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都在说泛在电力物联网,来看看国外这些智慧城市是怎么做的?

2019-3-24 09:32

来源: energyobserver

 

江伟欢


如果问能源圈里3月最红的词是哪个,相信“泛在电力物联网”必定C位出道。


有多红?


“泛在电力物联网”这个词横空出世后,立即备受资本追捧,相关概念股集体涨停。


连互联网和制造业界的“大佬”都纷纷表示看好,包括360集团董事长兼CEO周鸿祎、格力电器董事长董明珠、联想集团董事长兼CEO杨元庆均表态希望参与泛在电力物联网和智能电网建设。


所以这个“泛在电力物联网”到底是什么?


首先,我们把下面几个概念逐一搞清:


物联网


物联网的概念由 MIT 的物联网之父、麻省理工学院执行董事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。(这里的RFID技术即射频识别,又称无线射频识别,是一种通信技术,可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。我们几乎每天都会用到RFID技术,如:门禁系统,图书馆,食品安全溯源等。)

Kevin Ashton


OK,知道什么是物联网了吧,我们来看看把“泛在”加在“物联”前面是什么意思。


泛在物联


“泛在”从字面上看是广泛存在,无所不在的意思。泛在物联就是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。


到这里,那泛在电力物联网也很好理解了,给物联网加了个定语“电力”,说明是泛在物联网在电力行业的具体表现形式和应用落地。


泛在电力物联网


国家电网董事长寇伟在38日的“泛在电力物联网”建设工作部署电视电话会议中对“泛在电力物联网”做出了明确定义:泛在电力物联网就是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、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。


这是5G技术及物联网概念在电力工业系统中的具体应用。首先,它是新一代信息通信系统,第二它能够实时链接能源生产、传输、消费各环节设备、客服、数据;第三,它可以全面承载电网运营、企业运营、客服服务、新型业态等业务。


泛在电力物联网将电力用户及其设备,电网企业及其设备,发电企业及其设备,供应商及其设备,以及人和物连接起来,产生共享数据,为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务;以电网为枢纽,发挥平台和共享作用,为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇,提供价值服务。



放眼全球,电力物联网正在广泛被使用,国外在智能电网、物联网、智慧城市等方面也探索较多,不同国家的电力行业对于物联网应用的侧重点各有不同,比如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,而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。


我们一起来看看下面这些智慧城市的例子,是如何通过更强大的互联互通来改变城市的供电方式。


加拿大安大略省多伦多市

与北美大多数城市一样,供电成本高昂——多伦多也不例外。各级政府的财政赤字正迫使其缩减预算和成本。安大略省的一个城市发现,从2005年到2019年,他们的路灯电费账单增加了1400%。这些成本影响如此之大,以至于甚至将一些电力公用事业公司推向破产,就像加州最近经历的那样。


这也是多伦多开始改用太阳能智慧城市路灯的原因。商业倡议协会在布洛尔街西安装了具有LED照明,Wi-Fi热点功能以及其他物联网设备的太阳能智慧城市电线杆。由于这些电线杆是100%采用太阳能供电的,它们不需要连接到电网,因此估计可以节省140万加元的电缆铺设和电网连接的成本。而智能方面——远程监控和管理系统——意味着即使处在极地涡旋中(极地涡旋是一种强风流经低压系统的流通模式,它一般发生在冬季的北极。这种涡旋的效应是保持冷空气在极地地区循环),它们也能正常运行。


谷歌Google旗下的人行道实验室(Sidewalk Labs)和多伦多市合作,将其列为“从互联网上建立起来的”未来城市的一个实验案例。多伦多市的另一个地方——海滨未开发区域的码头,在其基础设施中集成了智能技术。传感器将测量交通状况、空气质量、噪音和建筑占用率等因素。能源效率的提高大大减轻了电网的负担,离网解决方案是这种生态系统中合理和自然的一部分。


通过收集所有这些数据,这些智能应用会随着时间的推移变得越发智能。例如,当下一次极地涡旋来袭时,天气传感器会指挥人行道进行加热,使雪融化,这听起来是不是很像80年代科幻电影中描述的场景!通过太阳能发电和能源监控系统等手段,能将周边地区的二氧化碳排放量减少75%-80%。


美国爱荷华州迪比克市

美国第一个智慧城市,也是世界第一个智慧城市,它的特点是重视智能化建设。为了保持迪比克市宜居的优势,并且在商业上有更大发展,迪比克市政府与IBM合作,计划利用物联网技术将城市的所有资源数字化并连接起来,含供水系统、电力系统、石油、天然气、交通、公共服务等,进而通过监测、分析和整合各种数据智能化地响应市民的需求,并降低城市的能耗和成本。

I.B.M.和迪比克市合作的城市系统控制室


该市率先完成了供水、电力资源的数据建设,给全市住户和商铺安装数控水、电计量器,不仅记录资源使用量,还利用低流量传感器技术预防资源泄漏。仪器记录的数据会及时反映在综合监测平台上,以便进行分析、整合和公开展示。


美国加利福利亚州圣地亚哥市

加州一直在致力推动电动汽车发展,但我们需要为汽车充电来代替加油,这就产生了供电问题。


圣地亚哥动物园的“从太阳能到电动汽车”项目,使用太阳能直接为插电式电动汽车充电,并将存储起来的多余电量输送到城市电网。项目包括有5个充电站和10个太阳能檐篷,可以为59个家庭提供足够的电力。这个项目是圣地亚哥市政府、GE通用电气公司、圣地亚哥清洁技术公司和加州大学圣地亚哥分校之间联合合作的一部分。


目前,圣地亚哥市还安装了3000个带有自适应控制的LED路灯,并将部署3200个智能传感器来跟踪空气质量和交通状况,打造全球最大的物联网平台。


美国密歇根州高地公园市

除非你住在密歇根州,否则你可能没有听说过高地公园市。在底特律的包围下,高地公园市不断减少的人口用的是底特律的供水和排污系统,超过1000美元的账单让很多市民负担不起,更不要说各种电费了。高地公园市直接拆除了1000盏路灯,整个城市陷入了一片黑暗。


解决方案是高地公园政府采用社区拥有的、离网的太阳能灯来取代所有的路灯。太阳能路灯现在都采用LED灯照明,比以前使用的电网灯节省了40%-50%的能源。由于没有运营成本,甚至在阴天也能充电,既省钱、又可靠,还能点亮高地公园市的社区。


荷兰首都阿姆斯特丹市

阿姆斯特丹是世界上最早开始智能城市建设的城市之一,同时是欧洲智慧城市建设的典范。作为荷兰最大的城市,阿姆斯特丹共有40多万户家庭,二氧化碳排放量占全国的三分之一。为了改善环境问题,该市启动了West OrangeGeuzenveld两个项目,通过节能智慧化技术,降低二氧化碳排放量和能量消耗。还实施了Energy Dock项目,在阿姆斯特丹港口的73个靠岸电站中配备了154个电源接入口,便于游船与货船充电,利用清洁能源发电取代原先污染较大的燃油发动机。


为了节省能源,阿姆斯特丹启动了智能大厦项目,在未给大厦的办公和住宿功能带来负面影响的前提下,将能源消耗减小到最低程度,同时在大楼能源使用的具体数据分析的基础上,使电力系统更有效地运行。为建设可持续公共空间,启动了气候街道(The Climate Street)项目,缓解乌特勒支大街的拥堵。


丹麦首都哥本哈根市

哥本哈根素有“自行车之城”称号,在绿色交通方面成绩斐然。为促使市民使用二氧化碳排放量最少的轨道交通,该市通过统筹规划,力保市民在家门口1公里之内就能使用到轨道交通。对1公里路内的交通,推广使用一种智慧型自行车。这种自行车的车轮装有可以存储能量的电池,并在车把手上安装了射频识别技术(RFIT)或是全球定位系统(GPS),可汇聚成“自行车流”,通过信号系统保障出行畅通。


与此同时,哥本哈根市政府大力完善沿途配套设施建设,如建立服务站点、提供简便修理工具等,为自行车出行提供便利。预计到2015年,哥本哈根市民往返城郊选择自行车出行的人数比例将达到50%。



2017年至2026年,全球物联网市场的年复合增长率预计将超过21%。随着我们的城市变得更加智能,各地的政府正在转向离网、纳米和微电网供电,将其作为推动物联网革命的一种廉价、可靠的方式。


智慧城市的故事,也是一个用创新的方式建设电力基础设施的故事。电力行业的最新发展——从小型太阳能电池到锂离子电池——正在为智慧城市革命铺平道路,创造一个全新的智能电力行业。


参考来源:

  • Smart Cities Are Going Green Because It Costs Less

  • 全球16个智慧城市大数据应用案例扫描

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