安信证券:泛在电力物联网深度解码之“优信彩

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国家电网公司2019年两会

摘要 根据国网公司部署计划,中国到2024年将全面建成泛在电力物联网,实现业务协同、数据贯通和统一物联管理等。安信证券认为,国网系信通产业单元、电力二次设备企业和传感监测类的企业,均有望受益泛在电力物联网投资大潮。

【编者按:国家电网公司在2019年两会报告中提出要建设运营“泛在电力物联网”,并成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。那么,为什么要建泛在电力物联网?什么是泛在电力物联网?如何建设泛在电力物联网?】1.为什么要建泛在电力物联网?

摘要:

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根据国网公司部署计划,中国到2024年将全面建成泛在电力物联网,实现业务协同、数据贯通和统一物联管理等。安信证券认为,国网系信通产业单元、电力二次设备企业和传感监测类的企业,均有望受益泛在电力物联网投资大潮。

位于西长安街的国家电网公司总部

国网全面部署泛在电力物联网建设,智能电网投资进入新时代!3 月 8 日,国网公司召开会议,对建设泛在电力物联网作出全面部署安排,加快推进“三型两网、 世界一流”战略落地实施。规划分两阶段,到 2024 年全面建成泛在电力物联网。泛在物联网将在电网现有的业务基础上,从全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新四个方面进行提升,支撑“三型两网、世界一流”发展战略目标。

国家电网公司在2019年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是要建设运营好“两网”,这里所说“两网”分别是“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。泛在电力物联网这个名词首次出现在国家电网公司的两会报告中,成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。

能源互联网=坚强智能电网+泛在电力物联网。2019 年国网工作会议正式提出建设枢纽型、平台型、共享型企业,在坚强智能电网基础上建设泛在电力物联网,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。泛在电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构,充分应用“大、云、物、移、智”等等现代信息技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。目前,国网接入的终端设备超过5.4亿只,采集数据日增量超过60TB,覆盖用户 4.5 亿户。预计到 2025 年接入终端设备将超过 10 亿只,到 2030 年将超过 20 亿只。

在2019年1月13日发布的国家电网有限公司2019年1号文件中,排在年度重点工作首位的就是:推动电网与互联网深度融合,着力构建能源互联网。具体内容是:“持之以恒地建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网。充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网,为电网安全经济运行、提高经营绩效、改善服务质量,以及培育发展战略性新兴产业,提供强有力的数据资源支撑。承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网,相辅相成、融合发展,形成强大的价值创造平台,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。”

泛在电力物联网带来丰富的应用场景。在传统电网领域,泛在电力物联网的应用场景总体上可分为控制和采集两大类。控制领域将从当前的星型集中连接模式向点到点分布式连接切换,主站系统将逐步下沉,出现更多的本地就近控制和边缘计算。采集类应用,在采集频次、内容、双向互动等各方面均将有较大变化。在新兴领域,泛在电力物联网将在统一感知、实物 ID 应用、精准主动抢修、虚拟电厂、智慧能源服务一站式办理、大数据应用等领域,为电网企业和新兴业务主体赋能。

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实施两步走战略,2024 年全面建成泛在电力物联网。国网计划到 2021 年初步建成泛在电力物联网,实现业务协同和数据贯通,初步实现统一物联管理,实现涉电业务线上率达 70%,初步建成公司级智慧能源综合服务平台,基本实现对电网业务与新兴业务的平台化支撑。到 2024 年建成泛在电力物联网,全面实现业务协同、数据贯通和统一物联管理,全面形成共建共治共享的能源互联网生态圈,实现涉电业务上线率 90%,实现对电网业务与新兴业务的全面支撑。

可以认为一号文件中对泛在电力物联网的定义以及在能源换联网中的重要地位作出了明确地官方解释。一号文件的重点工作之二是:培育壮大发展新动能,创新能源互联网业态。其具体内容是:研究探索利用变电站资源建设运营充换电站和数据中心站的新模式,积极推动公司通信光纤网络、无线专网和电力杆塔商业化运营,拓展服务客户新空间。大力开拓电动汽车、电子商务、智能芯片、储能、综合能源服务等新兴业务,促进新兴业务和电网业务互利共生、协同发展。一号文件的重点工作之三是:扩大开放合作共享,打造能源互联网生态圈。具体内容是:充分利用电网数据、技术、标准优势,加强与新经济和互联网企业合作,积极参与新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新兴业务领域的开拓建设,加快构建围绕能源互联网发展的产业链、生态圈。

电网智能化投入有望加速。2017 年国网智能化投资 124 亿元,其中信息化和通信分别投资 53 亿和 70 亿,同比分别增 7.5%和 15%。到 2018 年底,国网公司建成全球规模最大的电力专用通信网,光缆总长达 152.08 万千米,设备 52.77 万台/套,站点 8.8 万座,骨干网带宽 400Gbps,承载各类业务通道40.32 万余条。考虑到泛在电力物联网全面建设即将展开,我们预计,未来几年电网智能化投资金额与占比有望同时快速提升。

从一号文件中可以看出国网未来将通过建设电力互联网发展与互联网经济相关的新业态,包括新能源、智能制造、智能家居、智慧城市等新业务。非传统领域的新业态已经和传统电网业务处于同等重要的地位,实际上,所谓所谓新能源、智能家居、智慧城市,都可以被囊括进“泛在电力物联网”。总地来看,“坚强智能电网”仍是国网业务的基本盘,坐稳输-变-配-用-售环节的既定业务范围,在增量配网试点和配售电侧改革不断深入的背景下坚守传统阵地,抵御“外部的野蛮人”,是国网今后工作的“拿分项”;而在国有企业改革走向深水区,电改大势倒逼,国网新一代领导层逐步稳定之际,提出“泛在电力物联网”概念,则是主动出击开拓新方向的求变之举,是国网今后工作的“发力点”。

三类企业有望受益泛在电力物联网投资大潮。从受益的节奏与体量来看,我们认为首先受益的当属具备泛在电力物联网整体解决方案综合实力的国网系信通产业单元;其次为在电力信息化相关领域深耕多年的电力二次设备企业和相关软件企业;再次为传感监测类及相关应用类的企业。

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风险提示:技术及应用场景变化的风险;国网投资及建设力度低于预期; 核心竞争力不及传统 IT 企业。

优信彩票购彩大厅,国网内部对于公司发展和业务调整,有一定的共识和紧迫感,主要集中于以下几个方面:一是随着新能源发电占比升高,电网形态日趋复杂,电力潮流和电网故障演化机理不断由可预见向难以预见演变,这对电网的安全稳定运行提出了更高要求;二是电改推进、政府及社会对电价下调的要求,导致企业经营面临瓶颈;三是在互联网经济与数字经济的蓬勃发展下,社会经济形态发生着深刻变化,在改革即将进入深水区之际,如果没有做好未来这几年的发展转型,通信运营商现在面临的困境可能就是国网的明天。而借着“泛在电力物联网”的东风,继续在传统强电部门深耕,加强信息化,还是着力发展电动汽车、综合能源服务等新业务,需要一个有力的规划纲领作为指导。2.什么是“泛在电力物联网”?要建一个什么样的泛在电力物联网?

正文:

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1、国网全面部署泛在电力物联网

泛在电力物联网构想图

2019 年 3 月 8 日,国网公司召开工作会议,对建设泛在电力物联网作出全面部署安排,加快推进“三型两网、世界一流”战略落地实施。泛在电力物联网建设规划分两阶段,到 2024年全面建成泛在电力物联网。

物联网的概念由 MIT 的 Kevin Ashton在1998年首次提及,他指出将 RFID技术和其他传感器技术应用到日常物品中构造一个物联网。紧接着的第二年由 Kevin Ashton 带头建立的 Auto-ID center 对物联网的应用进行了更为清晰的描述:依靠全球 RFID 标签无线接入互联网,使得从剃须刀到欧元纸币再到汽车轮胎等数百万计的物品能够被持续地跟踪和审计。

能源互联网=坚强智能电网+泛在电力物联网。2019 年 1 月,国网工作会议正式提出建设枢纽型、平台型、共享型企业,在坚强智能电网基础上建设泛在电力物联网,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。同时,国网公司提出了 2019 年度三大发展任务:

电力行业对“物联网”的理解是:物联网是一个实现电网基础设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统。其实质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的(互联网、电信网甚至电力通信专网)结合,从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动,使得有关物体相互感知和反馈控制,形成一个更加智能的电力生产、生活体系。从而衍生出泛在智能电网——基于通信技术的全业务泛在电力物联网-泛在电力物联网概念。

建设泛在电力物联网是落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。国网提出,要在未来几年继续建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,不断提升能源资源配臵能力和智能化水平;同时,充分应用充分应用“大、云、物、移、智”等等现代信息技术,打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网。

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2018 年 2 月,国网公司 2018 年度信息通信工作会议就提出了建设国网-电力物联网 SG-eIoT (electric Internet of Things)的技术规划。SG-eIoT 系统在技术上将分为终端、网络、平台、 运维、安全等五大体系,打通输电业务、变电业务、配电业务、用电业务、经营管理等五大业务场景,通过统一的物联网平台来接入各业务板块的智能物联设备,制订各类电力终端接入系统的统一信道、数据模型、接入方式,以实现各类终端设备的即插即用。

各国在建设现代电网的过程中都用到了物联网,但对其应用的侧重点则各有不同。在欧洲,提升供电安全性、节能减排、发展低碳经济是各国积极发展智能电网的主要原因,在这种驱动力下,欧洲电力行业对物联网的应用更倾向于清洁能源和环保方向;在日本,可再生能源接入、节能降耗和需求响应是日本发展智能电网的主要驱动力,日本电力行业对于物联网的应用主要在于对新能源发电监控和预测、智能电表计量、微网系统监控等领域;在中国,物联网技术为提高电网效率、供电可靠性提供了技术支撑,RFID技术、各类传感器、定位技术、图像获取技术等使仓库管理、变电站监控、抢修定位与调度、巡检定位、故障识别等业务实现灵活、高效、可靠的智能化应用。

三重挑战,加速电网公司业务发展转型与泛在电力物联网推出。当前来看,电网企业正面临电网形态复杂化、电力市场化倒逼、数字化经济打造多边市场等三重挑战。通过两网融合建设,实现电力流、数据流贯穿能源生产、传输、消费全过程,泛在电力物联网成为电网应用和社会应用的桥梁,平台成为电网公司核心竞争力。在泛在电力物联网的框架下,电网常规业务和战略新兴业务都在数据流的支撑下,不断优化价值流向,通过资源共享共用推动能源生态圈价值共创。

目前国网对泛在电力物联网的具体定义还未形成,将传统电力生产、传输、消费的所有环节信息化,都可以称为泛在电力物联网。就目前国网的技术储备而言,增强电网的感知、通信、计算和分析能力,是其可预见的发展方向。2018年的国网信通工作会议上就提出了“打造全业务泛在电力物联网,建设智慧企业,引领具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业建设”的工作目标,并提出了建设国网-电力物联网SG-eIoT (electric Internet of Things)的技术规划。预计将综合运用“大云物移智”等信通新技术,与新一代电力系统相 互渗透和深度融合,实时在线连接能源电力生产和消费各环节的人、机、物,全面承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客服服务等业务。在终端层表现为万物互联的连接能力,在网络层表现为无处不在、无时不有的通信能力,在平台层表现为对全景设备和数据的管控能力。在2018年国网信通工作会议上制定的规划来看,整个“SG-eIoT”系统在技术上将分为终端、网络、平台、运维、安全等五大体系,打通输电业务、变电业务、配电业务、用电业务、经营管理等五大业务场景,通过统一的物联网平台来接入各业务板块的智能物联设备,制订各类电力终端接入系统的统一信道、数据模型、接入方式,以实现各类终端设备的即插即用。

国家电网公司明确,泛在物联网将在电网现有的业务基础上,从全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新四个方面对公司的综合能力进行提升,进而支撑“三型两网、世界一流”发展战略目标。

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南方电网公司也在积极推动智能技术在电网领域的应用。2018 年 5 月 11 日,南方电网正式印发的《智能技术在生产技术领域应用路线方案》,对新一代智能技术产业进行了全景式分析,规划了智能技术(包括云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等)在南方电网公司生产领域的智能装备、现场作业、状态监测、态势感知和智慧运行五个领域的应用前景。

国网信息化建设已具相当规模

南方电网公司计划到 2020 年,初步建成智能技术综合应用“六个全覆盖”:1)输电线路无人机巡视全覆盖;2)变电站机器人巡视全覆盖;3)输变电成熟状态监测技术应用全覆盖; 4)各类灾害监测全覆盖;5)典型变电站程序化操作全覆盖;6)典型区域智能配电房全覆盖。

其实,国网一直以来虽然没有明确喊出电力物联网的口号,却已经有了相当的技术积累。国网的信息化水平近年来也不断提升,目前国网系统接入的终端设备超过5亿只(其中4.7亿只电表,各类保护、采集、控制设备几千万台),规划到2030年,接入SG-eIoT系统的设备数量将达到20亿,整个泛在电力物联网将是接入设备最大的物联网生态圈;经过D5000、调控云等系统改造和升级,国调中心在电网观测、控制水平已经称得上世界先进,输电网基本做到可观、可控、能控、在控;各地配电自动化系统建设也在推进当中,规划到2020年完成全网95%的配电自动化覆盖率,各种在线监测、智能预警系统比比皆是;基于PMS2.0系统,主要设备的全生命周期管理在近两年内也能基本完成;通信网络建设如火如荼,无线专网、保护专网陆续上马;国网智慧车联网平台目前已经连接全社会80%的公共充电桩以及4万多辆电动汽车。想要在近年内交一份能够写出足够多亮点的成绩单,问题应该不大。

2、泛在电力物联网建设展开,智能化投资有望提速

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2.1、泛在电力物联网基于现在信息技术,分为四层架构

图片转自网络 若有侵权请联系删除

基于现代信息技术,构建泛在电力物联网。泛在电力物联网,就是围绕电力系统各环节,充分应用充分应用 “大云物移智”(大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能)等现代信息技术和先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、 信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。

笔者认为,国家电网作为世界五百强第2的旗帜性央企,应该有更高要求拿出真正的可以定义行业发展方向的技术方案,要么具备成熟的、可复制的海外技术输出能力,被海外能源企业接纳,例如华为通信解决方案,支付宝/微信移动支付;要么具备强烈提升用户体验、能直接让用户感受代际差异的新服务水平,如高铁。就供电可靠性、电网安全稳定性等方面而言,进一步提升的空间和产生的社会效应都已有限。泛在电力物联网应该向着智慧小区/智慧城市整体能源解决方案、智慧交通整体能源供给方案、智慧能源套餐及交易模式、用户能效分析及用户画像、智能家居与用能管理等方面延伸。虽然国家电网是国内每年电气专业研究生就业的首选单位,是每年获取专利数最多的企业,甚至超越了华为,但国家电网作为一家科技公司的形象在公众心中依然没有建立起来,电力用户期待获得更多的知情权和参与感,例如得到用电诊断、科学用电方案、差异化电价信息等增值服务。在前有堵截后有追兵的行业背景下,要“建成世界一流的能源互联网企业”,只有深刻改变用户习惯,才能进一步赢得发展的先机。3.建设泛在电力物联网应规划先行

泛在电力物联网包括 4 层应用架构和 11 个重点方向。从架构上来看,泛在电力物联网包含感知层、网络层、平台层、应用层 4 层结构。从技术视角看,通过应用层承载对内业务、对外业务 7 个方向的建设内容,通过感知层、网络层和平台层承载数据共享、基础支撑 2 个方向的建设内容,技术攻关和安全防护 2 个方向的建设内容贯穿各层次。

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从 2009 年研发 LTE 电力无线专网开始,国网公司就已经开始了在泛在电力物联网相关领域的探索。目前,已经有 11 个省市公司建设了一定规模的电力无线专网,接入了 22 类业务。 到 2018 年底,国网接入的终端设备超过 5.4 亿只,采集数据日增量超过 60TB,覆盖用户 4.5 亿户。按照国家电网公司规划,预计到 2025 年接入终端设备将超过 10 亿只,到 2030 年将超过 20 亿只。

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