中國儲能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲能大會在蘇州香格里拉酒店圓滿召開，來自中、美、英、德、澳、日、韓等國家的1400余位嘉賓到場參會。大會共邀請140余位行業(yè)專家與企業(yè)代表，圍繞產(chǎn)業(yè)熱點話題，發(fā)表了一系列精彩演講，中國儲能網(wǎng)將向讀者傳遞本次大會最具價值的聲音。
大會期間，中國電力科學(xué)研究院技術(shù)戰(zhàn)略研究中心副主任張東霞，在“電改&智慧能源專場”，以《能源互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)問題思考》為題發(fā)表演講，現(xiàn)將演講主要內(nèi)容發(fā)布，以饗讀者。
中國電力科學(xué)研究院技術(shù)戰(zhàn)略研究中心副主任張東霞
張東霞：這個會是關(guān)于儲能的，但是這個分會是能源互聯(lián)網(wǎng)，我自己的研究是從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng)，智慧能源是中間的一個結(jié)點，現(xiàn)在做大數(shù)據(jù)，中間參與國IEC、SJIP、智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的工作，所以我把接觸智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)，和我們今天這個專題，能源互聯(lián)網(wǎng)，串起來，在研究政策和標(biāo)準(zhǔn)方面，都有一些不同步，導(dǎo)致我們有些概念比較混亂，我們轟轟烈烈做一些底層的研究，可是很多東西它是落后的，我就想把這個情況，據(jù)我的理解給大家介紹一下。最近國家電網(wǎng)也開始關(guān)心用戶側(cè)有了那么多分散的儲能，這些儲能能不能很理想，用互聯(lián)網(wǎng)的思維，自動的引導(dǎo)它什么時候進(jìn)來幫助調(diào)峰調(diào)頻，作為能量容量輔助服務(wù)，這肯定是很復(fù)雜的，智能電網(wǎng)怎么去實現(xiàn)這些東西，得有自動需求響應(yīng)，得有電價，如果沒有實時電價你要怎么去做，還要計量，實際上我們智能電網(wǎng)也沒有完全走完，又到智慧能源，這些問題不是大家想的那么簡單。
我們先看智能電網(wǎng)到智慧能源，這是當(dāng)時美國能源不的實驗室在提出智能電網(wǎng)的時候說的，在可再生能源比例越來越高的時候，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力必須增強，上面就是電源側(cè)的調(diào)節(jié)能力，一些備用，還有燃油燃?xì)鈾C(jī)組，接下來如果沒有別的手段，那就是棄風(fēng)棄光，這個時候我們電儲能的成本和經(jīng)濟(jì)性，它是不滿足和其他的競爭的優(yōu)勢的。這時候開放用戶側(cè)是比較經(jīng)濟(jì)的，所以這就是智能電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的直接驅(qū)動力就是用智能電表和自動需求響應(yīng)，在用戶側(cè)主網(wǎng)開始實施一系列對用戶的管控，用戶和電網(wǎng)的互動，這就是智能電網(wǎng)。
當(dāng)然電儲能如果它的成本、經(jīng)濟(jì)性還達(dá)不到要求的時候，不能往前走，這里還有一個儲熱、儲冷是比它經(jīng)濟(jì)性的，這樣就到了智慧能源，這是沿著這個線看的很清楚的，就是為了提高靈活性。在我們電儲能沒有突破之前，我們開放用戶側(cè)，增加一些用戶側(cè)的峰谷差，或者隨著風(fēng)電、光伏能夠調(diào)節(jié)。
如果再擴(kuò)充就是擴(kuò)到智慧能源，包括了熱和冷，所以從IEC也能看出來，它開始是智能電網(wǎng)的一個戰(zhàn)略組，SG3，在路線圖出了之后它發(fā)現(xiàn)這個問題很復(fù)雜，只出白皮書和路線圖是不滿足需求的，還要出標(biāo)準(zhǔn)，但是SG是不能出標(biāo)準(zhǔn)的，所以它把這個概念直接擴(kuò)到智慧能源，成立了系統(tǒng)委員會，系統(tǒng)委員會和戰(zhàn)略組就不一樣了，它就騰一邊做路線圖，一邊發(fā)布一些系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)，就不是一個TC能夠做的，一個技術(shù)委員會可能做儲能的，做風(fēng)電的，光伏的，做信息的，都不能囊括智慧能源這么大的一個系統(tǒng)，所以有些系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)要由IEC來出。它已經(jīng)把水、氣、交通，原來都是孤立的，在智慧能源下數(shù)據(jù)要交互，互相要了解對方，這也就開始我們看到的數(shù)據(jù)融合，大數(shù)據(jù)的概念，但是因為它的智能電網(wǎng)是個非常復(fù)雜的過程，不是推倒重來，也不是一個新建的翁系，是從即有的體系中怎么延伸到一個新的架構(gòu)中，所以它走的路也很長，然后成立了SYC，在SYC里繼續(xù)補課，現(xiàn)在還沒有涉及到冷和熱，還在完善智能電網(wǎng)，就是電這方面的標(biāo)準(zhǔn)體系，之后再開始延伸，別人走的路是比較慢的，我們國家大家的積極性也高，我們各方面走的都比較快，而且投資也比較充足。
下一步就是互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)來了，所以智慧能源前面又加了個互聯(lián)網(wǎng)之后，互聯(lián)網(wǎng)是顛覆舊有模式的，這時候只有我們中國強調(diào)這點，我們把智慧能源前面加一個互聯(lián)網(wǎng)之后就是能源互聯(lián)網(wǎng)，這時候我們對應(yīng)的互聯(lián)網(wǎng)的一些特性，因為它現(xiàn)在有了移動的互聯(lián)網(wǎng)，我們的手機(jī)。然后對應(yīng)我們需要能源的實時交易，然后我們要實時監(jiān)控，你像儲能如果將來需要參與到電網(wǎng)實時的調(diào)度中，必須監(jiān)測它現(xiàn)在的電荷是充電多少，放電多少，它是個什么性質(zhì)的儲能，在這個組合中有快速的、慢的響應(yīng)的都有實時的監(jiān)控。然后服務(wù)化，這就是電改9號文的趨勢，管道化之后，電網(wǎng)只收服務(wù)費，剩下的利益讓給用戶，讓給第三方，讓給愿意創(chuàng)業(yè)的人，這樣的話才能提供服務(wù)化，這也是我們成立的售電公司，他們?nèi)绻軌蛘莆找恍?shù)據(jù)又有投資，他就可以做節(jié)能服務(wù)，用儲能去幫助大家節(jié)能，幫助大家參與一些電網(wǎng)的服務(wù)，這就是服務(wù)化，又和大數(shù)據(jù)，和互聯(lián)網(wǎng)的思維是一樣的，然后儲能又參與各種運營的話，你要有互聯(lián)網(wǎng)線上線下的模式。
但是我們看智能電網(wǎng)的時候，其實也想做這些事兒，我們在國家電網(wǎng)寫過若干個這樣的需要重新改變電價，政府主導(dǎo)智能電網(wǎng)，但是一直是滯后的，所以給大家的印象就是智能電網(wǎng)就沒有做用戶側(cè)的東西，還是電網(wǎng)本身的，實際當(dāng)時就不具備國家主導(dǎo)，然后電價能夠開放，能核準(zhǔn)國家電網(wǎng)的收入和末端電價沒有關(guān)系的話，它就可以做很多事情。但是我們是滯后了，所以發(fā)展到能源互聯(lián)網(wǎng)的時候，我們還得補智能電網(wǎng)的課，再去做智能電網(wǎng)下的自動需求響應(yīng)，包括我們的電表其實也不支持后面想要做的數(shù)據(jù)分析，實時需求響應(yīng)都不具備。
包括在理論方面，現(xiàn)在是開始研究能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)理論，都是信息物理系統(tǒng)，在美國06年前后他就已經(jīng)開始研究了，它的互操作維護(hù)框架，明確的在前面寫著，我的新一版的標(biāo)準(zhǔn)體系是基于CPS的理念去寫這個框架，這樣的話我們看它又有很多需要做的東西，你要知道能源互聯(lián)網(wǎng)的仿真和過去不一樣，我們算一個暫態(tài)的過程，只是切機(jī)切負(fù)荷，一個措施過去二次和一次就融合了，但是你以后末端有那么多的系統(tǒng)，能源系統(tǒng)、微網(wǎng)系統(tǒng)、儲能也在參與，然后又有第三方，整個智能電網(wǎng)的演變就是信息越來越貫通，原來到自動化階段還只是增加了一些輸配信息的通信，但是到智能電網(wǎng)下，用戶側(cè)也都貫通，還有電表，還有第三方的出現(xiàn)，到能源互聯(lián)網(wǎng)下有虛擬電池，電力轉(zhuǎn)成氣，轉(zhuǎn)成熱，還有甲烷，這些就更復(fù)雜了，有那么多的參與者。
這樣的情況下，這個仿真我們現(xiàn)在看到也有人提出來用量子的仿真，會變成一種零散的仿真，要自動的圈定仿真物理的邊界在哪兒，時間的長度，里面還有電力電子的東西，還有二次系統(tǒng)和一次系統(tǒng)怎么融合，這個仿真也是剛剛啟動，這些我們研究上也有滯后得有這些仿真分析的手段，尤其是你不是一個小的孤網(wǎng)的時候，你還要和電網(wǎng)交互，電網(wǎng)一定要把你納進(jìn)來才能做這些仿真，保證電網(wǎng)的安全。
再看市場，專家們討論的最多，9號文的趨勢和能源互聯(lián)網(wǎng)是吻合上了，核準(zhǔn)了輸配電價，以后只是收一個過網(wǎng)費，把創(chuàng)業(yè)的空間留給了服務(wù)側(cè)，售電公司夠可以根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)，用戶的情況做服務(wù)，這個大的趨勢是一樣的。所以就需要有了一定的市場大的改革方向之后，究竟怎么樣一種機(jī)制是具體有效的呢？我們還需要做很多像這樣的示范工程，這是美國做智能電網(wǎng)的時候，它為了考證，如果我們實施一種實時的電價，補償電價、小時電價，那你一定要在一個示范工程里做到，最好是用戶也能獲利，電網(wǎng)也能獲利，電網(wǎng)希望削峰，用戶希望節(jié)電，這個示范就是它來用尖峰電價，當(dāng)然還要考慮尖峰的時候是七倍還是十倍的價格，才能讓用戶的心里產(chǎn)生響應(yīng)。這個回饋電價是你在我發(fā)出信號之后比平時節(jié)電了，要用基線去比，這個是懲罰性的，那個是實時的點，最后測試結(jié)果是在尖峰電價下確實能夠起到削峰的作用。回饋電價是事后補償他，沒有觸動大家的心理。小時電價是用戶節(jié)電很多，但是電網(wǎng)削峰很少，所以這種機(jī)制需要數(shù)據(jù)分析，因為它要考慮人的群體，你的社會地位、經(jīng)濟(jì)收入，你的心理，經(jīng)過示范工程能夠把它測試出來，有了這些依據(jù)，政府或者地方上才好制訂什么樣的政策能夠讓大家參與進(jìn)來，而且是電網(wǎng)公司和用戶都能夠接受，這樣的工作也需要開展。
接下來最重要的一個是標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是由政府來主導(dǎo)，而且我們要接受像西方做這種標(biāo)準(zhǔn)的時候，它是基于這種系統(tǒng)的方法論，他有一個思維就是說我們不是一個新建的系統(tǒng)，我們是在既有的系統(tǒng)上通過信息化，一些新設(shè)備、新技術(shù)，達(dá)到我們愿景的目標(biāo)。這樣的話我們必須是自上而下，知道愿景在哪里。如果不知道愿景，我們糊里糊涂的走，走著走著就發(fā)現(xiàn)偏離方向了，那你生產(chǎn)的東西很可能到了市場上不能和別人集成你就落后了，甚至是虧本了。所以一定要搜集用例，從愿景找到用例，知道未來是什么樣的需求，然后知道標(biāo)準(zhǔn)有什么需求，而現(xiàn)在在哪里，起點在哪兒，重點在哪兒，找到道路，所有的標(biāo)準(zhǔn)需要制訂什么，需要修訂什么，才能把這些做清楚。如果這個不得到一致性，大家能夠共識，基本上廠家是不敢投資去生產(chǎn)的，這就是歐美為什么智能電網(wǎng)一直走的非常非常慢。因為到現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)體系都還沒有得到認(rèn)同，研究了那么久，政府主導(dǎo)下研究。
我們看就一個智能電網(wǎng)下最重要的標(biāo)準(zhǔn)，就是自動需求響應(yīng)，它就是要在用戶側(cè)經(jīng)過網(wǎng)關(guān)到因特網(wǎng)，到上面有第三方，怎么樣交互到電網(wǎng)中去，參與需求響應(yīng)，不過是自動的需求響應(yīng)。但是它這個標(biāo)準(zhǔn)是一個聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，如果它想上升到IEC的標(biāo)準(zhǔn)，就已經(jīng)從02年的年初到現(xiàn)在，都還沒有達(dá)成一致，沒有形成一個符合IEC的標(biāo)準(zhǔn)。因為電網(wǎng)要求是SIM，必須是61968、61970這樣的標(biāo)準(zhǔn)，而過去用戶側(cè)所做的，包括在推出來的EEbus，都是基于用戶側(cè)的，這些標(biāo)準(zhǔn)不符合SIM，怎么樣能夠通過一個適配器還是說完全符合SIM，走到上面去，才能夠和電網(wǎng)交互，這樣的一個標(biāo)準(zhǔn)就走了五六年都達(dá)不成共識。所以一個既有的系統(tǒng)和未來系統(tǒng)真正能夠集成在一起，就是這么艱難，要經(jīng)過好長好長時間的討論，最終還可能只是采用一種適配器，就像咱們的電源插座一樣，沒有辦法只好找一個轉(zhuǎn)換頭，看能不能把這個電網(wǎng)集成起來，所以這個路得慢慢慢慢的走。
基于能源互聯(lián)網(wǎng)，現(xiàn)在大家在轟轟烈烈建設(shè)，也需要標(biāo)準(zhǔn)，這個是在兩年前，給中電聯(lián)寫過一個，要成立一個技術(shù)委員會，制訂能源互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時提出來這么一個框架建議。寫了之后國標(biāo)委覺得這個能源互聯(lián)網(wǎng)還是太新的一個概念，不能直接制訂標(biāo)準(zhǔn)，還是應(yīng)該走智能電網(wǎng)和智慧城市那個路線，就把這個事情擱下來了。包括系統(tǒng)級的概念模型，用力是什么樣的，還有主要設(shè)備，不同的系統(tǒng)之間的交互?，F(xiàn)在還在寫，在成立促進(jìn)組，可能還是要通過促進(jìn)組再到技術(shù)委員會。但是一樣是等不及，那個雖然沒成立，在去年第一批國家標(biāo)準(zhǔn)就下了，基本上是按建議的框架，有這12項標(biāo)準(zhǔn)，像總則、術(shù)語、架構(gòu)和要求、用例、最重要的路由器還有平臺，其他系統(tǒng)的一些交互，先把這些標(biāo)準(zhǔn)做起來。同時還啟動了聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)則是已經(jīng)發(fā)布了，想讓大家一些認(rèn)識，至少在系統(tǒng)層面上先有了共同語言，包括系統(tǒng)有了認(rèn)識，我們再慢慢的開始做能源互聯(lián)網(wǎng)。標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的，我們現(xiàn)在智能電網(wǎng)是國家電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，它的系統(tǒng)，但是用到延續(xù)戶就很難了。
最后介紹一下大數(shù)據(jù)，這個能源互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)肯定是密切相關(guān)的，原來我們電力系統(tǒng)研究的一直是個物理系統(tǒng)，除了負(fù)荷側(cè)需要預(yù)測一下，這個有人的參與之外，其他從發(fā)電走到用戶，全部是一個真實的物理系統(tǒng)。但是能源互聯(lián)網(wǎng)下，人進(jìn)來了，天氣，因為新能源、用能這些都和天氣很有關(guān)系，還有用戶的行為，還有政策，如果是能源互聯(lián)網(wǎng)下實時的交易，大家還參與電力的買賣，儲能還真的是搬來搬去的，實時的調(diào)控，那種情況下很多東西都不是物理行為，都是一個用戶的行為，這種時候我們一直用的那種方針、物理建模的方式是不行的，一定要用數(shù)據(jù)驅(qū)動，這就引出數(shù)據(jù)的作用了，對大電網(wǎng)來說將來的分析也是這樣，過去我們做了一些假設(shè)、簡化，如果繼續(xù)在將來的大電網(wǎng)下還是ZIP加馬達(dá)都很難確定，將來的負(fù)荷測試非常復(fù)雜的，電動汽車、微網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)，這個時候如果再用物理建模，它的誤差會越來越大。一方面有些東西已經(jīng)不能物理建模，這就帶來了數(shù)據(jù)分析有了一個空間。
過去像概率統(tǒng)計也是數(shù)據(jù)驅(qū)動，但是大數(shù)據(jù)就是盲人摸象，過去可能我們看到的是一個系統(tǒng)，看到營銷，用戶，但是將來我們要看到的是彼此之間的交互、關(guān)聯(lián)，它是一個CPS系統(tǒng)高度的關(guān)聯(lián)，所以要看到的是一個整體，這時候需要把數(shù)據(jù)集成起來，這才帶來大數(shù)據(jù)。過去的一些算法，優(yōu)化模型、聚類、分類這些都可能不適應(yīng)，就要研究新的算法，這就得大數(shù)據(jù)出現(xiàn)。
如果是電表5分鐘有一個采集點，我們就可以分析里面用戶含的種類是什么，就可以用非侵入的方法分析用戶的行為，這將來也是放開以后售電側(cè)可以做的事情，還有被甲骨文合并了的澳能公司做的服務(wù)，他把社會心理引進(jìn)來之后，能考證出來用戶節(jié)能不是唱高調(diào)，也不是節(jié)點，而是鄰里比較，這些都是數(shù)據(jù)分析能夠得出來的，互聯(lián)網(wǎng)思維就強調(diào)分析。
還有我們將來做需求響應(yīng)，要做用戶的參與、買賣電力，你得知道它和電器敏感的負(fù)荷有多少，多少負(fù)荷是可以平移的，多少是可以降下去的，過去我們是問卷調(diào)查，現(xiàn)在有了電表的數(shù)據(jù)，如果開放給售電公司，他是可以拿來做很多的提取特征，就能夠分出來究竟有多少負(fù)荷是可以匹配出去，或者有電力是可以降下去的，這些都需要我們做數(shù)據(jù)分析。
現(xiàn)在我們這個對已經(jīng)開始做一些嘗試，就像市場機(jī)制的效果的評估，這些也需要去大量的數(shù)據(jù)搜集之后，考慮內(nèi)外部、考慮用戶、考慮特征，然后做社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測，停電的管理，電動汽車、充電設(shè)施，這個就是像買到了出租車公司一年的軌跡圖之后，我們?nèi)绻俳Y(jié)合一些互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，知道這些道路的情況，我們知道工作日出租車是怎么樣開進(jìn)市里面，怎么出去，這些軌跡可以幫助大家選擇，設(shè)想他們換成了電動車，那么在哪些地方可以布點。我們的設(shè)備效率是什么情況，還有過載情況有沒有，很多都是小樣本，但是大緯度的，這時候肯定在算法上也需要研究新的一些理論和方法。首先是數(shù)據(jù)獲取，大家一定要有開放的數(shù)據(jù)，這個發(fā)達(dá)國家都在立法，一些政府的數(shù)據(jù)得公開，電力公司不帶隱私的數(shù)據(jù)也應(yīng)該公開給大家，而且數(shù)據(jù)的融合非常困難。如果這些系統(tǒng)它都是根據(jù)應(yīng)用，根據(jù)它單一的應(yīng)用開發(fā)的，但現(xiàn)在把它統(tǒng)起來的時候就很難了，加上外部的數(shù)據(jù)就更難。標(biāo)識不一樣，顆粒模型不一樣，模式不一樣，數(shù)據(jù)融合要占到大數(shù)據(jù)應(yīng)用的80%以上的工作量。技術(shù)也比較復(fù)雜，沒有系統(tǒng)的方法論，我們研究過去的物理系統(tǒng)，從建模到仿真是有一個遵循的方法做研究的，但是大數(shù)據(jù)的研究，我們發(fā)現(xiàn)它像寫劇本，你得設(shè)想你是一個什么樣的劇情，有可能要到了不一樣的數(shù)據(jù)講出來一個不一樣的故事，還需要發(fā)揮一些想象力，而且得形成一些指導(dǎo)我們的系統(tǒng)方法論之后，可能才會得到一些實際的能夠說服別人的應(yīng)用，所以大數(shù)據(jù)現(xiàn)在是被大家很質(zhì)疑的，你還沒有很多的應(yīng)用能夠讓大家物理的方法解決不了，數(shù)據(jù)給了我很多新的支持，這個需要繼續(xù)努力。
這里總結(jié)一下，如果我們做能源互聯(lián)網(wǎng)，確實是需要在互聯(lián)網(wǎng)的思維，大數(shù)據(jù)思維上去轉(zhuǎn)變，但同時也不能像我們那天討論的用戶側(cè)的儲能，有年輕人他是很前衛(wèi)的，他就想的像摩拜，那么多的電力反流上來，計量怎么樣，測量怎么樣，電網(wǎng)是不是能夠接納，用什么樣的激勵，同時還得考慮它的物理特性，然后制訂政策的框架，實施更有效的電價的激勵機(jī)制，這個需要有很多的示范和數(shù)據(jù)分析，去說服政府，要通過立法和監(jiān)管，分享這個數(shù)據(jù)，現(xiàn)在這個是很重要的，沒有開放數(shù)據(jù)，想做服務(wù)都是不可能的。就像Opower（音）做，它也是跟電力公司簽約，電力公司肯把用戶的數(shù)據(jù)給它，然后促進(jìn)組如果籌建了的話，希望盡快的把系統(tǒng)性的標(biāo)準(zhǔn)建立起來，引導(dǎo)大家往前面走。所以總的來說，雖然到了能源互聯(lián)網(wǎng)的框架下了，還得補智能電網(wǎng)那一課，我們用戶側(cè)怎么納入到電網(wǎng)中來，能夠讓電網(wǎng)積極支持用戶側(cè)要做的事情，大家是互惠互利的，這樣才可能去說服政府往前推動。
我的分享就到這里，謝謝。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
