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華為與南方電動聯合發佈《智慧充電樁物聯網技術白皮書》

來源:中國電力新聞網 時間:2020-10-14 10:46

  釋放智能IP網絡新價值 讓科技與自然共生

  ——華為與南方電動聯合發佈《智慧充電樁物聯網技術白皮書》

  中國電力新聞網記者  楊娜

  如何讓科技之光通過無悔的轉型實踐,照亮可以預見的未來?經歷過疫情的煎熬後,以“新基建”為契機,國內的千行百業揮斥方遒,無不默默地沉心努力,力爭通過不懈耕耘,創造出自己領域的百年風流。

  隨着化石能源日益短缺,環境污染日益加重,氣候變化日益突出,綠色可再生能源的高效利用已經成為人類社會可持續發展的關鍵。新能源電動汽車作為清潔、節能的新型交通工具,可實現傳統化石能源的電能替代,已成為了世界各國現代交通發展的共同選擇。

  但是,里程焦慮、充電焦慮、電池焦慮、安全焦慮已經成為阻礙新能源電動汽車發展的主要障礙。而這些問題都與充電基礎設施息息相關。

  近幾年,電動汽車充電基礎設施的發展主要面臨充電樁運維、充電安全、用户體驗和樁網協同四個方面的挑戰。隨着海量新能源汽車充電樁的大規模接入電網,電動汽車充電對電網的影響更不容忽視。

  根據不完全統計,80%的新能源汽車用户在所住的小區充電場進行充電。一般小區的用電高峯時刻在2022時,小區變壓器將接近滿載狀態,而此時間段也正是新能源電動汽車充電的高峯期。此時,如果不對汽車充電進行引導,將會出現“峯上加峯”的現象,導致變壓器超容,威脅電網的安全穩定運行。

  充電樁及充電場站的部署規模和速度不僅成為了影響電動汽車發展的主要因素。作為智能電網的重要組成部分,也早已受到了電力企業的高度重視。

    萬億級充電基礎設施產業正迎來發展黃金時代

  中國充電聯盟《2019-2020年度中國充電基礎設施發展報告》的數據顯示,截至2019 12 月,我國電動汽車保有量為381萬量,充電樁保有量達121.9萬台,車樁比已由2015 年的7.8 : 1提高至3.12 : 1

  根據我國車樁比1:1的建設目標,預計到2030年充電樁數量將達6300萬台,界時將形成超萬億級的充電樁基礎設施建設市場。

  南方電網電動汽車服務有限公司(以下簡稱“南網電動”)董事長鄒大中評價:國家提出“新基建”以來,充電基礎設施產業躍入人們的視線,成為熱門話題。充電基礎設施作為充電網、車聯網、能源網和物聯網的連接器,不僅僅連接了充電網絡和電動汽車,打通了物理世界與數字世界,還強力推動着交通變革和能源變革。隨着海量資本、前沿技術紛紛湧入,充電基礎設施在保持快速增長的同時,也正在進入變革期,將重構產業的生態場景。一方面,它迎來空前繁榮、煥發出新的生機;另一方面,也面臨着前所未有的市場競爭和淘汰。我們有理由相信,萬億級充電基礎設施產業正迎來發展的黃金時代。

南方電網電動汽車服務有限公司董事長 鄒大中

  那麼,如何才能抓住“新基建”的重點,提升綠色出行體驗、更優服務產業發展呢?

  925日, HUAWEI CONNECT 2020期間,華為與南方電網電動汽車服務有限公司聯合發佈了《智慧充電樁物聯網技術白皮書》。

華為與南網電動聯合發佈《智慧充電樁物聯網技術白皮書》

  基於物聯網、AI5G等新信息技術與充電基礎設施的不斷融合應用,該白皮書描述了充電基礎設施應用智慧充電技術,持續由電氣化向數字化、智能化、自動駕駛逐步演進的發展方向和技術路徑,智慧充電基礎設施最終將實現充電網、車聯網、能源網與物聯網的融合,支撐智慧交通與智慧城市建設,實現綠色清潔能源大規模應用的宏偉目標。

  據悉,南方電網計劃在未來4年投資251億元建設充電設施,將建成大規模集中充電站150座、充電樁38萬個,有效帶動電網建設、元器件及設備製造、運營運維、整車銷售與售後服務等相關產業投資2000億元。南網電動作為南方電網專業從事電動汽車產業服務的企業,將承接南方電網充電設施規模建設和運營的任務,並對南方電網五省的電動汽車充電資源進行整合。

  今年,南網電動已經與華為創立了聯合創新實驗室。他們希望通過領先的ICT技術讓智能聯接觸手可及,並且能夠滿足面向未來的挑戰。

  目前,雙方的合作目標是,使南網電動率先在全國成為以能源服務為核心,以充電服務為基礎,以服務出行為導向,以建設“智慧能源、智慧交通、智慧生活、智慧城市”為目標的電動汽車服務運營商、電動汽車產業價值鏈整合商和綠色能源生態服務商。

  充分發揮智能IP網絡的“大動脈”作用

  隨着物聯網、人工智能、5G、雲計算等新技術與充電基礎設施的不斷融合應用,充電基礎設施也將會隨着新能源電動汽車由電氣化向智能化、無人駕駛方向逐步演進。

  有人將這樣的未來智能世界視為一個人的身體,其中以大數據中心為基礎的“雲+計算”是擁有強大算力的大腦,智能IP網絡如同將大腦和各個器官有機的連接起來的大動脈,為各個器官注入氧氣,釋放出“雲+AI“的價值。

  南網電動與華為,則希望通過創新能夠儘快以5GAI、物聯網等信息技術為基礎,加快新基建充電樁建設。

  2020年,新一代智能 IP 網絡,已經引入大數據、AI 技術和新一代協議,可以進行數據分析與閉環優化,實現智能超寬、智能聯接、智能運維。

  智能超寬:隨着5G創新應用的發展,千行百業數字化轉型,網絡流量呈幾何倍數的增長。目前傳統的IP網絡主流帶寬只有10100G。這顯然無法匹配新基建發展對網絡增長的需求。

  智能IP網絡能夠將全網端到端帶寬提升至400GE,核心設備的能力更是提升到了10T以上,支撐數字經濟下網絡流量的增長。此外,作為“毛細血管”的園區網絡、工業互聯網,也將基於新一代Wi-Fi 6技術,實現網絡能力45倍提升。

  智能連接:隨着新基建發展,千行百業對網絡能力的需求各不相同。比如,工業互聯網為了實現對流水線更加精準的操控,要求網絡延時在10ms以內。人工智能更需要穩定的數據中心網絡支撐,否則AI計算效率將下降50%以上。

  與傳統IP網絡不同,智能IP網絡能夠識別不同業務與應用對網絡的差異化訴求,進而提供差異化服務,保障各類業務與應用的體驗,實現智能連接。

  華為數據通信產品線副總裁趙志鵬表示:“這還不夠。我們還會把帶寬更精細化調度,以滿足千行百業差異化要求。雖然傳統網絡是靜態網絡,但我們會以業務為中心實現網隨雲動,識別業務類型,通過意圖驅動調動整個網絡。”

華為數據通信產品線副總裁 趙志鵬

  智能運維:目前的網絡大多采用人工維護方式,不僅效率低,還會因為人為誤操作,造成大面積斷網。智能IP網絡能夠實現基於AI的網絡自動化維護。當網絡設備出現故障時,智能IP網絡能夠自動實現故障識別、分析、定位,僅需幾分鐘就能排除故障,恢復業務。這一優勢在能源互聯網中從人人互聯到機機互連,連接數向百倍千倍發展後,將更為明顯。

  聯接力就是生產力。華為希望以智能IP網絡端到端聯接方案,激發電網聯接的潛力。

  趙志鵬強調:“華為可以通過雲化數據中心極大釋放電力雲算力,同時利用智能IP技術,為智能電力通訊網中的傳輸網與數據網提供可靠解決方案。同時邊緣計算物聯網和智能終端模組,則可以更好匹配智能電網與能源互聯網的發展需求。我們最強大的優勢就是擁有全球領先的ICT技術,在行業知識和業務領導力上還需要和客户一起探索創新,共同推進整個產業從數字化走向智能化。”

  據南方電網電動汽車服務有限公司CTO陳浩舟介紹,當下南網電動正在與華為以智慧物聯網技術為載體,採用“雲、管、邊、端”的整體系統架構建設充電基礎設施體系,通過“測、傳、管、控”四類方法形成信息採集、邊緣處理、雲端一體化價值判斷和挖掘體系,以智慧為能源流保駕護航,推進充電基礎設施與海量智能體全息鏈接,匯聚無界數字生態。

  勇於探索的示範項目

  白皮書發佈會現場,南網電動與華為領導都穿戴整齊職業裝,講話嚴謹、一絲不苟。通過他們的發言,能讓人感覺到精緻的工裝之下,掩藏不住那顆勇於探索的激進之心。

  據華為中國區數通解決方案部部長畢進軍介紹,隨着數據通信進入智能IP時代,華為數通的整體戰略都是圍繞着智能展開,以智能IP為底座,為全行業提供新動能。應對海量聯接構築的智能IP硬核平台,加上應對多樣需求開發的智能IP操作系統,一起為智能IP構建了堅實的地基。在此地基上,通過三層架構和4大引擎,構建了一個完整的產品和解決方案能力內核,通過開放平台,與夥伴一起,為千行百業的客户創造新價值。

  南網電動與華為的合作以高度互信與技術互補為基石。通過對電動汽車相關配套基礎設施的智能升級,以人為本,為城市賦能。他們共同的目標是,無論您身處城市的哪一個角落,都能夠感受到這座城市智慧體的能感知、會思考、可進化、有温度,輕鬆享受美好的智能生活。

  在廣東省深圳市中心位置,深圳民樂P+RPark and Ride,停車+換乘)充電場站一期項目是南網電動投資建設運營的交通樞紐集中式充電場站。該站點是全國的最大交通樞紐集中式充電場站,在整個南網電動充電網絡中具有重大意義,從品牌和效益來説一直是重點示範站。其201711月投運,共建設200台充電樁,其中42千瓦交流樁168台、60千瓦直流樁32台,至201912月累計服務費收益1400萬元。

  其設計目標是滿足置換的純電動出租車充電需求,以交流樁為主。但是隨着市場和技術的變化,營運、服務類車輛電動化迅速發展,充電場站定位發生了變化,不再只是單一服務出租車,網約車、物流車、環衞車、通勤車等車輛都統一採用直流快充的技術路線,而目前已有的42千瓦交流樁已不符合市場技術的發展,且由於設備前期使用頻次高,元器件老化,充電電流下降,610月高温天氣跳槍頻繁,極大地影響了客户充電體驗,造成了客户流失。

  運用智能充電場站方案設計,南網電動擬對深圳民樂P+R充電場站充電設施進行改造。場站設備更新及配套設施完善後,更加凸顯聚合效益,可與普通充電場站拉開差距。改造後,該站將採用目前國內領先的設備、系統,技術成熟穩定,保障客户投資。

  南網電動碧新路充電場站是位於深圳市龍崗區碧新路的集中式直流充電場站。整個場站按規劃將部署55120kW直流雙槍充電樁,可同時為110輛電動汽車提供快充電服務。原計劃採用32000千瓦變壓器進行供電,但是因為周邊電網的容量有限,短期內難以進行配網改造,只能支持1台變壓器正常工作。如果不對充電進行引導和控制,單台變壓器容量只能支持19台充電樁滿功率充電,剩餘36台充電樁將長時間無法投運,造成極大的投資浪費。

  為解決上述問題,南網電動基於智慧充電樁物聯網,提出“智能有序充電”方案。該方案通過邊緣計算物聯網關加載“有序充電”APP,實時採集變壓器負荷和充電樁充電負荷信息,按照“先到先得”、“功率均分”等動態均衡配置原則制定智能有序充電策略,從而控制充電樁輸出功率,避免變壓器在充電高峯期過載。

  “智能有序充電”方案在電網不擴容、不改造,不影響用户正常充電體驗的情況下,充分挖掘現有電力資源,利用“車--網”互聯互動,有序控制充電樁輸出功率,避免變壓器在用電高峯期過載,保障電網安全,大幅降低了場站投資建設成本。另外,還可依據電網實時電價,在電價低谷期智能引導電動汽車充電,減少用户充電費用,進一步利用價格引導作用,最終實現“為電網減負、為車主省錢”的目標。

  在這些業界可圈可點的示範項目中,都將會看到華為的身影。

  南方電網是華為的戰略合作伙伴,華為也一直與南方電網通過NetCity模式進行聯合創新。

  通過NetCity的聯合創新機制,華為協同客户進行網絡創新場景設計和業務深度合作,進而推動網絡技術、商業、合作三重創新。

  你懂行業未來,我懂加速現在!截至目前,華為與全球40多家領先的運營商、企業/行業夥伴開展了50多個NetCity 項目。

  今年,南網電動會投資12億左右開展充電網絡佈局,建設一萬多個新建充電樁。

  南網電動作為市場公司的社會服務不會僅僅侷限於南方五省區域。鄒大中預計:“我們會立足南網紮紮實實把自己的各方面的水平能力不斷提升。未來,還會攜手華為立足南網面向全國、抱團出海。”

  暢想2030全聯接綠能生態

  聯接發展永無止境。隨着未來充電網、車聯網、能源網與物聯網的四網融合,充電基礎設施作為交通網和能源網的信息耦合點,將在推動綠色能源消納與能源靈活交易,支撐新能源大規模接入平衡、自動駕駛、大規模車輛檢測與管理等方面具有廣泛的應用前景。

  鄒大中希望隨着技術創新的落地,也能帶來服務和商業模式的創新。最終實現充電零成本,排放零污染,甚至於出行充電零支付。

  這並非空想。未來V2G車網互動將是最具前景和商業落地的應用。作為電動汽車與電網雙向充放電技術,V2G將某一區域內(如台區、微網、地區電網、省級電網等)電動汽車的可放電負荷進行聚合,按照電網的需求對區域內電動汽車的能量進行統一調度,按照每個用户的不同需求計算每台車的最佳充放電策略,並生成特定的管理策略,並利用雲端平台與車輛用户實時交互,利用邊緣智能實現區域範圍內的智能分析管控,智能控制每台汽車的充放電過程。

  隨着可再生能源系統(如太陽能、風能等)大量接入電網,可再生能源本身具有的時變性和不連續性,會在發電側引起大幅波動,需要通過多種方式(如抽水蓄能、電池儲能儲系統、負荷側需求響應等)進行調節和補償,以平滑波動降低電網衝擊,保證電網頻率穩定並抑制由反向功率流引起的電壓上升。而電動汽車V2G技術就是綜合利用大量電動汽車的電池作為短期的可靈活調度的儲能系統,為可再生能源大規模併網造成的電網大幅波動提供緩衝。電動汽車通過V2G技術併入電網,不僅在電網支撐、穩定性和負荷調平方面對配電網有利,而且有利於儲能的普及利用。

責任編輯:張媛媛  投稿郵箱:網上投稿