6月19—20日，“第三屆全國電網(wǎng)側(cè)暨用戶側(cè)儲能技術(shù)應(yīng)用高層研討會”期間，華南理工大學(xué)電力學(xué)院教授、電力經(jīng)濟(jì)與電力市場研究所所長陳皓勇分享了主題報告《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)支撐儲能技術(shù)應(yīng)用》，以下是演講全文：

陳皓勇： 第一個演講報告是我自己來做，因為最近泛在電力物聯(lián)網(wǎng)很熱，我就泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和儲能結(jié)合應(yīng)用的問題為大家做一個介紹。

我先介紹一下泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是今年3月8號國家電網(wǎng)公司提出來的，其實在這個概念提出來之前我已經(jīng)做了兩年的研究，我在兩年以前就講了“電力泛在物聯(lián)網(wǎng)”。我一直有一些思考，正好國家電網(wǎng)提出這個概念，所以可以說是“借殼上市”。我是支持這個概念的，它主要是指海量的數(shù)據(jù)接入電網(wǎng)和能源網(wǎng)里面，還有電力市場改革也引入了大量的新數(shù)據(jù)。

國家電網(wǎng)公司定義泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的一部分，能源互聯(lián)網(wǎng)有各種定義，國家電網(wǎng)公司最新的定義是“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)+泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，能源互聯(lián)網(wǎng)的概念是美國未來學(xué)家里夫金在《第三次工業(yè)革命》里面說的，它有這么幾個特點(diǎn)：（1）以可再生能源為主要一次能源；（2）支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入；（3）基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)廣域能源共享；（4）支持交通系統(tǒng)的電氣化。

因為2015年能源互聯(lián)網(wǎng)的概念熱起來的時候我在美國，我就思考什么是能源互聯(lián)網(wǎng)，我買了里夫金的原著，并寫了一篇觀點(diǎn)類文章發(fā)在“電力系統(tǒng)自動化”公眾號上，我定義能源互聯(lián)網(wǎng)是能源電力領(lǐng)域的共享經(jīng)濟(jì)模式，是在現(xiàn)有可再生能源發(fā)電與智能電網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建立物聯(lián)互聯(lián)、信息互聯(lián)與商業(yè)互聯(lián)，這些觀點(diǎn)還是很多學(xué)者所接受的。


物理互聯(lián)就是多能互補(bǔ)（綜合能源系統(tǒng)）的技術(shù)，信息互聯(lián)就是先進(jìn)的信息通信技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也屬于信息互聯(lián)的一部分。另外電力市場機(jī)制、共享經(jīng)濟(jì)模式我稱為商業(yè)互聯(lián)。在能源互聯(lián)網(wǎng)里，市場機(jī)制占很重要的作用，2015年中發(fā)9號文出臺啟動了新一輪電力體制改革。

對于綜合能源系統(tǒng)，電、熱、氣等多種形式能源的互聯(lián)，這個方面其實也屬于儲能的一個應(yīng)用領(lǐng)域，因為儲能不光可以儲電，還可以儲熱，這個方面我也做了很多的工作，提出了“能量網(wǎng)絡(luò)理論”，也是有一定的影響力，它實際上是個物理學(xué)的理論，這個我就不仔細(xì)講了。


在信息互聯(lián)的層面，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念出來后我就查找“泛在網(wǎng)”概念的最初來源，后來我找到江澤民總書記2008年在《上海交通大學(xué)學(xué)報》上發(fā)表的一篇文章《新時期我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展》，里面就提了泛在網(wǎng)。它來自于英語單詞Ubiquitous Network，是能夠?qū)崿F(xiàn)人與人、人與物乃至物與物之間隨時隨地溝通的全新網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而且很驚訝的是他預(yù)言泛在網(wǎng)將會像電網(wǎng)、管網(wǎng)一樣成為通用型基礎(chǔ)設(shè)施。這個正在逐漸變成現(xiàn)實，其實以后5G就是一個最典型的泛在網(wǎng)，5G網(wǎng)絡(luò)可以同時支持人與人的連接，也支持物與物的連接。江總書記的那個文章里面給了一個圖，從傳感器網(wǎng)絡(luò)到接入網(wǎng)絡(luò)，到中間件到應(yīng)用，正好對應(yīng)于國網(wǎng)提出來的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的四個層次，即從感知層（傳感器網(wǎng)絡(luò)），到網(wǎng)絡(luò)層（接入網(wǎng)絡(luò)），到平臺層（中間件），然后到應(yīng)用層，這個層次是很清晰的。

網(wǎng)絡(luò)層分兩個層次：一個是接入網(wǎng)絡(luò)，一個是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。狹義的物聯(lián)網(wǎng)是從終端到接入網(wǎng)這一段，一般采用低功耗、廣覆蓋的無線通信技術(shù)，這個物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)我們國家還沒有完全掌握芯片。我認(rèn)為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有個特別之處，從它的傳感器、終端到網(wǎng)關(guān)接入，這段我們可以用電力線載波通信的方式，實現(xiàn)物端到網(wǎng)端的通信，所以電力物聯(lián)網(wǎng)是可以做一些很獨(dú)特的工作的。

在商業(yè)互聯(lián)層面，中發(fā)[2015]9號文件啟動了以“管住中間，放開兩頭”為目標(biāo)的新一輪電力體制改革，它主要是讓電網(wǎng)變成高速公路，讓發(fā)、用兩側(cè)直接見面，自主確定電價和電量。

國網(wǎng)所定義的能源互聯(lián)網(wǎng)等于堅強(qiáng)智能電網(wǎng)加泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，一個是一次系統(tǒng)，一個是二次系統(tǒng)，一個是發(fā)輸配用的系統(tǒng)，一個是信息通訊的系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就是實現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息的泛在，關(guān)鍵在于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)連接的下沉，需要采集用戶的電器數(shù)據(jù)，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)及智慧能源的新業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

所以在堅強(qiáng)智能電網(wǎng)一次系統(tǒng)上疊加泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，兩者融合形成一個信息物理系統(tǒng)。圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、通信技術(shù)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，支撐對內(nèi)業(yè)務(wù)和對外業(yè)務(wù)。對內(nèi)業(yè)務(wù)就是電網(wǎng)企業(yè)本身的運(yùn)營，對外業(yè)務(wù)可以提供一些數(shù)據(jù)服務(wù)，目前的電網(wǎng)只是個能量網(wǎng)，它實際上可以變成一個數(shù)據(jù)網(wǎng)的，電力數(shù)據(jù)尤其是用戶側(cè)電力數(shù)據(jù)，包含著大量的寶貴的有價值的信息，這是個金礦，但我們還沒有挖掘出來。根據(jù)哈佛大學(xué)的研究結(jié)論，家里的用電數(shù)據(jù)和人的生理節(jié)律以及健康狀況是有關(guān)系的，這個數(shù)據(jù)采集下來和醫(yī)學(xué)結(jié)合也許就是個很大的健康產(chǎn)業(yè)，但是采集的數(shù)據(jù)必須精準(zhǔn)，現(xiàn)在的電表數(shù)據(jù)是做不到這一點(diǎn)的，所以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有很大的意義。

國網(wǎng)定義的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包括四個層次：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層。感知層就是終端的信息采集，網(wǎng)絡(luò)層就是剛才講的接入網(wǎng)和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)（回傳網(wǎng)），還有平臺層，最后是應(yīng)用層。平臺層是物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理等，在上面可以建立應(yīng)用層。

現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有兩類，一個是NB-IoT及LoRa為代表的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，簡稱為LPWAN。我現(xiàn)在做的實驗主要是基于LPWAN進(jìn)行的，因為它很容易部署。第二個是現(xiàn)在很熱門的5G技術(shù)，5G的核心是針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，除了人與人的互聯(lián)還要實現(xiàn)物與物的互聯(lián)。低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)的目標(biāo)是實現(xiàn)低成本、低功耗、低速率、低頻次、廣覆蓋，其實它跟手機(jī)的原理是類似的。但是手機(jī)有個問題，首先它天天要充電，我們物聯(lián)網(wǎng)的終端是接在設(shè)備上，它應(yīng)該可以幾年不需充電。但是它又需要能有手機(jī)信號的傳輸距離（15到20公里），既要低功耗又要廣覆蓋這是矛盾的，低功耗信號必然會弱，但是它又要傳輸距離很遠(yuǎn)，這個芯片我們暫時還做不出來。

無線通信所需要的無線電頻譜是有限的，需要科學(xué)地管理和使用，我國是由國家無線電監(jiān)測中心負(fù)責(zé)無線電頻譜管理。有些頻譜是需要管理的，有些頻譜是不管理的，都可以用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因此低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分兩類：一類是非授權(quán)頻譜物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如LoRa技術(shù)；一類是授權(quán)頻譜物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如NB-IoT技術(shù)。授權(quán)頻譜物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和我們的手機(jī)原理是一樣的，是蜂窩式物聯(lián)網(wǎng)，依賴于運(yùn)營商，而非授權(quán)頻譜可以自己去架設(shè)網(wǎng)絡(luò)。


另外就是5G技術(shù)，它分成幾個應(yīng)用場景，一個是大帶寬高速率應(yīng)用場景（eMBB），就是普通移動通信場景的進(jìn)一步升級。第二個是大連接的場景（mMTC），第三個是低時延高可靠性的（uRLLC）。5G技術(shù)試圖實現(xiàn)“一網(wǎng)打盡”，可算物聯(lián)網(wǎng)的終極解決方案，成為未來信息化、智能化社會的基礎(chǔ)，現(xiàn)在美國跟我們在5G方面激烈競爭就是這個原因。5G網(wǎng)絡(luò)有個很重要的特點(diǎn)就是它是可以切片的，物理上是同一個網(wǎng)絡(luò)，但是邏輯上可以切成幾個相互獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)（如智慧城市網(wǎng)絡(luò)、智能電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)等），每個網(wǎng)絡(luò)可以單獨(dú)使用，相當(dāng)于專享了一個5G專網(wǎng)。在電力系統(tǒng)中，我們可以就生產(chǎn)控制區(qū)、管理區(qū)、用戶服務(wù)區(qū)建立不同的5G的切片，實現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離，保證信息安全。

物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)很重要，由于海量的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備接入，需要對這些物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，實現(xiàn)即插即用，這些都需要通過平臺技術(shù)解決。

我現(xiàn)在講講儲能。儲能技術(shù)發(fā)展的大背景大家都知道，儲能是這兩年開始熱起來的，它又分成物理形式和化學(xué)形式。此外，氫能利用和儲氫也是這兩年比較熱的。在我們電力系統(tǒng)里面，傳統(tǒng)的抽水蓄能也是儲能，它是在電能和水的勢能和動能之間相互轉(zhuǎn)換，還有電池的儲能，超級電容器，這些電化學(xué)儲能方式大家就很清楚。儲能發(fā)展現(xiàn)在有些問題，我認(rèn)為核心技術(shù)和研發(fā)體系都不健全，另外運(yùn)行數(shù)據(jù)也缺乏支撐。

儲能行業(yè)發(fā)展最重要的問題是商業(yè)模式，目前商業(yè)模式還不是很明確，在廣東儲能可以配合火電廠參與調(diào)頻，過去火電廠調(diào)頻是靠國家電監(jiān)會（國家能源局）的“兩個細(xì)則”來進(jìn)行管理的，達(dá)不到調(diào)頻要求是要考核的。以后調(diào)頻要建輔助服務(wù)市場，所以如果火電機(jī)組響應(yīng)速度慢的話它的調(diào)頻性能就跟不上，那么就需要電池來配合。儲能分發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)。剛才講的調(diào)頻就是發(fā)電側(cè)儲能的例子，電網(wǎng)側(cè)儲能可用于電網(wǎng)緊急電源的支持、緩解電力缺口等。現(xiàn)在我個人比較關(guān)注的是用戶側(cè)，也有企業(yè)與我合作。儲能系統(tǒng)的作用不僅僅是存儲能量，從我的角度，它是實現(xiàn)電力電量平衡的控制系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，從這個角度來開發(fā)可能更有價值。簡單講，在用戶側(cè)，我們有很多不同的電價政策，這與電力市場有關(guān)，過去還有基本電費(fèi)、電量電費(fèi)，所有的相關(guān)電價政策都要充分利用起來。通過儲能設(shè)備、分布式電源和用電負(fù)荷的調(diào)控，能夠使得用戶的收益最大，這也就是用戶側(cè)的能量管理，我認(rèn)為這個是可以做到的，現(xiàn)在應(yīng)該是達(dá)到了可以產(chǎn)業(yè)化的程度。


最近國網(wǎng)提出“三站合一”的概念，城市變電站不光是做變電站用，它還做充放電站和數(shù)據(jù)中心，三站合一。它是以城市變電站為中心，建設(shè)集能源管控、能源服務(wù)為核心內(nèi)容的城市能源樞紐站，集電力變電傳輸、充電服務(wù)、數(shù)據(jù)中心、電力展陳與觀摩培訓(xùn)為一體的城市電力綜合體。實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)分布式能源儲能系統(tǒng)的集中管控，這樣就可以利用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，廣泛接入供電輻射范圍內(nèi)的分布式發(fā)電、儲能系統(tǒng)、充電樁、柔性負(fù)荷等運(yùn)行信息。通過區(qū)域能源管控平臺可以提高可再生能源的利用效率，實現(xiàn)多種復(fù)合能源高效、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。“三站合一”模式依托同步建設(shè)數(shù)據(jù)中心提供公眾數(shù)據(jù)信息服務(wù)。依托城市樞紐變電站重要能源物理節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建與樞紐變電站一體化建設(shè)的數(shù)據(jù)中心站?？梢岳脭?shù)據(jù)中心站富余軟硬件為公眾及事業(yè)單位提供數(shù)據(jù)信息云服務(wù)。

“三站合一”可以共享儲能電池系統(tǒng)，因為變電站、數(shù)據(jù)中心站對供電可靠性的高要求，配置大容量卻利用率比較低的蓄電池后備電源系統(tǒng)，結(jié)合充換電（儲能）站的儲能系統(tǒng)在能量流上實現(xiàn)資源共享，打造基于充換電（儲能）站為后備電源系統(tǒng)的變電站、數(shù)據(jù)中心站“三站合一”共享儲能新模式。

有人提出“多站融合”概念，這還處在概念階段，是對“三站合一”的基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸和擴(kuò)充，除了傳統(tǒng)的三站以外還包括5G通信基站、北斗地基增強(qiáng)站和分布式新能源發(fā)電站、環(huán)境監(jiān)測站等在內(nèi)的信息通信和能源環(huán)境相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施及系統(tǒng)平臺，“多站融合”以提高資源利用效率、促進(jìn)業(yè)務(wù)跨界融合為目標(biāo)，具備開放共享、深度協(xié)同的資源和數(shù)據(jù)服務(wù)能力，實現(xiàn)融合化、高速化和效益化。我認(rèn)為這個概念還是一個挺好的概念。

實現(xiàn)多站融合的運(yùn)作，可以把物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)融合起來，開展統(tǒng)一的規(guī)劃、統(tǒng)一的設(shè)計，進(jìn)行特色化的建設(shè)。初期可以5G通信基站、邊緣數(shù)據(jù)中心站、變換電（儲能）站等，后期可以建立更加完善的分布式新能源站、北斗地基增強(qiáng)站等等。

另外是虛擬電廠，聚合優(yōu)化“源、網(wǎng)、荷”清潔低碳發(fā)展的新一代智能控制技術(shù)及互動商業(yè)模式。它是在傳統(tǒng)電網(wǎng)物理架構(gòu)的基礎(chǔ)上利用先進(jìn)的調(diào)控技術(shù)和計量技術(shù)、通信技術(shù)，把各種分布式發(fā)電、分布式儲能、可控負(fù)荷等不同類型的資源進(jìn)行整合，實現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行控制，開展市場交易。在虛擬電廠中，儲能是一個關(guān)鍵設(shè)備，是能提供很好的控制功能的關(guān)鍵設(shè)備。另外對這個虛擬電廠可以建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，對它進(jìn)行管控。

另外就是電動汽車方面，我們所謂的車聯(lián)網(wǎng)，實際上就是電動汽車的物聯(lián)網(wǎng)，可以在它的基礎(chǔ)上建立從感知層、網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)有序充電的服務(wù)，同時它也是與儲能相關(guān)的。

現(xiàn)在探討儲能的典型商業(yè)模式，包括：分布式光伏+儲能、中間商租賃、資源聚合商、用戶側(cè)獨(dú)立儲能等。儲能技術(shù)的核心是實現(xiàn)不同能量網(wǎng)絡(luò)的耦合，我認(rèn)為它提供的是一個很好的控制性能。另外儲能不光是儲電還有儲熱、儲冷，在綜合能源中它們也是可以聯(lián)系起來的。

最后總結(jié)一下泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和儲能行業(yè)的發(fā)展趨勢。一個是智慧能源新業(yè)務(wù)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以用在分布式電源、儲能、虛擬電廠上；第二個就是三站融合或者多站融合，在“三型兩網(wǎng)”建設(shè)中儲能是必不可少的一個環(huán)節(jié)。從儲能行業(yè)的技術(shù)、政策、商業(yè)模式和企業(yè)發(fā)展等方面來看，我認(rèn)為還是很有前景的，而且現(xiàn)在也正是爆發(fā)的時候。