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淺談在電力物聯網的轉型與發展

淺談在電力物聯網的轉型與發展

2022/4/25 11:00:42

摘要:國家電網希望淡化電力管網運營商的角色,突破傳統電網投資、運營瓶頸,試圖構 建一個萬物互聯、人機交互的生態系統。

關鍵詞:物聯網;智能電網;泛在電力物聯網

 

0引言

國家電網巨輪轉向,在泛在電力物聯網風口下,資本市場迎來狂歡。

今年3月8日,國家電網組織召開泛在電力物聯網建設工作部署電視電話會議,加快推進“三型兩網、 世界先進”戰略落地實施,并稱之為緊迫、重要的任務。國家電網內部形容這是一個“脫胎換骨、浴火重生的過程”,于“大云物移智”等信息技術、智能技術服務商而言蘊含著巨大掘金機會。

對于這一全新的概念,能源行業充滿好奇。更令人亢奮的是,在投資預期指引下,國家電網泛在電力物聯網概念引爆資本市場。3月11日,泛在電力物聯網指數(8841191)登陸A股,3.11-12日與之相關的智能電網、特高壓、能源互聯網公司領漲大盤,資本市場更樂意為設備公司做出高估值評級。對多數傳統電力設備公司而言,電網轉型帶來的財富效應可以持續多年。不過資本的熱情是短暫的,3月13日開始,備受熱捧的電力物聯網板塊出現分化,諸多被熱炒過的上市公司股價隨之跳水。

1電網轉型新賽道

寇偉履新國家電網董事長之后,全力啟動國家電網轉型之路。

在國家推動人工智能與實體經濟深度融合、能源市場格局變化下,2019年國家電網提出“三型兩網、世界先進”的戰略目標(樞紐型、平臺型、共享型;堅強智能電網+泛在電力物聯網),推動國家電網4萬億資產轉型,并啟動“兩網”建設。具體而言,智能電網通過特高壓及各級電網承載電力流,服務于傳統輸配電業務;泛在電力物聯網通過承載數據流,使電力業務數據化,電力網絡信息化,進而實現電力數據業務化。

泛在電力物聯網超出傳統電網公司業務范疇。根據國家電網相關部門定義,泛在電力物聯網是指圍繞電力系統各環節(發電、電網、用戶、設備、政府等),充分應用移動互聯、人工智能等現代信息技術、先進通信技術,實現電力系統各環節萬物互聯、人機交互,具有狀態感知、信息處理、應用便捷靈活特征的智慧服務系統。按照國家電網目標,2021年初步建成泛在電力物聯網,到2024年建成泛在電力物聯網,形成共建共治共享的能源互聯網生態圈,實現能源流、業務流、數據流“三流合一”??梢灶A見的是,泛在電力物聯網則是電網公司未來五到十年投資建設的目標。

國家電網為推動這一戰略落地,已經調整內設機構及部分核心部門,將國家電網信通部與運監合并成立互聯網部,同時調整國家電網產業部等部門負責人,原南瑞集團董事長、國網電科院院長奚國富調任產業部主任。奚國富此前國電南瑞集團資產重組,并在國家電網系統內部率先推出股權激勵計劃,這是其個人職業生涯中濃墨重彩的一筆。有鑒于此,資本市場對國家電網提高資產證券化率、引入股權激勵預期增強。

從電網轉型的動機分析,在能源革命與數字革命大潮下,轉型是電網企業不得不面臨、不得不應對的宏大命題。尤其是在電力市場化進程加劇的背景下,(1)電網公司賺取購銷價差的商業模式不可持續,對內需提高治理水平,對外需拓展新興業務提高資產收益水平;(2)電網一家獨大的體制環境很快不復存在,傳統電網業務將面對更激烈的市場競爭;(3)在輸配電價受到嚴格監管的政策要求下,電網公共服務屬性愈來愈強,依托自然壟斷屬性具備開發新興業務的優勢;(4)在新能源接入、電力電子化、電力潮流多邊趨勢下,電網運行需要更穩定、更平穩;(5)從全球視野看,國家電網保障國家能源平穩、參與全球市場競爭,除做大資產版圖外,需要借助信息、通信、人工智能等軟實力亮劍。

2 泛在物聯網下的資本狂歡

3月11日,泛在電力物聯網指數登陸A股,在資金對電網物聯網投資增加的強勢預期下,國家電網公司所屬岷江水電、國電南瑞,電力終端采集設備供應商(新聯電子、海興電力等)、電力軟件供應商(朗新科技、遠光軟件等)、電力終端載波芯片供應商(東軟載波、曉程科技等)等呈現集體上漲潮。在資金驅動下,漲勢向配電設備、特高壓設備、電力設備監測供應商蔓延,這種情形對于沉寂已久的電力裝備制造業而言是一種救贖。

其中,岷江水電(600131)領漲全市場。岷江水電的轉身源自于國家電網正在推進的一項重大資產重組。1月25日岷江水電公告稱,國網信通擬以“云網融合”業務相關資產與岷江水電進行資產重組,擬重組業務主要包括通信網絡建設運營運維、云平臺及云應用服務等業務。重組完成后,岷江水電不再是配售電主體,而是國家電網“云網融合”平臺。

根據方案,擬置入資產為信產集團持有的中電飛華67.31%股份、繼遠軟件100%股權、中電普華100%股權、中電啟明星75%股權。四家公司2017年未經審計的營業收入合計為54.41億元,凈利潤合計為3.24億元。

鑒于岷江水電平臺屬性,資本市場預期國家電網信通產業集團所屬資產將陸續注入上市公司,岷江水電屆時也將成為國家電網推進泛在電力物聯網的唯一平臺。在這一預期下,公司股價和市值一路飆升。股價從停牌前的 6.19元上升至3月12日的25.29元,漲幅308.6%;公司市值由31億元飆升至120億元上下。

在本次資產重組前,國家電網信通產業集團旗下擁有1家分公司、11家二級和15家三級單位,業務涵蓋技術服務、行業應用、芯片等硬件完整信息產業鏈。

面對股價異常波動,3月12日岷江水電并發布風險提示公告,稱目前泛在電力物聯網尚處于啟動階段,公司及擬注入資產能否獲得相關項目存在不確定性。

同期因股價異常波動發布公告的是國電南瑞,這家國家電網系統內自動化龍頭公司在3月8日、3月11日、3月12日連續三個交易日內日收盤價格漲幅偏離值累計達到20%,公司公告稱目前生產經營正常,“泛在電力物聯網”對公司生產經營未產生影響。

泛在電力物聯網建設是一個系統工程,資本的逐利性決定其不會陪伴行業長跑。3月13日,wind泛在電力物聯網板塊出現調整,納入指數的42家公司中,28家公司大幅下跌,龍頭標的岷江水電報跌停,此后板塊內上市公司股價均出現調整。

二級市場短期波動背后是資金驅動,大筆資金介入的背后是對電網投資財富效應的高預期。但從產業角度看,更希望資金能助力芯片、傳感器等核心技術研發,而非短期炒作。

3 數據采集、傳感終端是投資重地

國家電網希望淡化電力管網運營商的角色,突破傳統電網投資、運營瓶頸,試圖構建一個萬物互聯、人機交互的生態系統。

從網絡架構上看,泛在電力物聯網包含感知層、網絡層、平臺層、應用層四層結構。在這一戰略驅動下,國家電網在電力信息化領域的投資安排預計將大幅增加。

如果電網公司這場轉型如期成功,屆時(2024年)電網企業對內可以實現跨部門協同(生產與營銷貫通),感知源網荷儲設備運行狀態,提升電網運行管理水平,促進新能源消納并網;對外實現數據共享,實時響應客戶、政府部門、設備供應商、發電端等需求,創新大數據分析、金融服務、節能等新利潤增長點。

從實施路徑看,電力物聯網的搭建首先從感知層基礎設施搭建開始。感知層是由大量的具有感知、通信、識別能力的智能物體與感知網絡組成。這包括配電側采集裝置、通信設備、邊緣計算等產品,通過終端設備實現能源匯集、傳輸、轉換、利用各環節設備、客戶的狀態全感知、業務全穿透?;诟兄獙硬杉到y的完善,電網系統各個要素才可以實現數字化管理,實現能源業務數據化。

由此,數據采集、傳感等智能終端設備是泛在電力物聯網投資的重地,數據采集是數據商業化應用的前端。

根據國家電網數據,到2018年底,國家電網接入的智能終端設備超過5.4億臺(套),采集數據日增量超過60TB,覆蓋用戶4.6億戶;車聯網接入充電樁超過28萬個。按照國家電網公司規劃,預計到2025年接入終端設備將超過10億只,到2030年將超過20億只。

4安科瑞為國家電網2021泛在電力物聯網建設提供解決方案

安科瑞電氣深耕用戶側能效管理多年,逐漸完善了從電力物聯網云平臺到終端傳感器的生態體系,在“源(電源)-網(電網)-荷(負荷)-儲(儲能)”各個環節加大研發投入,已經形成“云(云平臺)-管(有線/無線物聯)-邊(邊緣計算)-端(終端設備)”的生態系統,參與泛在電力物聯網建設,為國家電網建設“三型兩網”提供解決方案,使用戶在任何時間、地點、人、物之間實現信息連接和交互,產生共享數據,從而為電網、發電、供應商、用戶服務。

4.1云平臺

安科瑞電氣近年來已經陸續推出變電所運維云平臺、能源管理云平臺、智慧用電云平臺、環保用電監管云平臺、充電樁(電動汽車/自行車)運營管理云平臺、預付費管理云平臺等云平臺解決方案等解決方案,并已經廣泛應用在多地國網公司用戶端業務、環保部門、安監部門、住建部門等。

4.1.1變電所運維云平臺

 

據統計全國高供高計的工商業用戶數量達到200多萬戶,規模巨大,但是大部分日常的運行維護工作比較傳統,普遍存在人力成本高、工作效率低、故障搶修時間長、風險預防薄弱等問題。國網公司和眾多電力運維公司正在搶占這塊巨大的市場,這是一個千億級別的市場。

AcrelCloud-1000電力運維云平臺采用多功能電力儀表、無線通信、邊緣計算網關及大數據分析技術,通過智能網關采集現場數據并存儲在本地,再定時向云平臺推送數據。平臺可同時接入數以千計的用戶變電站數據。平臺采集的數據包括變電所電氣參數和環境數據,包括電流電壓功率、開關狀態、變壓器溫度、環境溫濕度、浸水、煙霧、視頻、門禁等信息,有異常發生10S內通過短信和APP發出告警信號。平臺通過手機APP下發運維任務到指定人員手機上,并通過GPS跟蹤運維執行過程進行閉環,提高運維效率,即時發現運行缺陷并做消缺處理。

4.1.2能源管理云平臺

Acrelcloud-5000能耗管理云平臺可適用于各個行業,如政府辦公建筑、工廠、教育建筑、醫療建筑、商業綜合體等,可通過局域網、互聯網或者4G網絡采集不同區域多個建筑或單位的用能數據。

平臺采集建筑電、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏、風力、儲能等新能源數據,對用能數據進行分析,按照區域、部門、用電設備類型進行細分,提供同比、環比分析比較和用能數據追溯,同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表,幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。

4.1.3環保用電監管云平臺

近年來我們的環境質量有了很大的改善,這都歸功于國家層面對環保的重視和環保部門的有力監察執法。安科瑞針對環保監察的痛點研發了環保用電監管系統解決方案,助力環保部門堅決打贏藍天碧水保衛戰。

Acrelcloud-3000環保用電監管平臺主要為環保監察部門和產污排污企業服務,為環保部門提供在線監管和執法依據,為生產企業提供設備運行監控和產污排污數據記錄。

平臺采集生產企業總用電量、生產用電和治污設備用電量,進行關聯分析,及時給出環保設備異常運行信號或企業異常生產信號,實現全過程防控。前端設備采用不停電免接線方案采集用電數據,經LORA無線上傳到環保數據網關,再通過4G上傳平臺服務器或縣、市、省級環保平臺。各地環保部門通過污染防治設施用電實時監控,實現對排污企業生產運行無死角、全流程監控,達到變人防為信息化技防,從事后處罰到介入式執法,扭轉傳統依靠人力、經驗進行現場核查的狀態,為環保監管開辟更加切實、有效的監管方式,形成長效機制。

4.1.4智慧用電云平臺

據應急管理部網站數據,2016~2018年期間因為電氣原因導致的火災占總數的百分之三十到百分之三十四左右,其中2018年全國共接報火災23.7萬起,因違反電氣安裝使用規定引發的火災占總數的百分之三十四,較大和重大火災事故中,電氣火災的比例更高。國務院、公安部消防局以及各省市自治區直轄市紛紛出臺文件推廣智慧用電,從源頭上預防電氣火災的發生,現用電管理平臺已在九小場所、三合一場所、養老福利院、醫療場所、學校、金融網點等人員密集場所廣泛開展。

 

    安科瑞Acrelcloud-6000用電管理云平臺對電氣引發火災的主要因素(線纜溫度、漏電電流、負荷電流、電壓)進行不間斷的數據跟蹤與統計分析,通過2G/NB-IOT/4G方式采集現場數據,實時發現電氣線路和用電設備存在的隱患(如:線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電等)并通過短信、APP推送、自動語音呼叫等方式及時預警,有效防止電氣火災的

發生。系統可以顯示所有監測點位的漏電電流等電氣參數和線纜溫度,并支持巡檢記錄和派單操作,提供隱患分析報告,實時評估企業用電狀態。

4.1.5電動汽車/電瓶車充電樁運營管理云平臺

電動汽車現已成為廣泛使用的綠色能源交通工具,Acrelcloud-9000充電樁運營管理云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控,同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警;用戶通過微信小程序掃描二維碼,進行支付后,系統發起充電請求,控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯網,配合加密技術和秘鑰分發技術,基于TCP/IP的數據交互協議,與云端進行直連。

 

電動自行車數量越來越多,解決了老百姓短距離出行問題,但是和電動自行車相關的和火災事故新聞也屢見不鮮,有逐年增長的趨勢,給社會帶來了很大的損失,成為人民生命和財產的一個隱患?;陔妱幼孕熊嚮馂牡奈:吞攸c,各級政府部門發文對電動自行車火災的整治都放在規范停放和充電行為上。安科瑞Acrelcloud-9500充電樁運營管理云平臺,針對電動自行車火災治理提供充電管理、資產管理和交易管理的一攬子解決方案,解決充電難、管理難和收費難的問題,可應用于商業樓宇、小區、學校、醫院等場所設置的電動自行車充電場所的運營管理。

4.1.6物業小區預付費管理云平臺

     安科瑞遠程預付費系統可以針對各商業綜合體、小區、寫字樓、辦公樓、酒店式公寓等物業,學校、工廠宿舍的后勤管理部門以及連鎖超市、大型物業分布式財務操作,在線支付,總部財務扎口等。目前Acrelcloud-3000預付費管理系統已經成功在上述各場景得到廣泛的應用并已經穩定運行多年,適用于物業公司對小區、辦公和商鋪租戶的水電預付費管理,或者學校對學生宿舍的用電預付費和用電管控系統。

4.2有線/無線物聯

安科瑞根據多年來的項目經驗,結合用戶實際需求,開發了各類有線、區域無線、廣域無線通訊產品,包括網關和終端設備。支持RS485、以太網、LORA、ZigBee、GPRS、4G、NB-IOT等多種通訊方式,隨著5G建設步伐的加快,未來將會有越來越多的通訊方式融入產品,服務于泛在電力物聯網建設。

4.3邊緣計算

安科瑞針對物聯網應用開發了多款智能網關,采用嵌入式系統和邊緣計算技術,現場采集和存儲終端設備數據,并根據云平臺的需要,采用不同的協議和云平臺對接。所有數據采集、計算、異常報警觸發邏輯均在網關就地設置,網絡故障時數據存儲在本地,網絡恢復后補傳數據,斷點續傳,提高數據可靠性。

4.4終端設備

針對泛在電力物聯網的建設,安科瑞陸續推出多款物聯網儀表,應用在不同場合以滿足不同需求,2019年全年各類終端儀表出貨量超過185萬臺。

 

4.5安科瑞產品在泛在電力物聯網的應用

近兩年來,安科瑞已經陸續參與江蘇省部分縣市電力公司的用戶端能源管理平臺、云南省網綜合能源服務平臺、上海嘉定區147所學校電力運維平臺等相關平臺的建設,提供了包括云平臺、智能網關、終端設備等產品,各類用戶端云平臺在全國各地運行案例700多套,并且根據用戶需求不斷完善產品功能,這些項目就是未來泛在電力物聯網的一部分。

“能源互聯網的春天到了,因其所能,它必將成為充滿活力的新型能源業態?!北M管針對泛在電力物聯網還有一些不同的聲音,但是泛在電力物聯網已經悄無聲息的鋪開來,融入能源互聯網基礎建設的方方面面。

5結論

在泛在電力物聯網的美妙遠景前,基層數據的接入、采集甚至比平臺層的搭建更重要,數據采集的終端則是芯片、傳感器、信號采集器、智能電表、智能信息采集系統等。只有在感知層數據完成深度采集后,數據應用、智慧能源服務平臺的搭建才有基礎。所謂,積硅步至千里即是如此。

參考文獻

[1] 王秀強.國網轉型:掘金泛在電力物聯網

[2] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版

 

作者簡介

張星,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向為智能照明的研發與應用。

審核編輯(
王靜
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