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信息技术 (IT) 改造能源部门:能源在哪?信息在哪?

北极星智能电网在线  来源:南度度  作者:张树伟  2017/11/21 8:34:50  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:信息互联网正在迅速的改变着人们的生活与生产方式。互联网作为一种强大的工具,在金融支付、交通出行、购物、媒体等方面已经对传统的行业形态进行了摧枯拉朽式的改造,诞生了诸多新的“互联网+”形态、商业模式与经济模式。那么信息技术作用于能源部门(可以称之为“能源系统的数字化”),可以给我国的能源部门带来哪些改变呢?

这种改变可能是一夜之间的,例如Uber滴滴对出租行业的颠覆;抑或细水长流的,类似媒体领域对传统媒介的替代;还是技术必须以体制变革为前提,技术只是必要条件,还远远不充分?这个话题并不是一个新的话题,这里的讨论,主要在于辨析几个关键的概念,区分清楚信息技术与能源部门的互动中,信息在哪里,而能源又在哪里。

信息技术

能源在开采、输送、转化、整合、消费的全过程

传统的能源部门包含多种能源形式,以及从一次能源开采到二次转换,到终端能源的转化过程;不同能源具有不同的优势与特点,往往多元化的组合相比单一模式是更优的选择(比如峰荷用天然气单循环,基荷用核电;采暖一般用集中式供暖,极寒天气用运行成本更高的热泵等等),这其中存在整合(integration)的问题;能源的生产地与消费地往往存在着空间与时间的距离,需要输送以及存储等环节。这所有的过程,都是传统的能源部门优化、仿真研究的内容,不会因为信息的出现或者更加对称有任何物理上的额外变化。

在各种政府文件中,各种术语混用的情况非常普遍,这是各个国家的普遍情况。但是,将能源基础设施的互联互通,与能源品种的转换与整合(类似微网或者能源综合体系)混淆,一股脑整成“互联”,这似乎是来自本土的中文语法错误,不利于与国际同行的交流。

更有甚至,将不同基础设施分别的互联互通称之为“融合”,以至于有“能源、信息、交通三网融合”之说。汉语“融合”的意思难道不是“变成一体,或者一个了吗”?油气管网是输油气的,公路铁路是走交通工具的。技术再发展,它们也不可能服务于一个目的。世界也不存在泛化的、具有明确含义的“能源网”,有的只是不同功能的电网、输油、输气管网。至于多能互补,EnergyHub,智慧社区,EnergyCoupling之类,更是跟“互联”不搭界,更多的是能源的整合与综合利用。

信息的潜在应用环节

那么,相比传统方式,信息可以如何改造能源部门呢?

就目前而言,这种改造起码会体现在3个大的方面,包括

第一,服务于结算目的

结算这一点有点像算账与记账。IT技术无疑可以进行更先进更实时的计量。此外,随着分散、随机出力的可再生能源(主要是风电与光伏)越来越多,系统无疑将是越来越分布式的,问题的核心聚焦在这一分布式系统是否需要集中式的协调与数据管理(coordinationanddatamanagement),类似现在调度角色,还是这一功能也彻底成为分布式的。

分布式的协调与数据管理思路出现,使得构建“生产者为中心”的数据共享成为一种范式。数据存在于所有参与者之中,但不没有在任何单一系统内。要实现这一目标,信息技术将起到关键性的角色,比如目前出现的区块链技术在能源部门的潜在应用。这方面,技术往往是一种“摧毁式”的创新,可以打破旧有体制机制的桎梏。

第二,分散资源的集合优化控制

这无疑是一个非常专业的领域。这种集合优化控制,往往存在在发输配用各个环节,广泛地涉及生产者与消费者,以及不同的地理尺度上。

比如,过去的规划与优化,由于通讯技术的落后,系统的状态监测,涉及发电、配电等部分,透明与实时监测程度是不够的。简单的例子,配电网发生了停电,过去的非数字化电网体系往往只有接到了报告电话,才知道哪里的线路跳了,现在有了通讯系统的帮助与进一步的数字化,这一系统的设计、运行与故障诊断与修护也将更加透明与自动化,极大的提升系统的可靠性与安全程度。这方面,技术往往是第一位的。

第三,提供辅助服务

这一点突出的体现在促进消费者对系统平衡的参与上。更加方便,实时的获得电力的供需波动(体现为价格)信息,将有助于消费者更愿意采取行动,促进系统平衡,加上互联网传感体系的辅助,也使得这种辅助更加具有可行性,比如快速的频率响应。对消费者的整合,以及Prosumer+储能,也是这个环节重要的参与者。这方面,无疑机制的建立与明确是技术得以发挥作用的前提。

信息技术改造能源部门,特别是在涉及消费者选择,以及不同领域整合/交叉(cross-cutting)的应用与商业模式,在我国电力——这样一个仍旧残存很多“大”时间尺度计划色彩的部门,可能还有很长的路要走。

原标题:信息技术 (IT) 改造能源部门:能源在哪?信息在哪?

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