前言

　　正好這段時間自己正肩負著某企業(yè)智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)應(yīng)用機會探索的使命，在考慮大數(shù)據(jù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用機會的科研選題的問題。就將思考的過程記錄到博客里吧。一次不可能寫完，就分多次連續(xù)進行吧。參加博文比賽是一個分享和交流的好機會，希望得到專家們的指點。

　　一. 智能電網(wǎng)不是為大數(shù)據(jù)而大數(shù)據(jù)

　　大數(shù)據(jù)作為一個劃時代的技術(shù)概念逐漸得到各行各業(yè)的戰(zhàn)略管理和信息化人士的認可。大數(shù)據(jù)時代是否真的要來?什么時候來臨?已經(jīng)不是大家談?wù)摰闹饕獑栴}了，取而代之的是，大家已經(jīng)在開始暢想大數(shù)據(jù)時代到底會用怎樣的方式來臨了。從電力行業(yè)來說，大數(shù)據(jù)和智能電網(wǎng)的不期而遇，到底能撞出什么樣的火花，實際也是當前正在進行的一個熱點大話題。

　　然而，舉目四望，目前能看到的，大家能談到的，大多只是從大數(shù)據(jù)和智能電網(wǎng)各自表面整體特征上所進行的，空對空的概念撮合。真正涉及到深層次的、通過對大數(shù)據(jù)技術(shù)對整個電力行業(yè)的價值規(guī)律的變革性影響的探討而引申出來的，具有重大意義和實在邏輯價值關(guān)系的應(yīng)用機會，卻寥寥無幾。

　　什么是所謂的“具有重大意義和實在邏輯價值關(guān)系的應(yīng)用機會”呢?其中的“重大意義”必定是某種對傳統(tǒng)電力行業(yè)價值鏈模式的變革性的突破，而“實在邏輯價值關(guān)系”則意味著需要清晰展現(xiàn)突破后的電力行業(yè)價新值鏈模式到底是怎樣的，必須讓人清晰地能看到在新價值鏈模式下，大數(shù)據(jù)技術(shù)是怎么幫助我們抓住舊模式下小數(shù)據(jù)技術(shù)條件下無法取得的、具有重大價值的機會，和解決在舊模式下無法解決的、重大而實在的問題的?而不是讓人誤解為，只是為了大數(shù)據(jù)而大數(shù)據(jù)，為了管理大數(shù)據(jù)而制造大數(shù)據(jù)，或純粹是為了管理大數(shù)據(jù)而增添管理大數(shù)據(jù)的資產(chǎn)。

　　例如：為了表達智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)量將十分巨大的問題，文獻[1]提到，只要智能電表采集數(shù)據(jù)的時間間隔從15分鐘提高到1秒鐘，1萬臺智能電表采集的用電信息的數(shù)據(jù)就從32.61GB提高到114.6TB，由此推斷我們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理的方式將不能適應(yīng)大數(shù)據(jù)條件下的數(shù)據(jù)管理需求。而關(guān)鍵的問題卻是：我們?yōu)槭裁匆皩⒅悄茈姳聿杉瘮?shù)據(jù)的時間間隔從15分鐘提高到1秒鐘”?這樣做，除了能給我們提出更高的數(shù)據(jù)管理的要求，還能讓智能電網(wǎng)帶來什么革命性的新價值呢?

　　再例如，為了突出大數(shù)據(jù)在節(jié)能降損方面的作用，文獻[1]也只是給出了結(jié)論性的描述：“電力大數(shù)據(jù)具有無磨損、無消耗、無污染、易傳輸?shù)奶匦裕⒖稍谑褂眠^程中不斷精煉而增值，可以在保障電力用戶利益的前提下，在電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的低耗能、可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮獨特而巨大的作用。”這里的”可以“，從字面所表達的邏輯含義來理解，是：因為電力大數(shù)據(jù)有前者諸于此類的，其實是大小數(shù)據(jù)都有的數(shù)據(jù)上的特性，所以就可以發(fā)揮后者的巨大的業(yè)務(wù)上的作用。而這里真正的需要清晰表達的正確邏輯則是：是什么樣的大數(shù)據(jù)取代了現(xiàn)有的什么小數(shù)據(jù)，具有與現(xiàn)在的小數(shù)據(jù)所不具備的什么特征，而這些特征正是可以用來降低電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)能耗的、必要的、業(yè)務(wù)上的特征。只有真正找到這樣的例證，才能不給人空對空的概念撮合的感覺。

　　二. 在頂層價值鏈模型上一眼就看到的問題

　　如果一門技術(shù)真的是對人類社會具有革命性的價值的話，我們就一定能找到這項技術(shù)是如何迎合其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的原有價值鏈上的問題點和機會點的。而且，只要找到這些可能的問題點或機會點，我們就能對其應(yīng)用價值做出實際的判定。所以，我們可以從對人類電力行業(yè)有史以來的價值鏈上的問題和機會做些分析開始，來尋找大數(shù)據(jù)技術(shù)所能帶來的變革性的機遇。

　　電力系統(tǒng)將自然界的各種原始能量，轉(zhuǎn)化為人類社會持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟體系所需的，易于傳送和操控的電能，人類社會經(jīng)濟體系運行維持著人類技術(shù)和文明的進步，人類技術(shù)和文明的進步則更有利于人類將更多的自然界中混亂的無組織的物質(zhì)和能量，轉(zhuǎn)化為人類社會中有序的有組織的物質(zhì)和能量。這便是電網(wǎng)的頂層價值鏈模型。

　　這個人類運行才不到200年的價值鏈模型，出了什么嚴重的問題了嗎?以至于人類就迫切需要對運轉(zhuǎn)這個價值鏈的系統(tǒng)進行重大改造了?

　　是的!因為運轉(zhuǎn)這個價值鏈模型的能源基礎(chǔ)主要是化石能源，而化石能源正面臨不可逆轉(zhuǎn)的枯竭。現(xiàn)有的電網(wǎng)是在化石能源相對豐富的情況下，粗放地運行這個價值鏈模型的系統(tǒng)。在常規(guī)能源即將枯竭，電力行業(yè)頂層價值鏈將出現(xiàn)斷鏈，也將帶來人類文明進步的價值鏈斷鏈的危險，人類不得不建立新的能量運轉(zhuǎn)系統(tǒng)。新的能量運轉(zhuǎn)系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)精細的能量運行和使用的管理，而且要更廣泛大量地吸納非化石能源進行轉(zhuǎn)化，這意味著電力行業(yè)頂層價值鏈模型面臨迫切的轉(zhuǎn)型和升級的要求。這便是現(xiàn)有電網(wǎng)在頂層價值鏈模型上面臨的最嚴重，最緊迫的問題。其他的所有問題，都或多或少地可最終歸結(jié)到這個問題之上，或與這個問題相比起來，會顯得是那么地微不足道。

　　三. 能源危機的嚴重性出乎大多數(shù)人的意外

　　化石能源和非化石能源的區(qū)別從某種意義上來講，就是將它們轉(zhuǎn)換為可用電能的容易程度的區(qū)別。化石能源是地球用了其有生以來積攢在生物化石中的太陽能，相當于地球幫人類完成了太陽能的初步轉(zhuǎn)化，從最原始的太陽能的形式來說，相比起來，將化石能轉(zhuǎn)化成為電能，人類只是做了其中輕松的最后一步。而目前化石能正逐漸走向枯竭，人類需要將同樣多的太陽能一次性轉(zhuǎn)化為電能，相當于是要找到一種新方式，替代地球形成化石能量的方式，而且還要用相對無比短暫的時間來聚集同樣多的太陽能。可見，這個任務(wù)無疑是十分艱巨的。這好比一個人的消費水平已經(jīng)發(fā)展到了一個月就能消費掉他的祖祖輩輩辛苦勞動所積累的財富的程度，現(xiàn)在，到月底了，這個人又不能降低自己的消費水平，所以，他現(xiàn)在必須要讓自己賺錢的速度趕上祖祖輩輩積累的財富總量給他的消費速度。

　　在化石能源相對豐富的時期，由于電能的轉(zhuǎn)化相對易得，人類對電能的轉(zhuǎn)運和消費的方式上，不存在精細管理的需求，存在比較大量的無效損耗和能力的浪費。就好比一個人祖上積累了大量的財富，不用自己辛苦勞動去獲得，于是養(yǎng)成了大手大腳的浪費奢侈的消費習慣一樣。如今化石能源逐漸枯竭，要實現(xiàn)等量新能源的電能轉(zhuǎn)換難度極高，人類還維持在粗放的能量運行管理的模式下，無疑是加速了危機的到來。所以，精細化的能量運行和使用的管理也成為了迫切的需求。這就好比現(xiàn)在賺錢本來就比以前難多了，花錢當然也就需要更加精打細算起來。

　　四. 新能源的消納難題與智能電網(wǎng)的解決方案

　　全球性的能源危機使得人類逐漸將以風能，光伏能和生物能等可再生能源納入電能轉(zhuǎn)換的供應(yīng)源。這些新能源的一個普遍的特點就是出力不穩(wěn)定，具有隨機性的問題，新能源同時也存在地理位置分布和用電負荷的分布不均衡，季節(jié)周期不匹配的問題。而傳統(tǒng)電網(wǎng)主要是為消納可穩(wěn)定出力的能源而設(shè)計的，從電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、調(diào)度運行甚至經(jīng)營管理等各方面來說，經(jīng)過長期的積累已經(jīng)形成相對穩(wěn)定的模式，這種結(jié)構(gòu)模式的變化不是一朝一夕就能做到的。解決這些問題需要從電網(wǎng)規(guī)劃、技術(shù)的變革、設(shè)備升級、電網(wǎng)改造，以及設(shè)計規(guī)范、技術(shù)標準、運行規(guī)程乃至市場營銷政策的統(tǒng)一等多方面進行系統(tǒng)性的、周期性的協(xié)同變革。不按客觀規(guī)律的盲目的大干快上新能源電源項目，最終只能使新能源發(fā)電設(shè)備的利用小時達不到預(yù)期目標，加劇新能源電能消納的現(xiàn)實困難。

　　西方主要發(fā)達國家提出智能電網(wǎng)的概念本身，就是認識到傳統(tǒng)電網(wǎng)的根深蒂固的結(jié)構(gòu)模式，是無法大規(guī)模適應(yīng)新能源的消納的需求的，必須經(jīng)過一個系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)性的變革，將傳統(tǒng)電網(wǎng)在使用中進行升級，既要完成傳統(tǒng)電源模式的供用電，又要逐漸適應(yīng)未來分布式能源的消納需求，電網(wǎng)本身的這種變革的過程，也是一個需要精心計劃和準備，逐步實施的需要智慧的過程。也正是因為電網(wǎng)的這種從少量集中的大主力電源進行遠距離大容量輸送電方式為主的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，需要演變?yōu)橐源髷?shù)量分散的小容量和微容量電源為主，就地生產(chǎn)就地協(xié)同消化的送用電方式為主的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，智能技術(shù)的應(yīng)用，才成為突出的要求。如果不使用智能化的控制和管理的技術(shù)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)就不可能完成這樣的結(jié)構(gòu)變遷，而不完成這樣的結(jié)構(gòu)變遷，人類大規(guī)模消納新能源的愿望就會成為泡影。

　　智能電網(wǎng)所需的智能技術(shù)，應(yīng)該以幫助傳統(tǒng)電網(wǎng)盡快進行結(jié)構(gòu)的變遷為目標進行應(yīng)用而得到發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)化，微型化，海量化將是適應(yīng)這種結(jié)構(gòu)變遷的顯著的電網(wǎng)設(shè)備所需的技術(shù)特征;相比之下，片面追求高電壓，大容量，遠距離的單體化，大型化，集約化則應(yīng)該是反其道而行之的,至少是應(yīng)該被抑制的特征。這便是智能技術(shù)適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展需求的本源，也是智能電網(wǎng)為消納新能源在整體上必須采用的策略。電網(wǎng)設(shè)備和用電設(shè)備的普遍小型化，智能化，必定帶來電網(wǎng)運行控制信息的急劇增長，承載這些信息的數(shù)據(jù)量出現(xiàn)爆發(fā)式的增長也就是必然的趨勢，因此，采集，管理這些數(shù)據(jù)也將成為智能電網(wǎng)必須承擔的任務(wù)。大數(shù)據(jù)和智能電網(wǎng)的必然聯(lián)系因此建立。

　　所以，與其說是大數(shù)據(jù)為智能電網(wǎng)的建設(shè)提供的機遇，還不如說是，智能電網(wǎng)的發(fā)展，必然依賴大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。是智能電網(wǎng)本身的發(fā)展變革必然面對大數(shù)據(jù)的采集、管理和信息處理的挑戰(zhàn)。因此，大數(shù)據(jù)技術(shù)，不僅僅是智能電網(wǎng)某個技術(shù)環(huán)節(jié)所需要的專門性的技術(shù)，而是組成整個智能電網(wǎng)的技術(shù)基石。將全面影響到電網(wǎng)的規(guī)劃、技術(shù)的變革、設(shè)備升級、電網(wǎng)改造，以及設(shè)計規(guī)范、技術(shù)標準、運行規(guī)程乃至市場營銷政策的統(tǒng)一等方方面面，它支撐的正是整個未來新結(jié)構(gòu)的精細化能量管理的電力系統(tǒng)。