建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的探索與實(shí)踐：智慧車聯(lián)網(wǎng)

今年的政府工作報(bào)告提出，打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，拓展“智能+”，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)賦能。國(guó)家電網(wǎng)有限公司加快建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，致力實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互。

作為電動(dòng)汽車、用戶和能源的數(shù)據(jù)交互樞紐，充電樁具備典型的物聯(lián)網(wǎng)終端特征，是公司泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在用戶側(cè)的重要入口。智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要實(shí)踐。如今，智慧車聯(lián)網(wǎng)早已不限于車與車、車與人、車與城市的交互，更是車與電網(wǎng)、車與能源的互聯(lián)互通。充分發(fā)揮平臺(tái)樞紐作用，積極拓展生態(tài)業(yè)務(wù)，最終能實(shí)現(xiàn)從車聯(lián)無(wú)限到萬(wàn)物互聯(lián)。

發(fā)揮樞紐作用，在更廣闊的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智慧互聯(lián)

經(jīng)過(guò)三年的探索實(shí)踐，公司初步建成了世界最大、接入充電樁數(shù)量最多、覆蓋范圍最廣的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)?！斑@是建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，可充分發(fā)揮平臺(tái)在人、車、船、樁、網(wǎng)、電、儲(chǔ)的樞紐作用?！眹?guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司副總經(jīng)理王文說(shuō)。

第一是需求連接，將能源生產(chǎn)供應(yīng)需求和人的消費(fèi)需求連接起來(lái)，這是物理層面的連接。第二是信息的匯聚，也就是電力大數(shù)據(jù)的匯集，包括人、車、樁、電網(wǎng)等電力生產(chǎn)消費(fèi)大數(shù)據(jù)。第三是實(shí)現(xiàn)智能調(diào)配。從人的角度看，是精準(zhǔn)構(gòu)建用戶畫像，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù);從電網(wǎng)角度看，是發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)價(jià)值洼地，提高電網(wǎng)資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率。從能源角度看，保證電動(dòng)汽車在能源生產(chǎn)消費(fèi)清潔高效。王文說(shuō)：“這三點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，也是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)最典型的特征。”

如今，智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)已卓有成效。這張網(wǎng)，不僅在陸地交通領(lǐng)域全面鋪開(kāi)，也向著更廣闊的水域蔓延。

3月13日，三艘散貨船停靠在湖北宜昌三峽壩區(qū)的水上綜合能源服務(wù)中心。國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車公司岸電事業(yè)部調(diào)試專責(zé)李國(guó)慶打開(kāi)手機(jī)上的“e充電”客戶端，對(duì)著岸電樁掃碼用電，用電成功后完成支付，測(cè)試完成。8個(gè)小容量低壓岸電樁全部通過(guò)測(cè)試。岸電云網(wǎng)功能即將正式上線啟用。

水上綜合能源服務(wù)中心位于三峽大壩上游，幾乎所有從重慶前往武漢、上海等地的船只都要在這里過(guò)閘檢查?！斑@些船只必須靠港等待通行，少則一天，多則四五天?！崩顕?guó)慶說(shuō)，“靠港期間，船舶用電問(wèn)題都要由岸電樁解決。有了岸電云網(wǎng)，船舶碳排放量、靠港供電量等數(shù)據(jù)，都能依托云網(wǎng)計(jì)算，為過(guò)往船只提供精準(zhǔn)的個(gè)性化服務(wù)?！?/p>

作為全國(guó)首個(gè)跨省、跨流域的“兩縱一橫”岸電運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)，岸電云網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)全國(guó)岸電服務(wù)互聯(lián)互通，為港口、船舶提供統(tǒng)一結(jié)算、多方式支付、遠(yuǎn)程監(jiān)控等便捷服務(wù)，為長(zhǎng)江流域綠色岸電全覆蓋打造一體化岸電生態(tài)服務(wù)圈。這不僅是公司深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶“共抓大保護(hù)，不搞大開(kāi)發(fā)”重要指示精神的實(shí)際行動(dòng)，也是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要成果。截至今年年初，公司共完成三峽壩區(qū)16個(gè)碼頭和12個(gè)錨地岸電設(shè)備的接入工作，并推動(dòng)福建、江蘇等地在運(yùn)大容量岸電設(shè)施接入。不久，岸電設(shè)施將全部接入岸電云網(wǎng)并開(kāi)展運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江流域港口岸電全覆蓋。

利用有序充電，實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)雙贏

伴隨著電動(dòng)汽車、蓄熱電采暖等新型設(shè)備規(guī)?；瘧?yīng)用，客戶側(cè)負(fù)荷可調(diào)節(jié)潛力迅速增長(zhǎng)，推進(jìn)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)互動(dòng)成為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的組成部分，也是推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要手段。

隨著電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用，小區(qū)居民充電將成為主流。不同于普通的充電技術(shù)，有序充電是解決規(guī)?；妱?dòng)汽車充電對(duì)電網(wǎng)影響的重要手段。它能引導(dǎo)協(xié)調(diào)充電行為，達(dá)到削峰填谷、區(qū)域均衡等目的，實(shí)現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的雙贏。

“電動(dòng)汽車充電的高峰時(shí)段和居民家庭用電的高峰時(shí)段基本重合。晚上六點(diǎn)開(kāi)始，用戶陸續(xù)下班，在小區(qū)給車充上電后便回家。這段時(shí)間用電負(fù)荷達(dá)到峰值，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)壓力，也間接提高了用戶用電成本。”北京電科院電源技術(shù)中心副主任張寶群說(shuō)，“解決辦法是用有序用電技術(shù)給電動(dòng)汽車充電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，提升配電網(wǎng)使用效率和電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)能力?！?/p>

有序充電技術(shù)如何發(fā)揮作用?答案是廣泛適用、自主修正的有序充電控制策略。它能實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)配電臺(tái)區(qū)負(fù)荷變化，基于用戶用車時(shí)間和充電需求，在保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的條件下統(tǒng)籌開(kāi)展車輛協(xié)同調(diào)度，調(diào)整充電日期、時(shí)間和功率，將負(fù)荷調(diào)整到低谷時(shí)段。

2018年9月底，公司在北京、山東、上海、江蘇、河南選取了6個(gè)變壓器負(fù)載高、電動(dòng)汽車增長(zhǎng)快的小區(qū)作為試點(diǎn)，建設(shè)一體化有序充電樁160個(gè)、充放電樁2個(gè)。通過(guò)有序充電控制，小區(qū)平均降低配變峰值負(fù)荷超過(guò)30%，80%充電量被優(yōu)化調(diào)整到配變負(fù)荷低谷時(shí)段，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，配變接納充電樁能力提高了4倍。

除了保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提升電網(wǎng)利用率之外，有序充電技術(shù)也給用戶帶來(lái)了利好。

家住北京市海淀區(qū)西八里莊阜成路97號(hào)院的薛亮，是有序充電的“深度用戶”。他說(shuō)：“每次給車充電，我都會(huì)選擇有序充電，不僅操方便，還幫我省下了一筆不小的開(kāi)支?！?/p>

作為北京市有序充電的試點(diǎn)小區(qū)，阜成路97號(hào)院30個(gè)新建有序充電樁、24個(gè)改造試點(diǎn)的三優(yōu)交流充電樁，已全部投入使用，在滿足小區(qū)住戶充電需求的基礎(chǔ)上為用戶節(jié)省充電成本，減小臺(tái)區(qū)供電壓力。

公司將全面推廣有序充電，創(chuàng)新充電樁建設(shè)模式，實(shí)現(xiàn)無(wú)線識(shí)別、即插即充、無(wú)感支付等功能，并充分利用充電插座的共享特性，擴(kuò)大電動(dòng)汽車客戶側(cè)充電數(shù)據(jù)入口，將智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)打造成千萬(wàn)級(jí)規(guī)模客戶用電信息交互的能源端口。

推進(jìn)協(xié)同服務(wù)，開(kāi)展智能化綠色電力交易

萬(wàn)物互聯(lián)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此。

在北京、山東等試點(diǎn)地區(qū)，公司除了收獲有序充電這枚碩果外，還積極嘗試開(kāi)展客戶側(cè)儲(chǔ)能、光伏設(shè)備接入，累計(jì)接入工商業(yè)、居民戶用、通信基站等儲(chǔ)能設(shè)施4.9萬(wàn)個(gè)，分布式光伏28.5萬(wàn)戶?？蛻魝?cè)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)同服務(wù)有了良好基礎(chǔ)，公司通過(guò)能源路由器和控制器將儲(chǔ)能靈活接入智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，與電力交易系統(tǒng)、需求響應(yīng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，構(gòu)建全國(guó)規(guī)模最大的用戶側(cè)儲(chǔ)能云平臺(tái)，綠色交易電量突破1.1億千瓦時(shí)。

王文介紹說(shuō)，儲(chǔ)能云平臺(tái)是公司建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新探索研究?！八轻槍?duì)儲(chǔ)能場(chǎng)景的一個(gè)應(yīng)用。對(duì)我國(guó)東部受端電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，在負(fù)荷高峰期儲(chǔ)能、負(fù)荷低谷期用電，不僅能緩解電網(wǎng)運(yùn)行壓力，也能降低客戶用能成本。”王文說(shuō)。平臺(tái)將解決客戶側(cè)儲(chǔ)能不可觀、不可控問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多類型儲(chǔ)能業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集和客戶側(cè)儲(chǔ)能有序充放電調(diào)控，最大化發(fā)揮儲(chǔ)能運(yùn)行特性價(jià)值。

“以V2G為例，這是應(yīng)用于電動(dòng)汽車上的儲(chǔ)能?！蓖跷恼f(shuō)，其核心思想是利用大量電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能源作為電網(wǎng)和可再生能源的緩沖，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)高時(shí)，由電動(dòng)汽車儲(chǔ)能源向電網(wǎng)饋電，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)低時(shí)，用來(lái)存儲(chǔ)電網(wǎng)過(guò)剩的發(fā)電量，避免造成浪費(fèi)。“這樣，電動(dòng)汽車用戶能在電價(jià)低時(shí)從電網(wǎng)買電，電價(jià)高時(shí)向電網(wǎng)售電來(lái)獲得收益?！蓖跷母嬖V記者，一般情況下，普通鋰電池能充放電約3200次，用戶通過(guò)V2G技術(shù)獲得的收益，幾乎能抵消電池成本。對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，這也是將來(lái)信息業(yè)務(wù)的爆發(fā)點(diǎn)。

“不論是車、船，還是儲(chǔ)，都必須用上清潔電。如何利用車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)促進(jìn)消納清潔能源?這是要重點(diǎn)解決的問(wèn)題?！辈稍L中，王文表示，正在建設(shè)的充電電量聚合交易平臺(tái)能通過(guò)實(shí)時(shí)功率預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)最優(yōu)匹配，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的綠色電力交易。今年，公司將聚合用戶側(cè)50萬(wàn)千瓦/200萬(wàn)千瓦時(shí)儲(chǔ)能資源，用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目接入率不低于90%，平臺(tái)用戶數(shù)量超過(guò)5萬(wàn)戶。

來(lái)自智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的綠色電力交易，為新能源消納找到了一條新路徑。目前，公司積極建設(shè)基于車聯(lián)網(wǎng)的綠電交易示范工程，打造車聯(lián)網(wǎng)綠電交易系統(tǒng)，打通電力交易平臺(tái)與車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的信息共享融合通道，支撐電動(dòng)汽車充電樁準(zhǔn)入注冊(cè)、綠電交易和市場(chǎng)結(jié)算，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)側(cè)、需求側(cè)聚合優(yōu)化和雙向互動(dòng)，促進(jìn)新能源消納，解決“三棄”難題。

如今，高速發(fā)展的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已具備泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的功能特性，也愈來(lái)愈發(fā)揮出強(qiáng)大的生命力。從車聯(lián)無(wú)限到萬(wàn)物互聯(lián)，公司一直在行動(dòng)。