“能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)有什么(me)新使命?什么(me)是(shi)顛覆(fu)性技術?電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)領(ling)域(yu)是(shi)否已成為創新創業的(de)沃土……”近(jin)日,在“泛在電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)物聯(lian)(lian)網(wang)與(yu)城(cheng)市智慧能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)高級研討會”上,清華大學電(dian)(dian)(dian)機系教(jiao)授、能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)能(neng)(neng)量管理與(yu)調(diao)控研究(jiu)中心主任孫宏斌(bin)在演講伊始就拋出了一(yi)(yi)連串問題,而這也是(shi)行(xing)業熱點。那么(me),能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)與(yu)泛在電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)物聯(lian)(lian)網(wang)是(shi)什么(me)關系?泛在綜合能(neng)(neng)量管理系統將會為未(wei)來的(de)園區(qu)、公(gong)共建(jian)筑乃至整個城(cheng)市提供(gong)哪些服(fu)務?今后能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)網(wang)的(de)發展趨勢如何?孫宏斌(bin)教(jiao)授為記者一(yi)(yi)一(yi)(yi)作(zuo)答。
破除各類壁壘是能源互聯網的使命
記者:您曾提出(chu),能源(yuan)互聯(lian)網是(shi)理念先行(xing),引領技術發展的方向。那么,應該如(ru)何來理解能源(yuan)互聯(lian)網?
孫宏斌:這里,我想談三個關鍵詞——使命、顛覆、試(shi)金石。
能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)聯網的(de)(de)(de)(de)使命就是(shi)要破(po)除(chu)阻礙開(kai)(kai)放(fang)共(gong)享能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生態(tai)形成的(de)(de)(de)(de)各(ge)類(lei)壁(bi)(bi)(bi)壘(lei)。在傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統(tong)里(li)(li),這樣的(de)(de)(de)(de)壁(bi)(bi)(bi)壘(lei)無(wu)處不在,我們稱之為“泛在”。泛在的(de)(de)(de)(de)墻(qiang)或者壁(bi)(bi)(bi)壘(lei),需要泛在的(de)(de)(de)(de)互(hu)聯和物聯。我們希望打破(po)各(ge)種壁(bi)(bi)(bi)壘(lei),構建更好的(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)放(fang)共(gong)享能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生態(tai),包(bao)括上下游(you)的(de)(de)(de)(de)產業鏈以及能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統(tong)內部(bu)。分析這種壁(bi)(bi)(bi)壘(lei)可以發(fa)現(xian),第(di)一類(lei)就是(shi)看得見(jian)的(de)(de)(de)(de)物理(li)之墻(qiang)。比如(ru),如(ru)何(he)把(ba)冷、熱(re)、氣、電、交(jiao)通(tong)的(de)(de)(de)(de)壁(bi)(bi)(bi)壘(lei)破(po)除(chu)?這就要形成綜合的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統(tong)。第(di)二類(lei)就是(shi)看不見(jian)的(de)(de)(de)(de)非(fei)物理(li)之墻(qiang),這個墻(qiang)更高。比如(ru),跨(kua)區域(yu)(yu)風電消納問題,這里(li)(li)有商業模式、市場、區域(yu)(yu)的(de)(de)(de)(de)政策之墻(qiang)。從整體來講(jiang),非(fei)物理(li)之墻(qiang)里(li)(li)還有學科之墻(qiang),在大學里(li)(li),冷、熱(re)、氣、電、交(jiao)通(tong)、信息,如(ru)何(he)突破(po)學科交(jiao)叉的(de)(de)(de)(de)瓶頸,這也(ye)是(shi)構建開(kai)(kai)放(fang)共(gong)享能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)生態(tai)的(de)(de)(de)(de)內容之一。
能(neng)源(yuan)互聯網是(shi)(shi)個顛(dian)覆性(xing)(xing)(xing)技(ji)術(shu)(shu)。那么,什(shen)么是(shi)(shi)顛(dian)覆性(xing)(xing)(xing)技(ji)術(shu)(shu)?夠(gou)難、夠(gou)新、夠(gou)尖端(duan)的(de)(de)(de)(de)就是(shi)(shi)嗎?其(qi)實不盡(jin)然。這項概念最早是(shi)(shi)由美國(guo)哈佛商(shang)學院克(ke)萊頓教(jiao)授·克(ke)里斯滕森在(zai)(zai)(zai)《顛(dian)覆性(xing)(xing)(xing)技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)機遇浪(lang)潮》一書中提(ti)出的(de)(de)(de)(de),他(ta)認為,顛(dian)覆性(xing)(xing)(xing)技(ji)術(shu)(shu)不是(shi)(shi)指技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)創新度,而(er)是(shi)(shi)效果(guo)的(de)(de)(de)(de)顛(dian)覆性(xing)(xing)(xing),即能(neng)夠(gou)對(dui)行業帶來創造性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)破(po)壞,并促進其(qi)重(zhong)(zhong)大發展。比如(ru),人(ren)類(lei)對(dui)于(yu)大規模化石能(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)(de)利用(yong)(yong),就像是(shi)(shi)人(ren)類(lei)歷史長(chang)河中的(de)(de)(de)(de)一朵浪(lang)花。大約在(zai)(zai)(zai)200年前第一次工(gong)業革命(ming),這朵浪(lang)花跳起來。而(er)到了2000年左右,便達到了頂峰。預(yu)計在(zai)(zai)(zai)未來的(de)(de)(de)(de)200年間,這朵浪(lang)花會掉(diao)下(xia)去。所以,當下(xia)我們處(chu)在(zai)(zai)(zai)這朵浪(lang)花的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速下(xia)降(jiang)沿,處(chu)在(zai)(zai)(zai)一個能(neng)源(yuan)巨大變革的(de)(de)(de)(de)時代,是(shi)(shi)顛(dian)覆性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)。其(qi)中能(neng)源(yuan)互聯網將在(zai)(zai)(zai)其(qi)中起著十分重(zhong)(zhong)要的(de)(de)(de)(de)支撐作用(yong)(yong)。
個(ge)人認(ren)為,檢驗能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)互聯網成功與否,唯(wei)一的(de)(de)試(shi)金石就是(shi)電(dian)力能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)領域是(shi)否已成為創(chuang)新創(chuang)業的(de)(de)沃土。若能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)開放共(gong)享的(de)(de)生(sheng)態得以建立,眾(zhong)多的(de)(de)互動(dong)者積(ji)極參(can)與進來,整個(ge)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)系統的(de)(de)生(sheng)產力、創(chuang)新力便會得到巨大釋放。
泛在的綜合能量管理系統保障能源安全
記者:泛在(zai)的綜(zong)合能量管理(li)系統目前都有哪些應用場景?能達(da)到什(shen)么樣的效果(guo)?
孫宏斌:提(ti)(ti)到泛在(zai)的(de)(de)(de)綜(zong)合(he)能(neng)(neng)量管理系(xi)(xi)統(tong),首(shou)先(xian),看(kan)兩個(ge)定語。所謂“泛在(zai)”,就(jiu)是(shi)無(wu)處(chu)不(bu)(bu)在(zai)、千家萬戶的(de)(de)(de)多(duo)(duo)主(zhu)體,是(shi)分布自治的(de)(de)(de)意思。而“綜(zong)合(he)”,是(shi)指橫向的(de)(de)(de)冷、熱(re)、氣、電(dian)、交(jiao)通等不(bu)(bu)同能(neng)(neng)量系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)集成(cheng)綜(zong)合(he),也包(bao)括源(yuan)、網、荷、儲等不(bu)(bu)同環節縱向綜(zong)合(he)的(de)(de)(de)協同。泛在(zai)的(de)(de)(de)綜(zong)合(he)能(neng)(neng)量管理系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)核心是(shi)多(duo)(duo)能(neng)(neng)互(hu)補(bu)綜(zong)合(he)能(neng)(neng)量管理系(xi)(xi)統(tong)(Integrated Energy Management System,簡稱“IEMS”),這個(ge)概念是(shi)我們(men)在(zai)國際上首(shou)先(xian)提(ti)(ti)出(chu)來的(de)(de)(de)。我們(men)希望(wang)提(ti)(ti)供綜(zong)合(he)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量管理系(xi)(xi)統(tong),實現多(duo)(duo)能(neng)(neng)互(hu)補(bu),源(yuan)網荷儲的(de)(de)(de)協同,用信息流(liu)來調控(kong)能(neng)(neng)量流(liu),降低用能(neng)(neng)成(cheng)本,提(ti)(ti)高終端能(neng)(neng)效,保障供能(neng)(neng)安全(quan)和(he)擴展市(shi)場服務,這是(shi)為綜(zong)合(he)能(neng)(neng)源(yuan)服務商服務的(de)(de)(de)。
值得注意的(de)(de)是,目前,保障(zhang)(zhang)供能(neng)的(de)(de)安全問題(ti)變得越來越突(tu)(tu)出。以(yi)北(bei)京為例,今(jin)年5月份,由于燃氣的(de)(de)不足,使得電力系(xi)統發生(sheng)故障(zhang)(zhang)。北(bei)京作為一(yi)個(ge)大型都(dou)市(shi),這個(ge)問題(ti)非常突(tu)(tu)出。不但在北(bei)京市(shi),浙江省(sheng)、廣東省(sheng)都(dou)存在這個(ge)問題(ti),小到一(yi)個(ge)工商業園區也是這樣,所以(yi)綜(zong)合的(de)(de)能(neng)量之間耦合在一(yi)起,連鎖的(de)(de)安全問題(ti)就非常大。在此就不單是考慮提高綜(zong)合能(neng)效、降(jiang)低成本的(de)(de)問題(ti),而(er)必須要以(yi)安全供能(neng)為前提。
記者:泛在電力(li)物(wu)聯網與能源互聯網之間(jian)是什么關系?有(you)何異同?
孫宏斌:能(neng)源互聯(lian)網(wang)與泛在電(dian)力物聯(lian)網(wang)都具(ju)有開(kai)放、互聯(lian)、共享(xiang)、用(yong)戶為核心的(de)(de)(de)互聯(lian)網(wang)思維的(de)(de)(de)特點,采用(yong)“互聯(lian)網(wang)+”,實現多能(neng)互補協同,走向市場驅(qu)動的(de)(de)(de)路線(xian),從(cong)而達(da)到構建新(xin)的(de)(de)(de)開(kai)放共享(xiang)能(neng)源生(sheng)態的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
然而(er),二者(zhe)的(de)(de)視角(jiao)、使(shi)命(ming)、范(fan)(fan)圍不盡(jin)相同。能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)是自上而(er)下,全能源(yuan)鏈的(de)(de)總體(ti)視角(jiao),而(er)泛在(zai)電(dian)(dian)力物(wu)(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)則是自內而(er)外(wai),以(yi)電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)為(wei)核心(xin)向(xiang)外(wai)擴展,包括(kuo)邊緣(源(yuan)、荷(he)內部)和外(wai)部(冷、熱、氣、交通)。能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)更體(ti)現(xian)國家意志,以(yi)消(xiao)除(chu)壁(bi)壘(lei),突(tu)破能源(yuan)生產關(guan)系(xi)變革,釋放(fang)先進生產力為(wei)使(shi)命(ming)。而(er)泛在(zai)電(dian)(dian)力物(wu)(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)主(zhu)要體(ti)現(xian)企(qi)業(ye)意志,以(yi)轉型(xing)能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)企(qi)業(ye),推動(dong)經營模式(shi)變革為(wei)使(shi)命(ming)。從范(fan)(fan)圍看(kan),能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)主(zhu)要指“互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)+”智慧能源(yuan),泛在(zai)電(dian)(dian)力物(wu)(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)是其子集。而(er)泛在(zai)電(dian)(dian)力物(wu)(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)是能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)在(zai)國家電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)企(qi)業(ye)中的(de)(de)實(shi)例化,是核心(xin)和樞(shu)紐(niu),但國家電(dian)(dian)網(wang)(wang)(wang)這個實(shi)例非常重要,是整個國家的(de)(de)能源(yuan)互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)(wang)的(de)(de)樞(shu)紐(niu)和平臺(tai)部分。
信息互聯和物理互聯是今后發展的方向
記者:當前IEMS在不同的應用場景中發(fa)揮(hui)著什么(me)作用?可(ke)以(yi)提供哪些服(fu)務(wu)呢?
孫宏斌:它的(de)(de)結構總體來講是云邊(bian)協同的(de)(de)服務,在云上為(wei)千家萬戶提(ti)供(gong)并發的(de)(de)能量管理服務。在邊(bian)緣為(wei)本地(di)的(de)(de)園區,還有(you)各種智慧(hui)體,包括樓宇、智慧(hui)小(xiao)城、小(xiao)鎮,提(ti)供(gong)智能的(de)(de)邊(bian)緣計(ji)算。
比如(ru)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)是在(zai)邊緣上的(de)IEMS,可能是一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)(qu)的(de)IEMS,像大(da)腦一(yi)樣管理著工業園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)(qu)或(huo)者(zhe)商業園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)(qu)、科技園(yuan)(yuan)(yuan)區(qu)(qu),或(huo)者(zhe)醫院、酒(jiu)店(dian)、學校。而另外一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)是面向大(da)城市云上廣(guang)域的(de)IEMS,它是泛在(zai)的(de),就像大(da)家看到的(de)滿(man)天星辰,每個(ge)(ge)(ge)(ge)星星是一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)智慧體,管理著一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)主(zhu)體。
在邊緣方面,北京科技(ji)產(chan)業(ye)園區(qu)(qu)的(de)數字化改造(zao)是(shi)(shi)目(mu)前大(da)家(jia)認為非常成(cheng)(cheng)功的(de)能(neng)源互聯網(wang)局域網(wang)案例。從效益來看還不錯。它(ta)是(shi)(shi)一(yi)個老的(de)園區(qu)(qu),該(gai)園區(qu)(qu)大(da)概有14家(jia)高(gao)科技(ji)企業(ye),他(ta)們(men)通過做了綜(zong)合的(de)IEMS,能(neng)夠支持(chi)冷、熱、氣、電多種潮流的(de)計算(suan)仿真分析,所有操作之前都可以在這上面模擬,而且有各種靈敏(min)度,包括經(jing)濟靈敏(min)度、能(neng)效、控制靈敏(min)度。比如,溫度降低1攝氏度,整個園區(qu)(qu)的(de)成(cheng)(cheng)本會下(xia)降多少。經(jing)過一(yi)番改造(zao)發現,老工商業(ye)園區(qu)(qu)改造(zao)是(shi)(shi)容(rong)易(yi)成(cheng)(cheng)功的(de)。
另外(wai)就(jiu)是(shi)在云上的(de)(de)服(fu)務。比(bi)如廣州(zhou)的(de)(de)城市能源互聯(lian)網(wang)(wang)項目,這是(shi)國家(jia)能源局(ju)已(yi)經驗收(shou)的(de)(de)首批國家(jia)級能源互聯(lian)網(wang)(wang)示范項目,它采用(yong)了(le)“1+3+3”的(de)(de)總(zong)體架構,涵蓋了(le)特(te)大城市能源互聯(lian)網(wang)(wang)的(de)(de)核(he)心元素。其中,“1”是(shi)一(yi)個(ge)“互聯(lian)網(wang)(wang)+”智(zhi)慧能源綜合服(fu)務平臺(tai),“3”是(shi)三(san)個(ge)智(zhi)慧園區(qu),另外(wai)一(yi)個(ge)“3”是(shi)三(san)個(ge)創新的(de)(de)業(ye)態,體量(liang)很大,覆蓋整(zheng)個(ge)都市,展示整(zheng)體的(de)(de)能源互聯(lian)網(wang)(wang)特(te)征(zheng)。
具體以(yi)廣州從化(hua)工(gong)(gong)業園(yuan)(yuan)(yuan)區的(de)綜合能(neng)量(liang)(liang)管理系統研發(fa)和示范項(xiang)目(mu)為例,這個(ge)園(yuan)(yuan)(yuan)區的(de)核心部分約有12平方公里,是一個(ge)典型的(de)工(gong)(gong)業園(yuan)(yuan)(yuan)區。工(gong)(gong)業園(yuan)(yuan)(yuan)的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)格局呈(cheng)現(xian)大容量(liang)(liang)、多(duo)能(neng)流、可再生能(neng)源(yuan)(yuan)高滲透等特(te)點,具有開展多(duo)能(neng)協同、多(duo)能(neng)優化(hua)調度等良好基礎條件,是開展“互聯網+”智慧能(neng)源(yuan)(yuan)綜合能(neng)源(yuan)(yuan)服(fu)務業態模式示范較(jiao)為適宜的(de)區域。通(tong)過在園(yuan)(yuan)(yuan)區內建設IEMS系統,并提出虛擬(ni)電廠和用(yong)戶需求(qiu)側響應(ying)模式,實現(xian)了(le)靈活(huo)性(xing)資源(yuan)(yuan)集(ji)群同步化(hua)控制技(ji)術(shu),最(zui)終系統實現(xian)部署應(ying)用(yong)。
記者:關于能(neng)源互聯網,您認為今后主要有哪些發展方向(xiang)?
孫宏斌:個人認為,目前主(zhu)(zhu)要有(you)兩個方向。一(yi)是信息(xi)互(hu)(hu)聯(lian)。信息(xi)互(hu)(hu)聯(lian)技術專注于(yu)能源(yuan)互(hu)(hu)聯(lian)網中(zhong)多種能流(liu)的(de)(de)數據智能感知和(he)可靠傳輸(shu),建(jian)立(li)分布式計(ji)算平臺(tai)和(he)多方數據共享機制(zhi),提(ti)供大數據的(de)(de)潛力挖(wa)掘,通過(guo)打(da)破(po)信息(xi)壁壘,實(shi)現信息(xi)互(hu)(hu)聯(lian)互(hu)(hu)通、開放共享。這(zhe)主(zhu)(zhu)要是互(hu)(hu)聯(lian)網技術在能源(yuan)系統(tong)中(zhong)的(de)(de)應用;二是物(wu)(wu)理(li)互(hu)(hu)聯(lian)。物(wu)(wu)理(li)互(hu)(hu)聯(lian)技術則專注于(yu)打(da)破(po)傳統(tong)集中(zhong)式、單(dan)向且相對(dui)獨立(li)的(de)(de)能源(yuan)系統(tong)間的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)壁壘,通過(guo)建(jian)立(li)綜合能源(yuan)系統(tong),提(ti)高高效能源(yuan)轉換和(he)存儲,實(shi)現能量的(de)(de)互(hu)(hu)聯(lian)互(hu)(hu)通。而這(zhe)一(yi)點主(zhu)(zhu)要是運用互(hu)(hu)聯(lian)網思維在改造能源(yuan)系統(tong)。
其中,物(wu)(wu)理(li)互聯是(shi)能源互聯網實現的物(wu)(wu)理(li)基礎,而信息互聯是(shi)能源開放共享(xiang)生態形成的技術關鍵。下一步(bu),如(ru)果在政策和市(shi)場機制方面取得(de)突(tu)破(po),能源互聯網即將迎來(lai)井(jing)噴式的發展,這個(ge)才是(shi)決定性的驅動(dong)力(li)。