前不久，荷蘭科學家研發(fā)出一種新技術，可從生長的植物中不斷獲取電力，在夜晚點亮城市的LED街燈。聽起來不錯?其實早就不是什么新鮮事了。從光合作用發(fā)電，到病毒發(fā)電、空氣發(fā)電，甚至還有人體發(fā)電，科學家發(fā)明出各式各樣的奇葩方式，只是為了彌補電力產(chǎn)業(yè)供需之間日益擴大的空缺。
為了省電省能源，各國政府、企業(yè)和老百姓可沒少下功夫，新能源是不斷探索的一個領域。幾個月前，荷蘭在不斷發(fā)展風力發(fā)電的基礎上，又啟動了潮汐能源項目的建設;印度能源部長近日表示，計劃將建設一座世界上最大的太陽能發(fā)電站。
當然還有第二種比較流行的優(yōu)化方式，政府從電力的需求側發(fā)力，教育人們要省電，注重電力需求側的管理。這方面美國做得比較突出，先后實施了1300多個電力需求側管理項目，在需求方面實現(xiàn)節(jié)流。
但是這兩種流行的電力產(chǎn)業(yè)優(yōu)化方法存在一個共同的問題：它放任電力生產(chǎn)繼續(xù)以一種低效的方式運行。
不可否認，電力產(chǎn)業(yè)的主戰(zhàn)場還在化石能源，在發(fā)電廠內。不論是新能源還是需求側，都是一種舍本逐末的做法。電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境的癥結，現(xiàn)階段其實集中在生產(chǎn)側。因此電力產(chǎn)業(yè)優(yōu)化需要換個思路，從生產(chǎn)側入手。
電力生產(chǎn)包括發(fā)電廠內的電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及輸配電環(huán)節(jié)。這兩個環(huán)節(jié)的低效導致電力產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能難以提高，事故時有發(fā)生。
生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題主要集中在糟糕的基礎設施上。設備陳舊，所以能源轉化效率低，事故也常常發(fā)生。今年5月，美國紐約州一座核電站發(fā)生起火爆炸事故，原因就是電廠變壓器設備障礙，而這類事故近年來在美國屢有發(fā)生。
美國紐約北部的印第安角核電站變壓器起火
輸配電環(huán)節(jié)也是問題的高發(fā)區(qū)。配電時無法做到按需分配，使得需要用電的地方?jīng)]電用，而電量富余的地方產(chǎn)生浪費。另外，本身的技術問題導致輸電過程中多有損耗和浪費。
隨著技術發(fā)展特別是互聯(lián)網(wǎng)逐漸進入工業(yè)生產(chǎn)領域，針對這兩個問題，近年來出現(xiàn)了一些新的趨勢。
首先，在電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)幫助發(fā)電廠提高運行可靠性和經(jīng)濟性。
原理上說，優(yōu)化電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)就是利用互聯(lián)網(wǎng)對機組進行實時監(jiān)控，將機組運行的數(shù)據(jù)及狀態(tài)傳輸互聯(lián)，提高電力轉換效率。例如，GE在每個渦輪機內都安裝了超過100個物理感應器，這就好比在發(fā)電的各個環(huán)節(jié)裝上電子眼，哪里有異動就及時出擊。
GE風力渦輪機概念圖
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供的就是這樣一個實時感應、連接融合的平臺。GE通過引入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在電廠優(yōu)化上，已經(jīng)有了很多成功的例子。
在金陵燃機電廠，GE作為燃機項目設備提供商和技術支持，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式引入提高機組運行管理，讓金陵燃機電廠的機組運轉能夠按照各自機型進行即時數(shù)據(jù)分析，做出相應預警。這大大提高了電廠運行的安全性和經(jīng)濟性，還能同時滿足對于二次防護的要求。而中石油的昌平技術中心，安裝了GE的顏巴赫內燃機，成為中國的第一座達到工業(yè)數(shù)據(jù)中心現(xiàn)場制冷和供熱要求的熱電廠。
其次，在輸配電環(huán)節(jié)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力壓縮儲備，按需供應，實現(xiàn)智能化輸配電。
目前，運營商正在積極推進的是智能化整個電網(wǎng)，實現(xiàn)輸配電環(huán)節(jié)的信息互通，讓輸配電更加高效。這在各國都有推廣，美國Xcel Energy公司在伯德爾建設全美第一個“智能電網(wǎng)”城市，英國建設了100多座小型分布式發(fā)電站，而在中國，國家電網(wǎng)同樣在北京、杭州等城市進行智能電網(wǎng)的試點。
Xcel Energy公司在伯爾德建設的發(fā)電站
中國西電和GE達成戰(zhàn)略合作。中國西電借助GE在輸配電二次設備的技術優(yōu)勢，提升在輸配電一、二次設備領域提供全方位系統(tǒng)解決方案的能力，研發(fā)制造符合客戶未來發(fā)展對供電安全性、可靠性、智能化需求的產(chǎn)品，促進智能化電網(wǎng)的建設，減少輸配電環(huán)節(jié)的能源浪費。
2014年一年，GE利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)幫助世界各地的電廠節(jié)約了7000萬美元。位于亞特蘭大的全球數(shù)據(jù)與技術支持中心全體候為來自58個國家的客戶服務，在2014年提供幫助超過8000次。
愛爾蘭電廠是GE用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決產(chǎn)業(yè)痛點的一個典型案例。位于愛爾蘭科克郡的懷特蓋特電廠(Whitegate)啟用全新GE軟件——“卓越可靠”(Reliability Excellence)。該軟件基于GE Predix企業(yè)平臺，可對運營問題發(fā)出預警，在任何異常變成嚴重問題前將其檢測出來，包括燃燒動態(tài)變化和零件老化等。
優(yōu)化電力產(chǎn)業(yè)也需要做到數(shù)字化和標準化，指哪兒打哪兒。不同于開發(fā)新能源和側重需求端的解決方案，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)直接著力于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，搭建工業(yè)云環(huán)境。通過不間斷監(jiān)測電廠的硬件運轉，按照各自機型進行即時數(shù)據(jù)分析，做出相應部署，提高電力產(chǎn)業(yè)的安全性和效益，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)找到了一條有效的路。
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