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儲能參與的多站融合商業模式與收益測算

作者:中國儲能網新聞中心 來源:《供用電》雜志 發布時間:2019-06-18 瀏覽:
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華北某地規劃多站融合項目,運營期10年,營業收入包括10MW/20MWh儲能站參與峰谷購售電價差和調峰調頻收入4898萬元,運營期結束后項目凈收益2103萬元,投資回收期為8.1年,具有較高的投資經濟性。

多站融合的商業模式與發展路徑研究

張越,王伯伊,李冉,弭希瑞

(國網信息通信產業集團有限公司北京分公司)

摘要:多站融合是泛在電力物聯網建設的基礎保障,也是打造新興業務市場,實現綠色低碳發展的重要支撐,其發展已步入深水區,面臨商業模式及發展路徑不明晰的問題。文章論述了多站融合的內涵及特點,重點基于運作模式、業務體系兩方面論述多站融合的商業模式,并結合項目實例驗證所提商業模式的可行性。基于此,結合平安城市分析了多站融合的典型應用場景及其應用價值,并從戰略和策略兩個層面提出“政府引導,企業運作”以及“核心基礎業務先行,帶動全產業鏈協同,助力城市級創新”的發展路徑,促進多站融合深入推廣和應用。

0?引言

當前,我國外部環境復雜,經濟增長明顯放緩,且面臨嚴峻的能源和環境問題[1–5],亟需在節能減排的前提下培育新的經濟增長點。鑒于此,國家層面著力推進網絡強國及“互聯網+”戰略[6],大力發展數字經濟;國家電網有限公司層面深入落實中央部署,提出“三型兩網、世界一流”的戰略目標。加之用戶對于終端信息處理低延遲、網絡傳輸低壓力、數據存儲本地化需求的日益增多[7–9],極大地驅動了多站融合的建設和運營。

多站融合深入融通能源、信息通信等國民經濟支柱產業,實現海量邊緣計算節點的集約化建設和電力場站及通信資源的精益化利用,可有效推動5G商用以及智能制造、智能家居等數字產品和服務市場的開發,助力我國產業升級和經濟發展。同時,通過分布式新能源發電站、儲能站的建設,可降低棄風棄光率,促進新能源消納,實現綠色低碳發展。現階段,對于多站融合的商業模式研究較少,多集中于變電站、儲能站、數據中心站間供電模式研究,以及5G通信基站與邊緣數據中心站的融合共用場景研究等。文獻[10-12]結合數據中心對于供電可靠性的要求,對數據中心的供電模式及供電系統進行了論述和研究。文獻[13-14]對面向5G網絡的邊緣計算技術、邊緣計算平臺等進行了研究,闡述了面向5G網絡的邊緣計算節點在時延敏感型業務和大帶寬類業務場景中的應用。文獻[15]研究了5G網絡中移動邊緣計算在本地內容緩存類應用、業務處理與優化類應用、本地分流類應用、網絡能力開放類應用中的典型應用模式。本文將深入分析多站融合內涵及其特點,論述其商業模式及發展路徑,打破電力原有技術和業務的深度捆綁,開展行業融合化應用研究,提升全行業資源優化配置效率。

1?多站融合內涵及其特點

1.1?多站融合的內涵

“多站融合”是對變電站、充換電(儲能)站和數據中心站三站合一的延伸和擴充,需要注意的是,基于變電站部署的數據中心站,相對于核心數據中心均屬于邊緣計算節點。“多站”除了傳統三站以外,還包括5G通信基站、北斗地基增強站、分布式新能源發電站、環境監測站等在內的信息通信和能源環境相關基礎設施及系統平臺;“融合”即通過“多站”的建設,業務上實現能源、信息通信、政務等領域的融合,服務主體上實現電網企業、通信運營商、政府相關委辦局等的協同。綜上, “多站融合”以提高資源利用效率、促進業務跨界融合為目標,具備開放共享、深度協同的資源和數據服務能力。

1.2?多站融合的特點

多站融合具有融合化、高速化及效益化的特征。 ①“融合化”即通過電力通信資源的復用,多站間的空間融合化建設,實現資源優化配置,并基于多站間的業務進行跨界業務融合應用。②“高速化”即通過5G基站、邊緣數據中心站的廣泛布點,為高清視頻數據的傳輸提供高速網絡,并支持高速渲染、低時延工業控制等應用,實現數據處理的低延遲性及業務響應的高即時性。③“效益化”主要體現在三方面,一是能源領域,多站融合通過對分布式新能源發電站、儲能站的建設,可有效促進新能源消納,降低棄風棄光率,提高發電企業售電收益,降低電網企業輸配電網改造和變壓器擴容成本,并可降低用戶用能成本,實現多方受益;二是信息通信領域,通過電力場站、桿塔溝道的對外開放共享,可有效匹配5G基站、北斗地基增強站、邊緣數據中心站等的建設及布點需求,降低通信運營商、鐵塔公司等投資主體的信息通信基礎設施投資;三是政務領域,多站融合建設可為氣象、環保、公安、城管等政府部門提供廣泛的場站、桿塔溝道資源以及高速的電力通信和數據響應資源,助力政務服務降本增效。

2?多站融合的商業模式

2.1?多站融合的業務體系

多站融合的業務橫向跨越能源、信息通信、政務等多個行業領域,縱向貫通咨詢設計、設備制造、系統集成、運營運維等全產業鏈體系,通過業務融合化發展可開拓新興市場和業務藍海。基于橫向維度,多站融合業務囊括電力場站、桿塔溝道、電力通信資源等基礎設施的共享租賃及設備安裝運維服務,日常及應急電力供應、定位及導航、5G通信等特定單領域業務服務,智慧城市、工業互聯網、智能家居等多領域融合性服務。基于縱向維度,通過多站融合的建設和運營,可引入咨詢設計機構、產品提供商、解決方案提供商、系統集成商、運營運維服務提供商等多樣化市場主體,提供多站融合相關端到端的咨詢設計服務,涵蓋芯片、智能終端、通信硬件等的產品和解決方案的提供服務,基礎設施資源與應用系統等軟硬件的集成服務,以及多站的特色化運營運維服務。

2.2?多站融合的運作模式

基于云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術,整合各類市場資源對變電站、充換電(儲能)站、邊緣數據中心站、5G通信基站、北斗地基增強站、分布式新能源發電站、環境監測站等多站進行融合化建設和精準化運營,為能源用戶、通信用戶、電網企業及政府等其他市場主體提供多元化、互動化、定制化的服務,提高市場活力和經濟發展驅動力,具體的運作模式如圖1所示。

對于規劃及建設期,為避免規劃沖突、產權糾紛等問題,方便后期運營,應采用“統一規劃、統一設計、特色化建設”的模式。由電網企業或其他電力基礎設施產權單位依據電力場站、桿塔溝道資源情況,統籌平衡各站建設需求,對邊緣數據中心站、充換電(儲能)站、5G通信基站、北斗地基增強站等在電力基礎設施上的空間布局、配套供電系統等進行統一規劃和設計。基于此,可由電網企業、多站投資主體、具有電力及信息通信等行業的跨行業融合化建設優勢的機構,依據各站建設需求進行特色化建設。

圖1 多站融合的運作模式

Fig.1 Operation mode of multi-station integration

對于運營期,應制定分階段的運營思路。運營初期,可在投資少、見效快、條件成熟的區域開展多站融合試點,并基于變電站新建或改造需求優先建設邊緣數據中心站、充換電(儲能)站和5G通信基站,面向政府和各類企業提供多樣化服務。①面向政府側,基于公安、城管等委辦局專業化監控、監測設備的安裝需求,通過多站融合建設可提供電力場站及桿塔溝道租賃、監控監測設備安裝及一體化運維等服務,相應收取基礎設施租賃費、設備安裝費及運維費。②面向企業側,基于通信運營商、鐵塔公司的5G基站布點需求及互聯網企業的業務布局需求,通過多站融合建設可提供電力場站及桿塔溝道租賃服務、5G設備安裝及運維服務,邊緣數據中心機柜租賃服務、充換電站售電服務、儲能站售電及電網調峰調頻等輔助服務,相應收取基礎設施租賃費、 5G設備安裝費和運維費、機柜租賃費、充換電服務費、儲能售電及輔助服務費等。

運營步入成熟期后,多站融合進行全面推廣及應用,并面向政府側和企業側提供深入業務的數據增值服務,支撐智慧城市、工業互聯網及智能家居等的建設和應用。

華北某地多站融合項目基于上述“統一規劃、統一設計、特色化建設”模式及其運營思路進行項目成本及收入測算。該項目結合周邊負荷現狀及未來規劃,以當地大數據中心為核心,規劃建設2×63 MVA的110 kV智能變電站、10MW/20MWh儲能站、120 kW一體化大功率直流充電樁75臺、1640 kW分布式光伏電站、10個邊緣數據中心。根據多站融合項目建設規模,該項目建設投資8643萬元,其中邊緣數據中心投資50萬元、儲能站投資5995萬元、充電設施投資1600萬元、分布式光伏電站投資998萬元。項目運營期為10年,營業收入包括儲能站峰谷購售電價差和調峰調頻收入4898萬元;分布式光伏電站以平均日照小時數1400h,發電效率逐年降低2%測算營業收入1575萬元;充電站以日均充電車輛400輛,充電服務費0.45元/kWh的標準測算營業收入3260萬元;邊緣數據中心以50面機柜,開通率由運營初期60%逐年增至100%測算營業收入2730萬元。綜上,該項目總營業收入 12463萬元,運營成本約1717萬元,考慮到項目回收前期建設投資8643萬元,運營期結束后項目凈收益2103萬元,投資回收期為8.1年,具有較高的投資經濟性。

3?多站融合的典型應用場景

多站融合的一個典型應用場景是平安城市,如圖2 所示。平安城市即通過技防、物防、人防、管理系統的協同配合來滿足城市治安管理和社會安全防控的需求,助力平安和諧城市建設[16–18]。平安城市依賴于大規模視頻監控聯網系統的建設,借助多站融合提供的大量邊緣計算能力和高速、泛連接通信網絡,并結合人工智能技術可實現公安海量監控視頻、圖片數據的快速傳輸、高效解析以及預警、布控、應急處置的實時決策[19–22]。

感知層多樣化的感知設備作為平安城市的“觸角”,可實時感知車流、人流并進行異常上報,可依托電力桿塔資源進行建設;網絡層多元化網絡作為平安城市的 “神經系統”,負責接入設備與后臺的通信連接以及省、市、區級公安系統的聯通,可依托高速互聯的電力通信網絡進行建設,并結合公安業務提供差異化的專網和互聯網部署;計算分析層依托邊緣數據中心建設“平安大腦”,完成海量視頻、圖像數據的快速有效分析和識別判斷,可依托35、110、220 kV等多電壓等級的變電站進行邊緣數據中心建設,實現業務快速決策和及時響應。

4?多站融合的發展路徑

多站融合作為新興業務,且涉及能源、信息通信等多個領域,資源整合存在一定的障礙,亟需統籌考慮政府和各個市場主體,從戰略和策略兩個層面上制定發展路徑。

1)戰略層面上,采取“政府引導,企業運作”的戰略方針。當地政府結合本地清潔能源消納、科技示范等特色化需求,給予資本、技術的適度引導和政策傾斜,激發電網企業、新能源企業、運營商、云服務商等市場主體以及相關專業技術人員積極參與多站融合建設和運營,進而激發市場更多的活力,形成市場發展內生動力,推動“多站融合”相關市場的建立和完善。基于 “政府引導,企業運作”的戰略方針,同樣將推動“多站融合”相關產業生態的建設和發展,通過基礎設施提供商、硬件廠商、云服務商、運營商、解決方案提供商等市場主體的轉型和創新,開拓聯合運營、共創共贏發展模式,推進健康有序的產業生態體系的建設。

2)策略層面上,采取“核心基礎業務先行,帶動全產業鏈協同,助力城市級創新”的發展路徑。以5G布點為切入點,逐步引入邊緣數據中心建設,帶動能源、信息通信領域,包括芯片研發、設備制造、運營運維等在內的全產業鏈發展,同時通過環境監測站、北斗地基增強站、儲能站、分布式新能源發電站等的集約建設和協同發展,為新型智慧城市建設注入動力引擎。“多站融合”初期的核心基礎業務應主要以變電站、5G基站和邊緣數據中心的集約建設和運營為主,并通過5G基站和邊緣數據中心形成的廣覆蓋、低延遲、大帶寬的通信網絡和即時響應的邊緣計算能力,支撐新興智能化服務應用需求。隨著核心基礎業務體系的成熟和發展,可引入環境監測站、北斗地基增強站、儲能站、分布式新能源發電站等站點的建設和運營,逐步形成區域級、城市級的集約共享、創新融合發展能力。

圖2 多站融合在平安城市中的應用

Fig.2 Application of multi-station integration in the Safe City

5?結語

本文立足于多站融合的內涵及其特點,圍繞商業模式和發展路徑開展研究。重點論述了多站融合的運作模式和業務體系,并結合平安城市這一典型應用場景,分析多站融合的應用價值。在此基礎上,從戰略和策略兩個層面提出“政府引導,企業運作”、“核心基礎業務先行,帶動全產業鏈協同,助力城市級創新”的發展路徑,為多站融合的市場化應用和推廣提供一定的指導和借鑒。未來可進一步開展電力場站出入安全、信息安全、消防安全等在內的多站融合安全管理研究,實現多站融合建設運營項目的廣泛落地。

關鍵字:多站和一 儲能

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