物聯(lián)網(wǎng)的力量將決定電力行業(yè)的未來

2017-09-28 11:33:25 華為　點擊量：評論 (0)

:2008年，互聯(lián)網(wǎng)連接物的總數(shù)，第一次超過了全球人口數(shù)量。到2020年，互聯(lián)網(wǎng)預計將會連接500萬設備。在這個萬物互聯(lián)(物聯(lián)網(wǎng))的時代，電力行業(yè)將扮演怎樣的角色?智能電表和智能電網(wǎng)技術，已經(jīng)和眾多的物聯(lián)網(wǎng)設備融

:2008年，互聯(lián)網(wǎng)連接“物”的總數(shù)，第一次超過了全球人口數(shù)量。到2020年，互聯(lián)網(wǎng)預計將會連接500萬設備。在這個萬物互聯(lián)(物聯(lián)網(wǎng))的時代，電力行業(yè)將扮演怎樣的角色?智能電表和智能電網(wǎng)技術，已經(jīng)和眾多的物聯(lián)網(wǎng)設備融為一體，為建設電力物聯(lián)網(wǎng)服務。

這些技術已經(jīng)為電力機構和消費者帶來了實實在在的好處。智能電網(wǎng)如今通過網(wǎng)絡和設備來高效傳輸數(shù)據(jù)，但是未來的物聯(lián)網(wǎng)真的就是把設備連接到一起這么簡單么?

除了智能以外，現(xiàn)代化的電網(wǎng)還需要主動，就是說實時響應必須成為電網(wǎng)的一種內化的能力。如今，測量和電網(wǎng)系統(tǒng)收集大量的數(shù)據(jù)，并且在后端環(huán)節(jié)加以利用。主動電網(wǎng)充分利用數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場實時調整，通過IoT的力量來提高工作效率，為電力機構和社區(qū)創(chuàng)造更多的價值。

IoT：通向智能電網(wǎng)之路

物聯(lián)網(wǎng)本質上是一系列的技術和相關的業(yè)務流程，這些技術和流程為電力設備帶來了互聯(lián)互通的能力，讓這些設備可以將自身的狀態(tài)信息傳遞給其他的系統(tǒng)，而用戶可以對這些狀態(tài)信息加以利用，發(fā)掘出更多的價值和機會點。在電力行業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用緊隨技術發(fā)展的趨勢。電力公司很少嘗試最新的技術，但卻熱衷于使用成熟技術來優(yōu)化資產(chǎn)管控，提升安全型，控制電網(wǎng)，預防停電事故。SCADA和AMI是IoT在電力行業(yè)的兩個典型應用。

SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))：物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)內的發(fā)展可以追溯到20世紀50年代，那時的電力公司使用SCADA系統(tǒng)來對遠端發(fā)電和電力傳輸系統(tǒng)進行集中化監(jiān)控。在SCADA系統(tǒng)中，傳感器和制動器由中央主單元控制，通過人機接口提供用戶界面，采集帶有時間戳的數(shù)據(jù)，供后端系統(tǒng)分析使用。

AMI(高級計量體系)：AMI是一套雙向通信系統(tǒng)，連接電力公司和用戶端的智能設備。其主要模塊包括家庭網(wǎng)絡，家庭顯示終端，能源管理系統(tǒng)，智能電表，通信網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等，AMI系統(tǒng)如今在智能電網(wǎng)中扮演著重要的角色。

計算，數(shù)據(jù)庫和分析工具的不斷進步為預測和指定分析應用帶來了快速發(fā)展，使商業(yè)機構和消費者可以對SCADA，AMI，以及其他物聯(lián)網(wǎng)設備生成的大量數(shù)據(jù)量加以利用。

ADMS(先進分銷管理系統(tǒng))是一種物聯(lián)網(wǎng)技術，解決方案供應商正在大力發(fā)展這種技術，以實現(xiàn)態(tài)勢感知。一套ADMS系統(tǒng)就是一個集成的軟件應用，這個應用充分利用已有的和新出現(xiàn)的技術來建立一套集中化的監(jiān)控系統(tǒng)。這套監(jiān)控系統(tǒng)使用各種內置的子系統(tǒng)和分布式資源來保證業(yè)務可靠性，識別現(xiàn)代電網(wǎng)中的不可控因素，保護資產(chǎn)及人身安全。ADMS幫助智能電網(wǎng)充分發(fā)掘三大價值循環(huán)驅動中的潛力，在智能電網(wǎng)中扮演至關重要的角色。

物聯(lián)網(wǎng)應用幫助電力機構提升效率和業(yè)績，為電力機構帶來了新的發(fā)展機遇。

1. 通過傳感器收集數(shù)據(jù)，提升電網(wǎng)彈性。

2. 通過數(shù)據(jù)分析，幫助電力機構主動管理資源。

3. 通過改善現(xiàn)有電網(wǎng)，使所有利益相關方都可以有針對性地進行發(fā)電和用電決策。

通過這三個階段，IoT提供了一系列指標，確保電力機構不僅僅可以在這個新的競爭環(huán)境中生存下去，并且可以實現(xiàn)蓬勃發(fā)展。此外，能源價值鏈的核心環(huán)節(jié)是輸配電(T&D)網(wǎng)絡，T&D網(wǎng)絡在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應用方面至關重要。

現(xiàn)在，智能電表可以直觀且持續(xù)地感知到它們與電網(wǎng)中其他設備(例如饋線，電路，相位，變壓器，分布式發(fā)電，其他儀表)之間的關系。這種感知是通過對網(wǎng)絡中各種電網(wǎng)設備電氣特性的連續(xù)監(jiān)控和算法解釋來實現(xiàn)的。這種持續(xù)的自我感知為智能電網(wǎng)應用開辟了一條全新的道路。而如果沒有可靠，持續(xù)更新的連接模式，這些應用就沒有實現(xiàn)的可能。

物聯(lián)網(wǎng)為電力機構帶來一場革命：

通過全面采用智能電網(wǎng)，電力機構已經(jīng)走到了物聯(lián)網(wǎng)革命的前沿。電力機構的客戶們要求更多地了解和控制他們的能源使用，政府正在推動更清潔的能源計劃。可靠性和安全性至關重要，這一點從來沒有變過。分布式發(fā)電的集成要求電網(wǎng)運營更加透明可見，并且要求電力機構對局部電網(wǎng)干擾提供更加快速的響應。負荷模式正在轉變，(在一些國家)基礎設施日益老化。無數(shù)技術進步為電網(wǎng)管理提供了激動人心的新解決方案，同時物聯(lián)網(wǎng)設備的智能互聯(lián)為電網(wǎng)帶來了更多的增強功能。

˙ 自愈網(wǎng)絡及自動化

˙ 智能資產(chǎn)管理和應用

˙ 停電及故障管理

˙ 物聯(lián)網(wǎng)安全

從設計上來講，傳統(tǒng)的身份管理平臺被僅支持URL授權策略，沒有能力解決物聯(lián)網(wǎng)獨特需求。今天，Identity Platform提供了新的通用授權功能，保護物聯(lián)網(wǎng)設備和資產(chǎn)。例如，酒店住戶打個電話就可以解鎖自己房間的房門。通過通用授權，用戶可以通過自定義操作來定義具體的資源類型或“事物”，構建特定的解決方案策略。

電力公司正在對物聯(lián)網(wǎng)技術進行大手筆的投資，覆蓋從發(fā)電到電力銷售的各個環(huán)節(jié)。在能源部門，關鍵參與者正在選擇智能資產(chǎn)來加強智能電網(wǎng)內外部的互動。決策的主要依據(jù)是電力公司需要實現(xiàn)的一系列目標，包括：提高設備的整體效能和可靠性，降低質量和合規(guī)成本，改善客戶服務，以及提高創(chuàng)新回報。

電力機構要管理的網(wǎng)絡將更加復雜，而且這些網(wǎng)絡很有可能會混合使用多種不通的技術技術。為了應對網(wǎng)絡帶來的挑戰(zhàn)，他們需要更加高級的人工智能，來快速，經(jīng)濟地為非移動運營商以及云供應商量身定制服務，并且不會產(chǎn)生巨大的開銷。等業(yè)務逐漸成熟以后，電力機構還可以在本區(qū)域內為其他行業(yè)和企業(yè)公司提供服務。

與任何行業(yè)革命一樣，物聯(lián)網(wǎng)將在能源行業(yè)迅速掀起一場變革。這場變革的形式將會十分多樣，以至于我們現(xiàn)在根本無法對這場變革進行全面的討論。能源物聯(lián)網(wǎng)無疑將會給電力行業(yè)帶來前所未有的沖擊，從智能建筑和城市基礎設施，再到能源民主化和可再生能源，世界能源供應和分配體系將實現(xiàn)高度敏感和精細的控制，而這種變化在幾年前看，幾乎是難以想象的事情。社區(qū)將以前所未有的方式進行互聯(lián)，能源系統(tǒng)會被進一步優(yōu)化以實現(xiàn)大范圍的節(jié)能減排。總之，物聯(lián)網(wǎng)是能源革命的未來。

另外，物聯(lián)網(wǎng)支持電網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，能夠將多種新的物理設備連接到電網(wǎng)，包括屋頂太陽能，電動汽車，家庭能源電池，智能電表，智能溫控器和智能電器等。本地配電網(wǎng)將變成動態(tài)，雙向和多方的能源市場，而不是之前的單向能源供應系統(tǒng)。

但是配電網(wǎng)絡設計時并沒有考慮到這些新設備，將如此多的設備連接到電網(wǎng)可能導致配電業(yè)務混亂。而客戶還是希望得到安全，可靠，經(jīng)濟實惠且越來越可持續(xù)的能源服務。

由于軟件定義網(wǎng)絡和通信技術的進步，以及計算能力及計算資源性價比的進一步提升，電力機構現(xiàn)在可以部署更加強大的智能電網(wǎng)技術平臺，并且利用這一平臺協(xié)調各種并網(wǎng)設備之間的分析和操作，解決關鍵業(yè)務挑戰(zhàn)。對于傳統(tǒng)電網(wǎng)來說，這是不現(xiàn)實，或者不劃算的。

擁有了強大的處理能力和存儲器，智能電表和電網(wǎng)傳感器可以組成統(tǒng)一的軟件和計算平臺，支持多種通信和應用協(xié)議。此外，端點中的強大的處理能力，以及先進的軟件定義通信技術也為電力機構解決關鍵連接和通信性能挑戰(zhàn)鋪平了道路，對于部署單一通信網(wǎng)絡的電力機構來說，這些挑戰(zhàn)已經(jīng)造成了太多的困擾和損失。通信模塊現(xiàn)在將RF網(wǎng)絡，電力線載波(PLC)和Wi-Fi通信組合在同一芯片組上。這使得能夠基于網(wǎng)絡操作條件，數(shù)據(jù)屬性和應用需求動態(tài)和連續(xù)地選擇最佳通信路徑和最適當?shù)念l率調制。該新平臺還提供點對點和本地廣播通信功能，使得邊緣設備可以單獨交談或與選定的設備組通信，以支持新的分布式分析用例。

然而，到目前為止，分裂和不確定性尚未得到滿足。雖然設備，連接，平臺和架構的選項令人不安的一系列變得可用。安全性，可靠性和隱私問題尚未解決，商業(yè)模式和監(jiān)管制度也是如此。物聯(lián)網(wǎng)中的所有參與者和利益相關者都面臨著未來發(fā)展的關鍵決定。現(xiàn)在是時候重新思考技術戰(zhàn)略，商業(yè)模式和產(chǎn)品設計的基礎，也讓監(jiān)管者等參與辯論。

使用許可的運營商頻譜，帶內，保護頻段和獨立部署的所謂窄帶物聯(lián)網(wǎng)或低功率寬帶(LPWA)網(wǎng)絡預計將在連接一系列需要設備的設備方面發(fā)揮重要作用低移動性，低功耗和低成本。新技術旨在為難以到達的場所提供深度覆蓋，支持大量低吞吐量，超低成本設備，低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構。

NB-IoT是使用許可運營商頻譜，帶內，保護頻段和獨立部署部署低功耗寬帶(LPWA)網(wǎng)絡的新興行業(yè)解決方案，預計將具有全球規(guī)模。新技術旨在為難以到達的場所提供深度覆蓋，支持大量低吞吐量，超低成本設備，低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構。將會有高數(shù)據(jù)價值的應用，具有商業(yè)上可行的連接到主電源，幾乎肯定會有利于NB-IoT技術，并且將有大量的功率敏感，低數(shù)據(jù)價值的應用，其中LPWAN技術提供了令人信服的理由。今天，存在的相對較少的LPWAN網(wǎng)絡通常不會受到容量限制。目前，連接到這些設備的設備通常處于試用模式，正在測試范圍和功能等方面。但是，如果數(shù)以億計的設備的預測甚至遠程正確，那么隨著設備數(shù)量的迅速增長，未來幾年將會有所改變。基站可以在任何時候連接成千上萬個設備，就像iPhone刺激數(shù)據(jù)緊縮一樣，我們可以看到新興網(wǎng)絡上的“機器緊張”。

第一市場預測說，2025年11%的連接將使用低功率寬帶(LPWA)連接。

物聯(lián)網(wǎng)市場的快速發(fā)展已經(jīng)導致了物聯(lián)網(wǎng)解決方案的數(shù)量和種類的爆炸式增長。因為它旨在通過基于來自不同來源的數(shù)據(jù)的分析來促進對復雜系統(tǒng)的更好的了解，以協(xié)助決策，改進產(chǎn)品并實現(xiàn)全新的服務。有各種各樣的軟件平臺，旨在通過提供標準化組件來降低IoT解決方案的成本和開發(fā)時間，這些組件可以跨越許多行業(yè)垂直架構來集成設備，網(wǎng)絡和應用程序。目前市場上可用的大多數(shù)IoT平臺都可以分類為連接管理平臺，設備管理平臺或應用啟用平臺，盡管有許多產(chǎn)品提供重疊功能或其他獨特功能。