第四次工业革命将如何影响电力能源行业

智库见解
Vision
第四次工业革命将如何影响电力能源行业
广东电网管理科学研究院 蒋慧荣
当前，以人工智能、大数据和物联网
为主要驱动力的第四次工业革命正
席卷全球，互联网与能源行业深度
融合。

电力行业作为能源行业的重要组成部分，也将面临行业格局重塑的巨大转型，传统电力能源生产和服务的方式将被极大改变。

第四次工业革命的核心技术给电力行业带来颠覆性影响。

在未来的电力能源行业，数字化和物联网将成为核心基础设施，由一系列智能互联传感器构成的能源物联网将能够根据需要收集、处理和转换数据，带来新一代电力系统、智能电网控制及运行等能源技术的突破性进展，能源企业通过对丰富数据进行智能分析，进而提供能源设备实时监控、智能家居、消费分析等服务。

人工智能和云计算将成为业务创新的重要手段，能够从大量数据中进行自主学习，准确预测产业链下游最终客户的消费数据，及时做出决策，以最好的方式分配能源资源。

同时也能带动机器人等高端装备的广泛应用，对未来能源电力系统整体效率、运行控制方式和运营模式带来颠覆性影响。

区块链技术将极大改变能源系统生产和交易模式，能源交易主体可以点对点实现能源产品生产、交易、能源基础设施共享，未来将能够延伸到微电网、碳排放等能源互联场景。

新型存储和物联网与电网生产环节的深度融合加快行业的分散化。

随着5G技术的成熟应用和物联网的快速发展，能源行业将能够构建起数百亿电力设备和终端互联互通、数据毫秒级实时传输的能源物联网，对分布式电网发展将起到极大推动。

凭借传感器、云计算、大数据分析以及低成本的电池系统，若干分布式电网（微电网）可以自动运行，传统的电力消费者将成为电力生产者，实现电能的自给自足。

多个微电网之间可以通过集中式电网有机连接、集中调配控制，实现微网内及整个电网的平衡和最优化配置，也可以通过物联网技术互相连接，整合分散式的能源、分散式的储能以及分散式的用能，互相调剂余缺，提高能源供应可靠性和利用效率。

当分布式电网普及后，集中式电网将受到较大冲击，从电能的主要提供者转变为供电可靠性的保障者，通过发展自动化的本地即时控制技术，确保故障情况下的本地重新配置和电力供应稳定。

人工智能、物联网与电网传输环节的深度融合将加快行业的智能化。

在分布式能源接入方面，智能电网会通过智能分析作出实时的运行调整，减少并网对电网带来的波动。

在电力调度方面，人工智能可自主学习规程，能够从简单的调度指令开始解放人力，实现‘自动驾驶’的新型电网调度模式。

在重大事件发生或电网设备出现异常时，人工智能能通过对历史数据的自动学习作出快速而准确的反应，提升电网的稳定性。

在电网运维方面，远程遥控的无人机能够对电力线路和环境进行常态化巡检和数据记录，智能机器人能够快速处理重复性高且简单的任务，极大提升电网运维效率和操作安全性。

物联网、人工智能和电力消费环节的深度融合将推动服务的多元化。

随着分布式电网的普及，消费者对能源服务选购将有更大的自主权，将更加偏好灵活性高、经济性好的能源服务，用户能源托管和能效托管可能将成为新的盈利模式。

能源企业可以通过物联网实时获取客户用能数据，在此基础上运用大数据和云计算分析和预测客户用能需求，为客户提供能效管理服务。

此外，也可以通过智能硬件实现与客户的实时连接、实时互动，发掘客户在多种工作和生活场景的需求，把握消费升级的商业机遇。

区块链和电力交易环节的深度融合将推动交易的透明化。

能源区块链可以实现能源的数字化精准管理，清晰记录每一度电的来源和用途，实现精确管理和结算。

在点对点的电力交易中，尤其是对于分布式能源，通过区块链可以实现用户和发电者之间的点对点交易。

在线损的确定中，不同能源之间转换的损耗、能源远距离传输和其他的运行带来的线损，未来都可以通过区块链进行公证，信息将更为透明。

在电力金融中，利用区块链分布式
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20 EPEM 2019.5
2019.5 EPEM 33
电网运维
Grid Operation
和放电检测系统。

高压电源产生不同电压等级的高电压，复合绝缘子串模拟高压下线路电晕放电现象，电晕测量系统实现实验室电晕放电的电磁波脉冲信号的测量。

以空间建立三维坐标为基准，实际输电线路电晕放电电源位置为P(2,6.5,3)，本文所涉及系统坐标分别为#1(0.5,0.5,1)、#2(0.5,4.5,2)、#3(3.5,0.5,1)和#4(3.5,4,5,1)，单位m。

假定局部放电辐射的电磁波信号可无遮挡直线到达接收天线，脉冲电流的波形图及其频谱分析如图6所示。

得到的4个天线接收到的电磁波信号波形结果如图7所示。

从图7可看出，0.2841V、0.5481V、0.2937V 和0.3420V 分别是信号的峰值。

通过本文所提策略计算得出电晕放电的位置为(2.0,6.0,4.0)，单位m。

与真实位置数据相比，定位误差值仅为1.12m，平面定位误差仅0.5m，准确度满足定位的要求。

6 结论
本文针对电晕放电电磁波的射频频段（100M Hz～350MHz）进行检测，设计出一种输电线路故障检测系统。

该检测系统通过无人机搭载检测电路进行测量，测量数据通过无线WIFI 通信方式从无
图5 电晕放电实验系统示意图
图6 脉冲电流的波形图及其频谱分析
图7 天线阵列接收电磁波信号的仿真波形
人机下传到地面操作人员，最终实现远程判断输电线路是否放电。

参考文献
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总账实现强制信任，相关方点对点互动，智能合约
自动执行电力交易，需求波动自动响应，同时还可以实现电站收益直接证券化。

在碳排放认证中，采用区块链技术搭建碳排放权认证和交易平台，给予每一单位的碳排放权专有ID，加盖时间戳，并记录在区块链中，实时记录发电机组的碳排放、碳交易行为并对超标企业进行罚款。

在去中心化的多能源系统协同中，采用区块链记录不同能源系统的实时生产信息及其成本，存在跨能源类型的市场时，可记录多个能源系统之间的交易及其价格信息，在此基础上实时生成各地区各类能源的边际价格。

电网公司应当发挥优势把握新的商业机遇。

在第四次工业革命浪潮的推动和国家对于互联网+智慧能源发展的政策支持下，未来的电力能源行业将朝着更为分散化、智能化、多元化和透明化的方向发展。

传统电网企业将面临重大转型，传统的发输配售模式将受到冲击。

要想抓住新的商业机遇，需充分利用自身强大的技术和资源优势，以构建智能电网和能源物联网为基础，以大数据、云计算、人工智能为技术支撑，搭建起客户与未来多种能源及服务提供商的互动平台，引领行业向开放、共享、
共赢的能源生态圈发展。

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