泛在电力物联网在电力系统中应用的展望乔茜

泛在电力物联网在电力系统中应用的展望乔茜

乔茜

关键词：泛在电力物联网；数据服务；经济安全电网；新能源消纳

引言

随着电网规模的迅速扩建，发电设备的接入类型与数量也快速增加、更新，使得电网的复杂程度与日俱增，传统的电网形态已经无法满足当前人们的需求。因此，结合泛在物联网技术，根据现有的电力系统建设要求，推动泛在电力物联网的发展成为必然趋势，也是当前阶段国家电网最重要的任务。

1概述

社会对电的依赖，要求更高的供电可靠性、优质性、经济性，电网规模越来越大，电网的形态发生变化，使供电压力越来越大；电力市场逐渐开放，输配电价格日益降低、电量增长减速，电网业务面临激烈的市场竞争；5G网络、低功耗器件、人工智能、边缘计算等高新技术的快速发展，促使了全面感知、全程在线、全要素互联的能源电力新业态的形成和发展，也迫使国家电网打破传统行业态势，发展运用新技术的新型运营模式。为此，“三型两网”的战略目标在2019年两会报告上被提出，其中，“两网”指的是坚强智能电网和泛在电力物联网。下文将介绍泛在电力物联网的概念和建设意义，并对泛在电力物联网在电力系统方面的应用进行展望。

2泛在电力物联网的关键技术

2.1智能芯片

泛在电力物联网的技术应用包括三大因素，即对电力数据进行采集、传递，电力数据分析和管理以及电力信息的综合应用。泛在电力物联网的核心技术是智能芯片，当前越来越多的计量设备接入电力系统，且电力设备的运行会产生大量的数据。而目前大多数的电力数据采集设备仍然依赖于传统的工业采集设备，数据的有效性较低下、不够精确，也使得终端的智能设备程度化降低，无法实现智能判断与自适应调节能力的统一，进而影响入网和分散式管理智能化网络系统。泛在电力物联网的发展是基于电力信息的有效整合，通过对电力资源利用、电力数据的传递以及数据分析，促进终端智能化发展。

2.2物联网平台

当前物联网平台已经大范围普及，通过对电力系统的数据进行合理分析，可以有效地实现电力信息的高效利用。一体化信息数据平台，需要具备当前大数据处理的能力，实现电力系统故障诊断的人工智能水平，对相关的信息进行预算。以此实现大小城市各个项目内容的在线操作，实现云计算、云数据和人工智能的一体化。

3泛在电力物联网体系架构与功能

3.1感知层

感知层是泛在电力物联网的“神经末梢”。其重要功能在于，采用多种类型的传感器深入设备，实现全面感知。感知层设备包括电网一次系统的电压电流互感器和二次系统的电能表、集中器等各类终端，以及用户侧多种多样的智能电器。通过泛在感知所获取的海量数据使控制决策单元能够以前所未有的广度和深度获知电网各个环节运行状态，使电网在面对诸如间歇性新能源并网、随机负荷投切、电动汽车时空集群效应时，能够实时掌握系统状态，及时发现故障隐患，评估安全运行风险;同时，通过灵活调整电网拓扑，实时控制电源出力，优化用户用能模式，从而提高电网对高比例分布式新能源与新型负荷的接纳能力，强化电网应对突发故障的容灾性。

3.2平台层

平台层承载海量电网运行数据、用户侧用能数据以及其他能源系统数据的统一化存储与管理。其作用在于解决传统能源生产运行方式下存在的信息碎片化存储问题，打破信息孤岛现状，实现信息互联共享。通过搭建数据中心、云平台的方式，平台层对下完成网络层传输数据的实时收集与更新，对上则基于大数据存储与分析技术为各种特定的高级应用提供跨域共享数据资源，实现电力系统向电力和数据并重的发展方向转型。

3.3应用层

应用层是电力系统向枢纽型、平台型和共享型变革的外在表现。其功能在于，基于海量电网运行数据与用户侧用能大数据，并针对电网运营业务(如智能运维、电能结算、配电自动化)、用户用能业务(如个性化用能推荐、电动汽车智能充电、需求侧响应)及综合能源系统运营业务(如协调规划、储能市场)等，搭建各类针对性应用平台，实现电网与用户及其他能源系统的感知互动。

4泛在电力物联网的应用前景分析

4.1提升电网资产管理水平

从近几年我国各类电源交易数据报表来看，总的能源交易量高达2500亿以上。数据对比显示，传统的电能交易量较高，而新型能源的交易电量则较少。泛在电力物联网方面的建设和发展，将打破电力市场的发展局面，促进全方位电力市场的开放，有效促进电力系统的发展，达到稳定的电力物联网的战略目标，也是国家电力物联网的趋势所向。随着电网规模的不断扩大以及电力系统的智能化发展，实现电力资产的有效整合与分配，需对资产整个过程进行有效精益化的管理。传统的设备检查手段，主要是通过人力或者电子设备进行检查，面对当前电力庞大的巡查任务，通过传统的人工监测巡查是很难全覆盖的，也增加了工作人员的工作难度。只有对电子数据和设备进行有效的分析，实现泛在电力物联网的高效运作，才能将电力资源的采购、规划、建设、运作进行全方位的操作和评估，实行一体化发展，同时，达到电力物联网整体的优化配置效果。

4.2实现清洁能源的有效消纳

当前，风能、电能在我国的能源中占比较低。受我国地理分布的特殊性限制，对于风能和光能不能实现有效利用。泛在电力物联网可以运用人工智能技术，对电、光伏进行有效的预测；并且结合具体的能源条件，对分散的新能源进行集合，形成虚拟的电厂。同时通过基础的供电效果，可以形成一定的数据模式，对于后期的电力数据资源利用以及电能的开发都有着极大的参考价值。此外对于难操作的电力环节，通过电子设备和相关身份认证，实行在线控制，以此促进人员的有效沟通，提高工作效率。总体来说，泛在电力物联网的利用，既可以实现新能源的合理利用，对能源进行均匀分配，又能实现清洁能源的有效配置，有效促进我国新能源的发展。

结语

综上所述，本文对泛在电力物联网的基本概念和发展意义进行阐述。对未来泛在电力物联网的发展进行展望，其间涉及到主要三个层面：数据服务，电网的经济安全运行和新能源消纳，并将终端泛在接入、信息通信、数据增值服务、电力系统运行规划、建设智慧服务平台，新能源消纳等融入其中。需要指出，泛在电力物联网在数据的处理与分析、信息安全、商业模式的变化、基础设施的建设、高新技术的研究等方面还有许多亟待攻克的技术难关。不过，随着国家政策的扶持以及相关行业专家的探索，已经逐步形成了一套初步的支撑建设的信息通信理论体系。未来，通过社会各方的密切合作，通过理论创新、技术研究和模式变革，终将实现建设世界一流能源互联网这一目标。

参考文献

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[3]孟显海，吕红芝，高辉，等.多能互补综合能源优化利用评估技术研究[J].电器与能效管理技术，2019（08）：7