【综合能源服务智见】“物联网+”推动综合能源服务新变革
The following article is from 能源杂志 Author 汤芳
编者按：随着能源体制变革、技术发展、系统形态升级，能源服务形态呈现出新的特点。综合能源服务能够满足用户多元化需求、拓展企业盈利空间、提升社会整体能效，吸引了各方高度关注。开展综合能源服务已成为众多能源电力企业的重要业务发展方向。国网能源研究院能源互联网研究所紧抓能源变革趋势，聚焦于综合能源服务的定义内涵、政策机制、行业生态、发展战略、业态模式、技术经济等方面，进行系统深入的研究。本专栏围绕综合能源服务的国际经验、市场研判、发展模式等，结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。
文章导读：“物联网+”开启了“万物互联”新纪元。在能源领域，由智慧能源站、智慧能源输配网络、智慧储能装置、智慧用能设备等组成的物联网，将带来“海量客户、海量设备、海量数据”。基于实时数据分析，综合能源服务可以实现对能源基础设施和用能设备的运行监控和健康管理；通过深度数据挖掘，还能够进一步打造“自动感知、快速反应、科学决策”的能源系统。“物联网+”将使得综合能源服务业务价值链持续优化，推动综合能源服务新变革。
“物联网+”推动综合能源服务新变革
执笔人：汤芳
（国网能源研究院 能源互联网研究所）
物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用。如果说“互联网+”拉开了“信息融合”时代，那么“物联网+”则开启了“万物互联”的新纪元。智慧城市、智能制造、智慧物流、智能家居、智慧交通等物联网应用日新月异，蓬勃发展。作为现代工业的引擎，能源领域也在积极拥抱“物联网+”。“物联网+”在能源领域快速兴起，正成为推动能源产业革命的中坚力量。
一、物联网技术与综合能源服务加速融合
经过近20年探索，物联网在各个层面不断趋于成熟。在政策层面，物联网相关国家标准、《信息通信行业发展规划物联网分册（2016-2020）》、《国务院关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等文件相继出台。在产业层面，物联网已经从集中于自身技术探索的第一代发展阶段，步入了第二代发展阶段，也就是物联网与工业相结合的阶段。物联网技术与传统工业要素的融合正重塑工业体系，物联网技术也在融合过程中得到新的提升和改进。在企业层面，新兴物联网企业不断涌现，工业巨头纷纷向物联网领域进军，共同促进了物联网商业化和产业化进程。
就能源领域而言，物联网已经具有一定的应用场景，例如智能电表、节能照明、配电监控等。在这些应用场景中，数据都扮演着重要角色。实践表明，在能源领域，能够产生重要价值的数据，就能成为与物联网的最佳契合点。根据上述应用场景和物联网“云-管-边-端”的共识体系架构，笔者认为可以将能源领域“物联网+”细化至6个重点层级。
能源设备层：包含能源电力基础设施和用能用电设备，例如新能源、配电系统、充电桩、储能、空调、照明等。
感知层（传感层）：包括各类传感器、量测装置、定位系统、红外感应器、射频识别等信息感知设备，例如电表、水表、气表、流量计、光感、烟感等，用于采集设备端数据。
边缘层：即边缘计算，主要设备是能源路由器，用于规约转换、数据清洗、故障研判等。
网络层（传输层）：实现数据传输和安全通信，随着5G时代的到来，海量传输成为可能。
平台层（数据层、学习层）：打破数据烟囱，进行大数据汇集、整合与分析，并进行机器学习，产生新的知识。
应用层：最直接产生价值的环节，也是物联网行业中竞争最大的领域之一。基于平台层输出，创新能源服务业务，包括能效监测、能源质量管理、能源系统优化调度、用能设备精准控制等，强调对供应商和客户的商业价值。
这些层级形成了从工业物理系统到数字化应用的工业物联网架构。每一个层级在向上级提供服务的同时，也接受来自下层的服务。目前，每个层级都有一定数量的专业供应商，可以完成相应层级的功能实现。但要连接从纯物理层级到应用层级的所有不同层级，仍是一件颇有难度的工程，需要整体架构的设计和整合。
综合能源服务是在能源系统终端承载“物联网+”的最佳业务，物联网技术将驱动综合能源服务实现更高价值。综合能源服务是面向能源系统终端，以满足客户需求为导向，通过能源品种组合或系统集成、能源技术或商业模式创新等方式，使客户收益或满足感得到提升的行为。相应地，物联网技术面向终端设备进行数据采集，通过数据价值挖掘进行技术创新和商业模式创新，一方面更好地满足客户多元化需求，另一方面为综合能源服务商创造巨大的“价值增量”。如果能源系统只停留在设备层面，不进行物联网技术改造升级，设备所产生的数据将白白流失，综合能源服务商将失去改进业务、降低成本的绝佳机会，失去创造增值服务的巨大收益，相关的综合能源服务业务也将始终停留在设备层面和基础交易层面，即能源设备安装、租赁、检测、代维等，以及售电、售气等。
图 物联网技术与综合能源服务融合
二、“物联网+”推动综合能源服务新变革
综合能源服务是能源领域的新兴产业，物联网是信息技术的前沿力量，两者的碰撞必然会激起“千层浪”。在综合能源服务业务中融入物联网理念，将带来行业的巨大变革。
终端设备的泛在接入将推动能源系统硬件升级换代。海量客户、海量设备、海量数据的接入是物联网应用的基础，而接入的过程需要能源设备和感知设备的匹配。一个典型的手机有大约10-20个传感器，一个大型工业设备常有超过100个传感器。如果将传统的能源站、能源输配网络、储能装置、用能设备等改造升级为智慧能源站、智慧能源输配网络、智慧储能装置、智慧用能设备等，并统一接入物联网络，能源系统将从硬件层面发生根本上的升级换代，向着精密化、自动化、智能化转型。
能源数据资产的激活将带来持续优化的业务价值链。物联网产生的数据量远大于人联网所产生的数据量，通过数字化技术，将以往束之高阁的能源数据加以整合利用，其价值难以估量。传统能源服务业务重点集中于能源销售、能源基础设施建设、能源站运营维护等；随着能源数据的加以利用，业务实现信息化升级，业务价值链被有效延长，可实现能源基础设施和用能设备的运行监控和健康管理；未来随着数据的深度挖掘，可进一步实现能源系统的“自动感知、快速反应、科学决策”，业务价值链将得到持续优化。
客户驱动力量的强化将引导能源服务市场化升级。每个客户是一个数据源，当客户的互联互通水平、数据整合挖掘深度不断提升时，自下而上的“客户驱动力”将随着客户的不断接入呈现指数级增长。“数字会说话”，充分激发的客户需求将最终通过能源服务市场传导到供给侧。能源服务商将得知客户到底在哪些环节、需要怎样的能源服务，从而促进能源服务产业的全面升级。客户也将对能源服务商和能源服务业务具有更自由的选择权，服务需求能够得到快速响应，能源服务过程精益化提升，能源资源将达到最优化配置。
业务变革与管理升级将加剧产业制高点的争夺。综合能源服务和物联网分别是能源产业和信息产业竞争的焦点，两者的结合将推动产生新的产业制高点。在这样的信息化、平台化的竞争生态中，赢者通吃成为不变的准则，谁能够率先从管道式线性价值链创造转向平台型动态价值网络经营，谁就有望掌握产业生态的主导权，成为综合能源服务平台生态中的TOP2，否则便仅仅是普通参与者。因此，综合能源服务商要加强由内向外转移管理重心，构建贯穿数据->信息->知识->智能的工作流程，并进行资源整合、经营改进和组织优化，融合线上线下业务，构建更高效的服务运营体系，以适应多变的市场、复杂的产品、定制的服务需求，抢占制高点。
三、物联网应用于综合能源服务的挑战与应对
物联网在综合能源服务领域刚刚起步，或将面临来自技术层面、商业层面、项目层面、企业层面等诸多挑战，需要未雨绸缪、积极应对。
终端接入层面：终端设备的泛在接入是“物联网+”的基础，物联网只有覆盖到客户侧海量用能设备，才有望实现数据采集和挖掘。但目前终端采集覆盖面远远不足，缺乏面向客户和设备的流量入口，亟需创新营销手段，实现客户的主动接入和网络效应。与此同时，核心芯片、传感设备、能源路由器、操作系统等尚未实现较好的跨界应用。以传感器为例，种类多达百余种，但大部分传感设备还无法达到高精度、高频率、低成本、低功耗、集成化、微型化等大规模应用要求，设备跨行业应用研发即将迎来加速化进程。
平台应用层面：平台层和应用层是集中实现能源数据整合、状态感知、需求预测、优化运行、精准控制等功能的核心架构。但综合能源服务平台目前只能达到数据整合、运行监控等基本要求，难以实现多能源优化互补、区域能源优化调度和设备远程精准控制等高级应用，或效果欠佳。因此，当务之急是明确平台应用的思路和脉络。设备和数据能告诉我们很多数据，但前提是我们要想清楚利用这些能源数据要实现哪些功能，才能有的放矢，高效利用能源大数据进行机器学习，通过监督学习来训练优化建模，通过非监督学习进行聚类解析，将“数据”转化为“知识”，将“知识”凝聚为“智慧”，带来更大经济社会效益。
项目示范层面：应用示范是物联网技术构想在综合能源服务领域应用的先行先试，承担着重要的行业使命。从以往较少样本的示范项目经验来看，信息技术与能源技术相融合的示范项目大多难以实现最初的构想，以致最终只能流于表面。业内专家曾预估物联网应用成本，10万台机器每小时采集一次数据，每年形成87GB数据量，将耗资144万美元。我们可以理解，示范项目不计成本，但一定要切实解决技术难题和商业模式难题，探索出一条从项目规划设计、建设施工、运营管理的成功路径，寻找到客户、能源服务商、物联网企业的诉求结合点和利益分配办法，形成集成应用解决方案，形成规模化特色应用，可以加以复制和推广。
企业合作层面：信息行业与工业行业的合作是一个逐步深入的过程，从边缘走向核心，相互渗透、协同创新。综合能源服务商、物联网企业、设备厂商、工程公司等各类市场参与主体需要各司其职，明确合作范围和职能分工。各类物联网企业在各自不同层面做好技术研发和模式创新，同时在本层面开发好准入接口，提供有权限控制的数据访问，为上下层提供业务合作的渠道。综合能源服务商应整合各个层次的技术和服务，强化深度合作，培育新模式新业态。综合能源服务商应该模仿IBM公司的业务定位，仅仅作为整合者提供一揽子解决方案，着力构建产业生态。
物联网在综合能源服务领域的广泛应用任重道远，但其发展“如火如荼、势不可挡”。面对技术融合的挑战、商业模式的缺乏、跨行业的壁垒，所有市场参与主体需要以合作促共赢，实质性推进物联网在综合能源服务领域的集成创新和规模化应用，以激发市场潜力，创造全新价值，推动实现能源领域深远变革。
作者介绍
汤芳，博士，高级工程师，国网能源研究院能源互联网研究所综合能源研究室研究员，长期从事综合能源服务、能源发展规划、企业运营战略、能源互联网等方面的研究工作。近年来先后主持或参与国家能源局、国家电网公司等委托的数十项科研课题，曾获得行业协会、国家电网公司奖励十余项，出版专著4部，第一作者发表学术论文核心期刊或三大检索论文十余篇。
团队简介：国网能源研究院能源互联网研究所（简称互联网所）于2015年7月份成立，主要负责能源互联网市场分析及技术经济研究、能源互联网发展政策与战略规划研究、综合能源系统规划运行、城市智慧能源系统研究、综合能源服务业务发展及市场分析、国际能源政策及战略研究等。互联网所内设国际能源政策研究室、物联网经济研究室、综合能源研究室，共有19名员工，平均年龄34岁，其中博士12人，具有高级职称14人，专业覆盖电气工程及其自动化、经济学、环境科学与工程、法学、计算机科学等。曾多次获得“国家电网公司先进集体”、“国家电网公司先进班组”、“国网能源研究院先进集体”、“先进党支部”以及“课题攻关党员创新团队”等称号。
往期回顾
◀【国家能源趋势观察】中东地缘政治格局演变及对我国能源安全影响
◀【新业态新模式创新】能源互联网赋能相关行业发展的商业模式探索研究——以绿色智慧物流为例
◀【新业态新模式创新】赋能视角下的平台型业务发展理论及成熟度分析体系
◀【新业态新模式创新】基于流量思维的智慧能源综合服务平台商业模式设计与思考
编辑：杨彪
审核：许晓艳
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