB数据量,将耗资144万美元。我们可以理解,示范项目不计成本,但一定要切实解决技术难题和商业模式难题,探索出一条从项目规划设计、建设施工、运营管理的成功路径,寻找到客户、能源服务商、物联网企业的诉求结合点和利益分配办法,形成集成应用解决方案,形成规模化特色应用,可以加以复制和推广。

企业合作层面

信息行业与工业行业的合作是一个逐步深入的过程,从边缘走向核心,相互渗透、协同创新。综合能源服务商、物联网企业、设备厂商、工程公司等各类市场参与主体需要各司其职,明确合作范围和职能分工。

各类物联网企业在各自不同层面做好技术研发和模式创新,同时在本层面开发好准入接口,提供有权限控制的数据访问,为上下层提供业务合作的渠道。综合能源服务商应整合各个层次的技术和服务,强化深度合作,培育新模式新业态。

综合能源服务商应该模仿IBM公司的业务定位,仅仅作为整合者提供一揽子解决方案,着力构建产业生态。

物联网在综合能源服务领域的广泛应用任重道远,但其发展“如火如荼、势不可挡”。面对技术融合的挑战、商业模式的缺乏、跨行业的壁垒,所有市场参与主体需要以合作促共赢,实质性推进物联网在综合能源服务领域的集成创新和规模化应用,以激发市场潜力,创造全新价值,推动实现能源领域深远变革。

作者:汤芳

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