區(qū)塊鏈在客戶側(cè)用電安全管理的應(yīng)用探索

摘要：區(qū)塊鏈（blockchain）作為一項(xiàng)新技術(shù)，對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫建立和應(yīng)用有重要意義，也有著廣泛應(yīng)用場景，不僅可增加能源互聯(lián)網(wǎng)中多利益主體的相互信任，而且其去中心化、公開、透明等特性與能源互聯(lián)網(wǎng)的理念相符。在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，包括分布式能源系統(tǒng)、電動汽車充電、智能設(shè)備連接和能源生產(chǎn)來源證書等客戶側(cè)用電安全管理方面，區(qū)塊鏈技術(shù)有著很大的應(yīng)用空間。本文通過梳理區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展基層、開展故障監(jiān)測等應(yīng)用探索，進(jìn)一步豐富區(qū)塊鏈在客戶側(cè)用電安全管理的應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；去中心化；智能設(shè)備連接；客戶側(cè)用電安全

一、區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用

1.1?促進(jìn)智能設(shè)備連接和智能化調(diào)控

通過區(qū)塊鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)控，智能設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)信息可以由區(qū)塊鏈連接在一起。當(dāng)前部分地區(qū)現(xiàn)有的電力設(shè)施存在安全隱患和電能浪費(fèi)等問題，尤其在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，停電是常事。利用區(qū)塊鏈智能合約搭建新的電網(wǎng)成為可行的解決方案，目前一些初創(chuàng)企業(yè)正在嘗試和應(yīng)用這一技術(shù)，如美國LO3公司開發(fā)的基于微電網(wǎng)、鄰居間在區(qū)塊鏈上的電能交易系統(tǒng)。

案例：Filament“龍頭”試驗(yàn)。

美國公司Filament在澳大利亞實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)和電力網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，用點(diǎn)對點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)來保證電力安全，同時充分利用了現(xiàn)有網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)閑置的容量。美國公司Filament在澳大利亞偏遠(yuǎn)地區(qū)的電線桿上進(jìn)行所謂的“龍頭”（taps）試驗(yàn)，這些“龍頭”可以在約16km之內(nèi)直接通信，因?yàn)殡娋€桿的間距一般大約是6m。假設(shè)這個探測器存在故障，會按順序通知范圍內(nèi)的其他電線桿，然后通過最近的回程網(wǎng)絡(luò)與公司通信。客戶可以將手機(jī)、平板或計算機(jī)直接連接到設(shè)備，這個“龍頭”包含了很多傳感器——溫度、濕度、光和聲音，客戶可以用這些傳感器長期監(jiān)測和分析電網(wǎng)狀況。他們可以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并通過授權(quán)將數(shù)據(jù)通過區(qū)塊鏈傳輸給其他用戶——政府、廣播員、電線桿制造商、環(huán)保部門。

1.2?故障監(jiān)測

案例1：美國通用電氣GE智能檢測業(yè)務(wù)。

美國通用電氣公司GE成立了人工智能公司，致力于利用數(shù)據(jù)分析、機(jī)器人和人工智能技術(shù)為油氣、運(yùn)輸和能源行業(yè)等提供先進(jìn)的檢測服務(wù)。目前，GE公司已經(jīng)開始了對用于煉油廠、工廠、鐵路以及其他工業(yè)設(shè)施檢測的自主無人機(jī)和機(jī)器人“爬蟲”的檢測工作。在測試中，無人機(jī)和機(jī)器人能夠在偏遠(yuǎn)或危險設(shè)施周圍和內(nèi)部移動，同時拍攝腐蝕環(huán)境或獲取溫度、振動等讀數(shù)，這些數(shù)據(jù)將通過計算機(jī)算法和人工智能進(jìn)行分析。GE表示計劃降低公司每年在檢查方面的費(fèi)用，公司每年花費(fèi)在全球各地的檢查費(fèi)用高達(dá)400億美元。

案例2：Tachyus預(yù)測故障優(yōu)化運(yùn)營計劃。

硅谷數(shù)據(jù)供應(yīng)商Tachyus開發(fā)了一個平臺，收集來自傳感器的數(shù)據(jù)，并將其與地震活動、鉆井日志、地核、完井設(shè)計、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和維護(hù)記錄中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。結(jié)合物理模型和機(jī)器學(xué)習(xí)，該平臺可以預(yù)測機(jī)械設(shè)施故障并確定最佳運(yùn)營計劃，在促進(jìn)生產(chǎn)的同時大幅降低成本消耗。

1.3?預(yù)測和管理

人工智能在能源領(lǐng)域可以進(jìn)行能源流的預(yù)測和管理。通過建立預(yù)測模型，收集大量有關(guān)天氣、環(huán)境、大氣條件以及新能源電站和電網(wǎng)運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)，解決能源流的預(yù)測和管理問題，確保供需始終處于均衡狀態(tài)，以便實(shí)時匹配空間和時間的需求變化。比如太陽能和風(fēng)能等可再生能源對天氣狀況有非常高的依賴度，因此，有效的天氣預(yù)報是可再生能源生產(chǎn)中不可或缺的重要部分。

案例：BP“里程”人工智能系統(tǒng)。

在紐約和芝加哥的加油站，BP開始配置使用名為“里程”的人工智能系統(tǒng)的加油泵，來提升消費(fèi)者的互動體驗(yàn)。在加油的同時，“里程”會問候消費(fèi)者，提供小娛樂，提供折扣優(yōu)惠，并將消費(fèi)者連接到社交平臺。除了了解消費(fèi)者的消費(fèi)模式外，這種互動智能技術(shù)還可以改變消費(fèi)者對傳統(tǒng)加油站的觀念，吸引他們進(jìn)行二次消費(fèi)。而在電力市場，消費(fèi)者會在電網(wǎng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流。目前有些供應(yīng)商已經(jīng)開始安裝智能電表，實(shí)時收集數(shù)據(jù)流，這不僅有助于預(yù)測網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，還可以預(yù)測消費(fèi)習(xí)慣。

1.4?生產(chǎn)運(yùn)營和能耗管理

云計算、數(shù)字平臺、機(jī)器人和算法分析的人工智能技術(shù)在能源行業(yè)中的應(yīng)用大大改善了能源行業(yè)的建設(shè)、運(yùn)行、管理等水平，包括提升企業(yè)的用能管理效率，促進(jìn)電廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營管理的智能化等。案例：Raycatch利用AI優(yōu)化電廠運(yùn)營。

以色列初創(chuàng)公司Raycatch成立于2015年，用人工智能技術(shù)進(jìn)行太陽能發(fā)電廠的管理與運(yùn)營。公司推出了基于AI的診斷和優(yōu)化解決方案，可獲取并分析太陽能發(fā)電廠所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對日常管理進(jìn)行優(yōu)化和指導(dǎo)。公司目前在全球范圍內(nèi)管理著約1吉瓦的光伏項(xiàng)目，覆蓋35000個逆變器和400萬塊控制面板，客戶包括Enlight、ARAVAPOWER、EDF、通用電氣等大型公司。2018年11月，公司獲得BayWareEnergyVentures和DSMVenturing領(lǐng)投的430萬美元B輪融資，目前已累計融資730萬美元。

1.5?智能電表

智能電表是物聯(lián)網(wǎng)流行的應(yīng)用之一，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、監(jiān)測，提升利用效率，減少能源損耗等。智能電表在智能電網(wǎng)發(fā)展和未來能源管理方面具有重要作用。

案例：東京電力公司（TEPCO）智能電表應(yīng)用。TEPCO委托瑞士電表廠商Landis+Gyr架設(shè)的智能電網(wǎng)已是目前全世界規(guī)模最大的公用事業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程，這項(xiàng)電網(wǎng)工程預(yù)定于2020年完工。負(fù)責(zé)架設(shè)東京電力公司智能電網(wǎng)工程的Landis+Gyr目前已完成1000萬套智能電表與裝置的安裝。當(dāng)電網(wǎng)部署完成后，將涵蓋超過2700萬套電表以及其他物聯(lián)網(wǎng)裝置。這套電網(wǎng)系統(tǒng)使用了Landis+Gyr的IPv6多重技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，并透過RFMesh、G3PLC以及蜂巢式網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)所提供的Wi-SUN聯(lián)機(jī)，連接公用事業(yè)及消費(fèi)者裝置。目前東京電力公司智能電網(wǎng)每天可傳輸5.13億筆讀取數(shù)據(jù)，并且還在朝13億筆的目標(biāo)邁進(jìn)，而這所有的信息都會通過Landis+Gyr的前端（head-end）系統(tǒng)以及電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理解決方案進(jìn)行處理。

二、結(jié)語

能源數(shù)字化在多種場景下的前沿應(yīng)用充分表明，數(shù)字化技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)相互滲透、深度融合，能源數(shù)字化應(yīng)用越來越廣泛，改變著能源生產(chǎn)、輸送、交易、消費(fèi)和組織管理等模式。步伐超前的國際能源企業(yè)正順應(yīng)能源數(shù)字化革命的大勢，積極關(guān)注、研究和利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)，并將這些技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用于不同的場景，驅(qū)動自身轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展。

從應(yīng)用的細(xì)分領(lǐng)域看，目前數(shù)字化技術(shù)在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用和創(chuàng)新較多，中間貿(mào)易環(huán)節(jié)的應(yīng)用正在起步，但在下游環(huán)節(jié)的應(yīng)用十分有限；在電力領(lǐng)域電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用相對較多，廠站側(cè)應(yīng)用相對較少。但隨著分布式能源的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)連接、智能管理分布式能源生產(chǎn)和消費(fèi)單元，并促進(jìn)交易的應(yīng)用將日益廣泛。

參考文獻(xiàn)：

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白雪茹（1993.04.20）；女；內(nèi)蒙古包頭市；蒙；大學(xué)本科；助理工程師；職務(wù)：用電檢查員；研究方向：用戶側(cè)用電管理。