《直面疫情,化危为机:电气数字化转型之道》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2020-08-29
  • 数字化时代之于我们,与其说是转型,不如说是一次进化。

    就像近期有个很火的问题“谁加速了企业的数字化转型?”,答案不是CEO,也不是CTO 和CFO,而是今年年初一场突如起来的疫情。疫情期间各种新需求的倒逼,使各个领域更有意愿和动力开展数字化转型。

    近日,全球能源管理与自动化领域数字化转型的专家施耐德电气,以“创赢·数字化未来”为主题,举办了2020年创新峰会。峰会上,施家给出了一份助力企业立足后疫情时代的“秘籍”,那就是:提升业务韧性、效率以及可持续发展的能力。而秘籍背后,离不开「数字化」的全面赋能。

    提升能效管理能力 降本增效

    一场突如其来的疫情改变了全球的经济形势,亦对各行各业的发展造成了前所未有的冲击。尽管当下国内疫情已经得到控制,但疫情冲击的影响还在延续。施耐德电气高级副总裁,能效管理低压业务中国区负责人李瑞认为,在后疫情时代,每个行业要想化危为机,实现业务的可持续发展,首先就要有更高的效率,还要有更低的成本能力。

    以数据中心行业为例,众所周知,作为数据枢纽和应用载体,数据中心承载着各行业社会基础服务,也是支撑以5G、人工智能、工业互联网、物联网等为代表的新型基础设施建设的基石。由于需求庞大且与日俱增,数据中心的平稳运行成为各行业开展正常工作的重要基础。因此,一旦数据中心发生重大环境事故或服务中断,不但会造成数据中心客户的重大经济损失,还会对客户所服务的相关行业造成重大影响,尤其在民生领域会给消费者使用造成诸多不便。

    由此可见,无论是作为城市的新型基础设施,还是作为企业业务应用的后台,数据中心都必须保证7x24小时的连续运作,同时,现在运营中的数据中心更多的还是依靠人的运维,由于疫情期间各种业务的激增以及政府对人员流动的限制,给数据中心人员的运维和后勤保障等工作带来很大的困难。面对这些“非常规”的考验,数据中心客户就需要拥有更加高效、主动、智慧的运维管理能力。

    作为全球能源管理与自动化领域数字化转型的专家,施耐德电气在数据中心行业积累了丰富的行业洞见,可以提供非常多的化繁为简的产品、软件和服务,覆盖从设计、建造、产品调试到运维整个的全生命周期。在满足7x24小时的连续供电之下,对其供电状态和运行状态的进行有效监测,并对用电故障做出及时预警,以可视化手段达到“看得见的安全”;在运维层面,通过精细化的数字化管理,主动预防和故障精准定位;对于设备精细化的电力数据进行深度分析,帮助数据中心客户有效地分析用电合理性,从而调整用电方式,提升效率,降低用电成本,实现绿色可持续发展目标。

    李瑞进一步介绍到:“施耐德电气通过互联互通的产品,包括中低压的配电柜,以及相关的PME、PSO软件和第三层的Power Advisor电力顾问可以给用户提供最安全、可靠的配电系统。同时数据中心的耗电量非常大,运维要求非常高,我们的整个智能配电系统可以打造一个更加绿色、更加安全可靠的数据中心。”

    除了数据中心行业,楼宇行业也面临着节能增效的迫切需求。随着城市日新月异的发展,越来越的高楼大厦如雨后春笋般拔地而起,建筑能耗浪费严重,有调查数据显示:我国楼宇年电力消耗总量占全国总消耗量的10%,能源费用超过800亿元。同时,由于楼宇内部结构非常庞大且复杂,各种机电设备又非常多,使得物业管理人员想要快速、精准地进行建筑能耗测算,或是完成能源系统故障检测,都非常困难,这也进一步增加了楼宇管理者的运维成本。

    基于深入的市场洞察与丰富经验,施耐德电气认为,面对愈发复杂多变的环境与需求,未来的楼宇需要更加“智慧”的管理体系。一栋数字化楼宇,可依托拥有高度灵活性与协同性的能源与电力综合管理平台,以数字化方式,抓取并分析数据,从而获得更具价值的决策依据,并配合管理者远程监控、预测与预防性维护和远程运营,以适应楼宇内不同情况变化。

    施耐德电气依托EcoStruxure架构形成了更加安全、高效、灵活的智能楼宇解决方案。通过分布于楼宇内部各区域的传感器,对空间、地理位置及当前环境进行监测和数据采集,并利用无线技术对实时数据进行稳定、快速上传至云端,集成于包括覆盖EBO楼宇运营软件的BMS楼宇控制系统、会议室预定系统、各区域办公空间等控制平台,以实现本地及远程的灵活且及时响应及操作。

    以北京的京城大厦为例,作为中国第一座智能化超高层钢结构建筑,京城大厦见证了一个时代的发展,在历经近30年的使用后,大厦的配电设备超期服役,能耗大,具有安全隐患,故障排除时间长,智能化程度不足等问题,在经过详细探讨、论证后,在大楼的电气化与数字化方面,客户最终携手施耐德电气对京城大厦进行全面的电气化与数字化升级改造。通过基于施耐德电气EcoStruxure配电和楼宇整体解决方案,京城大厦80%的故障问题能够远程得到解决,减少33%的客户投诉,远超“计划检修降低3成”的计划目标,并预计实现有效节能20%以上。京城大厦也成了新时代的智能楼宇标杆。

    目前,施耐德电气已为包括全球三大酒店集团、德勤荷兰总部The Edge办公大楼,清华大学苏世民学院、侨鑫国际金融中心等在内的超过一百万座楼宇提供解决方案与服务。

    实际上,除了上面所提及到的数据中心以及楼宇行业,施耐德电气在工业、基础设施等多个行业也有着非常多的应用实践。面对不同行业客户的需求,施耐德电气每年将5%的营业收入用于研发,不断的在迭代和打磨产品。在此次峰会上,施耐德电气也带来了全新的数字化的智能产品,包括新一代预智低压成套设备BlokSeT、Okken、PrismaSeT 系列和新一代ComPacT NSX塑壳断路器,环保型中压环网柜RM AirSeT和SM AirSeT及环保型中压充气柜GM AirSeT,继续引领配电领域的全面革新。

    而在不断丰富产品线的同时,施耐德电气也非常注重打造能效管理的生态圈以及全生命周期的服务。李瑞介绍道:“我们希望可以从产品的选型、制造,到我们的安装调试,以及客户在运行他的资产,最终维护他的资产这一过程,提供全生命周期的数字化的服务,才能帮助我们的用户最大化他的资本的价值,同时大大减少他在运营阶段的投入。”

    数字化转型 化危为机

    疫情期间,数字经济进一步提振了市场的可持续发展。而已进行或完成数字化转型的企业,受到冲击则更小。在李瑞看来,对于后疫情时代的企业发展而言,数字化不再是可选项,而可能将逐渐成为每家企业的“标准动作”。

    李瑞表示:“数字化不是目的,而是手段,它最终带来的是更加高效与高质的生产与生活环境,以及更加低碳与绿色的生存空间。通过数字化的加持,企业的生产力可以得到大大提高,系统可靠性可以提高近50%,从而实现节能增效和可持续的发展。”施耐德电气愿携手千万传统行业企业,一同将疫情带来的“危”,变成企业与行业完成全面数字化转型的“机”,共创电气数字化的新世界。

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    • 今年,电力数字新基建提出了十大重点任务,这十大重点任务主要是围绕电力数字化转型而制定。当前,电网面临的问题从大方向来看,是源网荷储的协同问题;从具体来看,是新能源并网后的消纳问题。未来能源结构的频率和潮流特征,不同于现有的基于火电、水电的网络特征。习总书记提出,中国要努力争取在2060年前实现碳中和,意味着新能源网络的频率特征将会是一个新型的动态特征,会是常态化的存在。 国网和南网当前的资产资源丰富,产生的数据种类和数据量非常大,而数据的价值挖掘尚处于大数据应用的初级阶段。面对能源形态的变化,一次设施和数字化技术的融合度还不充分,表现在二次设备的功能较为单一,与ICT新技术融合不足,新技术与电力业务结合度不够。要解决当前电网面临的这些根本问题,需要一个围绕数据驱动建立的一体化数据采集、预测、控制、调度、应用各层面系统。其中,电力大数据平台是驱动电力数据运转的核心,通过大数据的处理来驱动源网荷储协同、一二次设施规划、数据和应用的智能连接以及数据的商业运营。 针对电力行业数字新基建十大任务中数据融合应用的核心问题,烽火通信高级技术专家、中国电机工程学会专委会委员李铿在近期电力会议中从电力数据融合的锚点、强健电力数据的动脉、5G为数据应用带来创新跨越、电力数据和应用合龙、构建多层次数据处理平台、电力数据价值变现和升级等多个方面介绍了烽火通信以电力数据为中心的“云-管-边-端”解决方案。 电网数据融合的锚点:边缘物联网关通过兼容不同的通信协议,屏蔽底层的业务数据差异,实现营销和配电数据的采集、就地处理,并可与上层的物联平台、调度平台、营销平台互通。它可利用微服务的架构,搭载AI智能分析,通过中心云的数据编排和APP应用,实现各类业务创新。边缘物联网关未来会成为源网荷储的基层综合数据处理节点,非常重要。 强健电力数据的毛细网络:电力数据其实是OT和 IT数据的结合,底层数据协议具备多样性,且有应用场景多的特点,可以采用高速无源光网络、工业以太网、电力线载波、公众无线通信、5G以及微功率无线等近程通信技术实现底层数据的统一收集。 强健电力数据的动脉:以前电力骨干通信网承载的主要是调控数据,现在可能会承载AR/VR的数据,需要考虑实时性和非实时性业务的融合承载。未来的电力骨干通信网络将向更高速率、更大带宽、更长传输距离、更加智能化的趋势发展,同时网络层次需要扁平化,并且满足电力业务智能调控、融合承载的高可靠要求。 5G应用为电力数据应用带来创新跨越:从实验室的研究来看,5G技术对于业务切片和业务特性的识别,将给电力数据应用创新提供跨越式的实现手段。但需要考虑5G在现有使用范围内的安全原则问题,通常5G技术用于配网侧或者某些边缘节点控制侧。后续烽火通信将和湖北省电力成立联合实验机构共同探索5G的安全性问题。 电力数据和应用合龙:源网储荷协同涉及全程全域的管理控制问题,当前电网收集的数据主要服务于较高电压等级的全域调度和事态感知,缺乏对实时性及全局性问题的考虑。电力网络需要增加边缘层,通过边缘层来解决云边的通信协同、算力协同以及应用协同。这几个协同处理好后,才能在全程全域的业务中真正做到实时性和全局性,最终实现数字孪生。目前,烽火通信和中国电科院共同承担了源网荷储广域控制系统的国家项目。项目中,烽火通信主要承担了边缘计算平台的建设。 数字驱动的核心:数据中台是数据的业务化,是根据业务的需要来构筑数据。在烽火建设的楚天云项目中,烽火通信已具备了数据中台的实践能力。烽火通信通过楚天云为省政府构建了人口、法人、环境、经济等多个数据库,并将湖北省所有厅局委办大约1000余个业务应用迁移上云。此外,楚天云在今年的抗疫战斗中,为湖北健康码的实施及疫情监控,贡献了巨大的力量,充分验证了烽火通信在数据中台领域的建设实力。 电力数据的价值变现和升级:人工智能是电力数据价值的变现和升级,烽火通信与国家电网、南方电网已经共同开展了典型电力业务场景下AI应用场景验证,主要包括有电网生态感知、AI辅助电力调度业务智能化、AI和VR技术结合实现自动化巡检和故障判定等,并已在华中电网实现部分业务的应用。 数据的多层次处理:数据中心是数据处理的中心,同时也是数据服务的平台。数据服务平台可以实现数据多层次的处理,将算力、网络、基础设施的模块标准化后,可以快速搭建不同类型的数据中心。烽火通信在数据结构上做了很多工作,既可以实现抱杆式的小型数据中心,也可以实现模块化的大型数据中心,从而将能源大数据中心和边缘数据中心互动起来,共同构建电力多层次的数据处理平台。 电力数据安全的根本保障:电力数据的传统安全保障可以通过建设强大的网闸,提供很好的加密方式来实现,但根本性的安全保障应该是坚持不断的国产化。在数据安全领域,烽火通信选择了两条策略,一是采用中国信科集团下长江计算自主打造的服务器计算底座,来打造自己的服务底座,同时采用自己技术开发的云操作系统作为运行平台。另一方面,比如数据库、中间件,以及存储的话,则是希望和业界共同来搭建一个国产化的生态系统。 上述是烽火通信对电力数据各个方面的整体考虑,实际上是按照数字课题构筑了整个电力数字化转型的支撑能力。目前,烽火通信在电力数据端到端支撑能力的各个层面都做了相应的工作。有些领域已经有了很好的实践,有些领域正在和电力同行进行合作,而有些领域则有了很清晰的路标,如智能终端、5G建设,电力通信网络、集中和边缘数据中心、大数据+人工智能等等。烽火通信有信心和电力共同迎接能源互联网时代的到来。