2018年1月12日，由中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院、國際能源署（IEA）、聯(lián)合國項目事務署（UNOPS）指導，中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)等聯(lián)合主辦，國家電網(wǎng)公司、漢能控股集團等協(xié)辦的“2018未來能源大會”在北京隆重召開。西門子中國智慧能源技術總監(jiān)曹城祿先生作題為“智能微網(wǎng)中的數(shù)字化與智能化思考”演講。

以下內(nèi)容根據(jù)演講實錄整理摘編：

曹城祿：大家好！感謝主辦方的邀請有這樣一個機會把西門子在能源互聯(lián)網(wǎng)，或者未來能源的看法和觀點給大家做一個分享。為什么西門子能夠持久生存發(fā)展，而且不斷的往前走？我們一直強調(diào)創(chuàng)新，西門子不僅僅是一個做電氣化的公司，我們強調(diào)數(shù)字化和軟件，我們是全球的十大工業(yè)軟件之一，在歐洲我們是除了SAT之外第二大公司。當然我們還有其他的技術，今天上午提到的電動汽車，我們現(xiàn)在也在做電動飛機，我們也跟合作方一起參與了電動飛機的技術。

對未來能源的發(fā)展來講，西門子也在提4個D，對未來四個能源階段，我們認為在很長時間之內(nèi)傳統(tǒng)的化石能源從發(fā)電到輸電到配電到用電這樣一個單一體系，和各種分布式能源并存的，有幾個大的趨勢，第一低碳化、第二個分布式、第三個市場化、第四個數(shù)字化。今天我著重介紹一下西門子在數(shù)字化領域相關的技術、一些案例，和所謂的一些平臺，做一個分享。

數(shù)字化時代數(shù)據(jù)管理我們一直在強調(diào)互聯(lián)網(wǎng)+，最上面一層我們整個IT技術的發(fā)展，從原始的計算機，從PC到智能化的筆記本等等，到因特網(wǎng)，到今天講工業(yè)4.0，物聯(lián)網(wǎng)時代。這樣一個融合的趨勢，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，我們這邊有一個統(tǒng)計，我們從物聯(lián)網(wǎng)這個概念來看，每天連接到這樣的平臺大概有550萬的資產(chǎn)，像電表啊，2020年會有500億的資產(chǎn)，當然數(shù)字會更大。實際上50%以上的數(shù)據(jù)一年會大于50%以上，實際上真正利用的數(shù)據(jù)只有千分之五不到，這是我們一個核心關注的地方。

對西門子來講，我們在數(shù)字化取得的成就，包括整個西門子大的物聯(lián)網(wǎng)平臺，包括西門子的設備、第三方工業(yè)的設備，像內(nèi)燃機啊、電表啊等等，電表全球我們有7500萬個智能電表，我們收益有450億歐元，有將近一萬名員工從事數(shù)字軟件的開發(fā)。

在整個數(shù)字化的架構來講，西門子也在強調(diào)電氣化、自動化和數(shù)字化整體架構的一個模型，最底層就是傳統(tǒng)電氣化這樣一個基本的模塊，通過我們這個物聯(lián)網(wǎng)的平臺，MindSphere這個平臺，機器、資產(chǎn)還有設備的數(shù)據(jù)可以連在我們物聯(lián)網(wǎng)的平臺，同時是一個開放的平臺，可以開放給我們客戶，也可以開放給我們生態(tài)的朋友圈，也可以開放給合作方等等，它也融合了一些相關的數(shù)據(jù)挖掘、人工智能這樣的技術。同時基于物聯(lián)網(wǎng)的平臺，西門子提供了各種各樣的軟件服務，以及我們數(shù)字化的軟件，今天著重介紹一下西門子在軟件方面取得的相關的技術和信息。

我們整個物聯(lián)網(wǎng)平臺全球的生態(tài)圈，包括一些做咨詢，如埃森哲，還有一些大的廠商，像ACP等等。在國內(nèi)來講，我們也在尋找合作的生態(tài)圈，也在進行過程當中，這個不方便透露，我們會在中國逐步落地，推行物聯(lián)網(wǎng)在中國平臺的落地。

我們基于物聯(lián)網(wǎng)平臺所有相關的三個大的平臺，工業(yè)軟件，主要是三個：

第一個，PSS的數(shù)字化雙生的套件。

第二個，運行和控制的平臺。

第三個，業(yè)務應用和分析的平臺。我們通過通信協(xié)議跟底層設備相關的一些通信的標準，數(shù)據(jù)的安全，以及整個服務架構的體系，因為時間關系，不展開了。今天主要強調(diào)數(shù)字化軟件平臺。

我們會找這樣一個落腳點，這個落腳點以園區(qū)為例，前段時間我看了一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)，現(xiàn)在全國大大小小的園區(qū)一萬多個，國家級的開發(fā)園區(qū)六百多個，省級開發(fā)區(qū)1100多個，所以園區(qū)整個的經(jīng)濟占咱們中國經(jīng)濟整個的將近30%，所以園區(qū)是很重要的這樣一個實體，所以我們以園區(qū)為例，看看我們西門子針對園區(qū)的解決方案，怎么融合數(shù)字化為我們企業(yè)和客戶帶來價值？

這個是整個智能化綠色產(chǎn)業(yè)園區(qū)的架構，主要是達到：綠色、智能、安全的目標。一個有智慧的基礎設施，包括能源、交通和樓宇，甚至是產(chǎn)業(yè)，但西門子強調(diào)的是一個使用，跟我們用戶的融合，所以我們比較強調(diào)綠色工廠、智能制造跟我們整個能源的融合。

我們這邊有一個全方位、模塊化園區(qū)智能解決方案，包括區(qū)域能源監(jiān)控中心、能源管理平臺、微網(wǎng)儲能，甚至是配送電的平臺，今天我只是強調(diào)介紹一下整個關于數(shù)字化的軟件，其他的不一一贅述了。大的架構是這樣子，我們這邊有一個基礎的模塊，你的光伏、燃氣分布式發(fā)電，其他的照明等等，這都是我們的基礎。基于這個園區(qū)整個基礎模塊搭建完之后，就可以建整個智慧的云平臺，可以在這個云平臺上建各種各樣的應用。

這個功能的分布式就過去的，因為從分布式來講，除了組件是第三方的，我們的配電系統(tǒng)、協(xié)同調(diào)度和優(yōu)化，甚至過程當中的服務都有一個解決方案。

第一個我們講PSS定義。

第二個可靠性、能源效率與電力市場交互的數(shù)據(jù)采集和優(yōu)化的平臺。

第三個數(shù)據(jù)的收集、報表對標的分析以及報表的生成，以及跟歷史數(shù)據(jù)、仿真的基準，各種各樣的應用。

我們這個定義包括兩個部分，第一個針對發(fā)電一個單元的組成部分，我們可以模擬出來你這個光伏適合的發(fā)電，什么情況下配比是最優(yōu)的，而且可以做各種各樣的模擬。第二個針對園區(qū)的配網(wǎng)架構，你這個配網(wǎng)整個的變電站的選擇，你跟上級配網(wǎng)怎么進行數(shù)據(jù)的交互？我們這邊有一個模擬和仿真的設計。這兩個平臺是可以互聯(lián)互通的，而且這兩個平臺也是包括了水網(wǎng)、熱網(wǎng)、氣網(wǎng)，所以我們是一個綜合管理的仿真平臺。

這兩個平臺做完模擬和仿真之后，再進行不斷的人工優(yōu)化和評估。其實我們做PSS的仿真大概是四個步驟，第一個步驟，做一個系統(tǒng)定義，包括我們整個這一個能源大概的組成部分，再進行發(fā)電的分析，不同發(fā)電的組成以及發(fā)電的容量，以及整個未來的趨勢是什么樣的？第三個網(wǎng)絡的搭配，第四個系統(tǒng)的優(yōu)化設計。

這是第一個關于園區(qū)整個能源和網(wǎng)絡設計的平臺和優(yōu)化，第二個關于整個園區(qū)里面多能互補，或者微網(wǎng)有一個控制和優(yōu)化的系統(tǒng)，這個平臺是基于我們這個分布式能源和微網(wǎng)管理平臺。主要有幾個場景，第一個可以對三聯(lián)供不同發(fā)電的效率，不同供熱的效率，不同單元優(yōu)化。我們知道可再生能源是波動，是不穩(wěn)定，這樣我們就可以跟儲能有一個配比，進行自動充放的管理和協(xié)同，實現(xiàn)我們新能源這樣一個最大化的利用，同時保證系統(tǒng)穩(wěn)定性。第三個我們可以保證它的孤島運行和并網(wǎng)運行模式的自動切換，我們知道它孤島運行和并網(wǎng)運行的功率是不一樣的，通過這套系統(tǒng)可以保證我們微網(wǎng)這套系統(tǒng)平穩(wěn)運行。

介紹一下我們針對微網(wǎng)優(yōu)化的模塊，我們怎么樣最優(yōu)化使成本最低，同時又能滿足系統(tǒng)的要求。第二個頻率和電壓的控制。現(xiàn)在很多號稱也是微網(wǎng)的很多系統(tǒng)都是按這個模式進行操作的。這個級別需要控制電壓、頻率，這是二級控制，這個控制時間可以達到毫秒級。最高級別就是我們講的高級的控制，我們叫三級控制，它的優(yōu)化的算法，你的光伏、儲能，還有你的風電，發(fā)電運行的時候，發(fā)電的組合是最優(yōu)的，以及為未來電力市場進行協(xié)同，以及外面的天氣預報等等，進行數(shù)據(jù)的整合。我們認為這是一個高級應用，需要達到秒級的應用水平。

在未來如果有多個微網(wǎng)的時候，還有區(qū)域能源交易市場需求，基于我們?nèi)ブ行幕⒅悄芎霞s的區(qū)塊鏈技術，可以實現(xiàn)微網(wǎng)之間的調(diào)度、平衡和交易。

第三個介紹一下我們整個園區(qū)運營管理中心這個平臺，這個把能源側(cè)、復合側(cè)跟電網(wǎng)之間的關系都可以進行統(tǒng)一的協(xié)同和管理，這個平臺我們是面向未來物聯(lián)網(wǎng)云端的平臺，它支持MQTT，而且可以支持云端部署，也可以提供很多業(yè)務決策的儀表盤。這是我們整個的架構，最底層就是傳統(tǒng)很多運維單元以及我們分布式的微網(wǎng)，包括儀表、建筑、工廠以新能源發(fā)電的設施，同時數(shù)據(jù)采集的標準協(xié)議可以實現(xiàn)很多能源監(jiān)測、性能分析、優(yōu)化以及整個智慧園區(qū)駕駛艙很多數(shù)據(jù)的展示。

其實在整個園區(qū)里面還有配網(wǎng)這樣一個要求，因為時間關系我這里只介紹一下配網(wǎng)的管理，配網(wǎng)自動化是另外一個大的范疇，西門子提出先進配網(wǎng)的概念，包括故障的自動定位、故障的自動恢復，以及我們對故障的分析，我們有一個強大的預測模型，有很多暴風模式的模式自動設定。

這是我們大數(shù)據(jù)的一個應用，大數(shù)據(jù)的應用可以應用在兩個方面，一個是園區(qū)里面的，一個是能耗，我們園區(qū)里面很多工業(yè)用戶能耗的數(shù)據(jù)可以通過大數(shù)據(jù)管理平臺實現(xiàn)節(jié)能、效率的提升，對分布式能源來講，通過微網(wǎng)協(xié)同可以把其他的新能源或者多個微網(wǎng)進行整個的協(xié)同進行發(fā)電預測，負荷預測。

這是我們在德國能源互聯(lián)網(wǎng)示范其中的一個案例，遠端有風電，是一個山，山下有農(nóng)場，農(nóng)場里面養(yǎng)的是奶牛，奶牛產(chǎn)生的糞便用來做沼氣，家家屋頂上面做的太陽能光伏，它的發(fā)電的容量是它的三倍，剩下的電會賣給當?shù)氐碾娋W(wǎng)公司，進行經(jīng)濟上的一個收益。所以西門子是幫它做了整個微網(wǎng)優(yōu)化的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了供需平衡，同時我們也實現(xiàn)了跟電網(wǎng)的協(xié)同和互補。

第二個是我們國內(nèi)的一個案例，是杭州國家分布式能源技術實驗中心，這個實驗中心雖然不大，但是它的能源形式比較復雜，有單伏、有多晶硅、有內(nèi)燃機、燃機等等，實現(xiàn)了冷熱電綜合能源的優(yōu)化，也保證了安全可靠和供電質(zhì)量。

第三個是區(qū)塊鏈的合作，這是我們在紐約市做的一個示范性的項目，這個是給一個合作方提供了基于智能合約P2P交易的平臺，我們知道區(qū)塊鏈有比特幣技術，還有智能合約技術，這個項目就是采用了智能合約的技術，通過智能電網(wǎng)實現(xiàn)了社區(qū)級的微電網(wǎng)它之間的一個交互和交易。同時我們這個區(qū)塊鏈交易的平臺，也跟我們傳統(tǒng)的交易市場像PGM這樣一個交易平臺，也有這樣一個數(shù)據(jù)的交互。所以我們這個項目也支持有區(qū)塊鏈的這樣一個發(fā)電的用戶，也支持沒有區(qū)塊鏈這樣一個分布式能源和它相關電網(wǎng)的連接。

最后介紹一下園區(qū)的案例，第一個是我們在國外馬斯達（音）做的一個社區(qū)案例，這個是在阿聯(lián)酋的阿布扎比，它號稱是零碳排放社區(qū)。我們西門子參與它的建設。國內(nèi)我們跟廣東省電力設計院合作為中新知識城綜合能源規(guī)劃和整體規(guī)劃，最近我們跟它一個園區(qū)里面的售電公司有一個實際的產(chǎn)業(yè)合作，我們一起跟他成立的合資公司，專門做整個園區(qū)的配網(wǎng)，園區(qū)售電平臺的支持。

所以總結一下，西門子整個園區(qū)智慧能源的引用，體現(xiàn)在一個技術特點，包括多能互補的能量管控系統(tǒng)、能源大數(shù)據(jù)智能運維平臺，商業(yè)模式我們可以投資也可以入駐。

好了，謝謝大家！