分析泛在电力物联网在电力系统中应用的展望

分析泛在电力物联网在电力系统中应用的展望

唐瑞波

广州技象科技，广东广州，510000

摘要：随着现在对交直流输电需求的不断上升，分布式发电设备接入种类和现存数量的不断增加，我国的电网分别越来越复杂，这就对传统电网分布形成重大挑战。此外，人工智能技术的日益成熟也对电网功能和运行提出更高要求。所以，现阶段我国电力系统的发展趋势是将现有的电力基础设施集群升级为电力物联网，这也是我国电网目前最重要的工作。

关键词：泛在电力物联网;电力系统;应用;展望

引言：伴随电网规模的不断扩大，发电装机容量的持续增加以及分布式新能源的大量涌现，电网的连接主体日益增多并成为能源革命的中心环节和能源输送和转换利用的枢纽，对其灵活调节能力和智能化、数字化发展提出了新的更高要求。建设泛在电力物联网是解决电网技术问题、突破电网发展瓶颈的有效途径，是电网公司的全面创新和深刻变革，泛在电力物联网将带动电网企业产业链上下游协同创新发展，引领国家能源互联网高质量建设。

一、泛在电力物联网的概念及意义

1.1“泛在电力物联网”的定义

物联网的概念最开始是在上个世纪九十年代由MIT的凯文·艾什顿所提出的，它是指通过互联网、传统电信网等信息承载体来实现普通物体之间的互联互通。而在电力行业中，“物联网”的基础定义又有所不同，它是指将电网中的基础设施、人员以及所在环境进行感知、互联与控制的网络系统。而泛在电力物联网的实质是，以物理实体来实现各种网络或者通信资源的联接与整合，从而使得其实体能够具备智能感知以及自动处理的相关功能。而通过物理实体之间的互相协作与信息传输和信息交换，能够使得这些物体对彼此的工作情况进行探知和检测，从而以智能化的手段来及时处理运行中所产生的故障，并进行自主性的系统更新等活动，进而有效构建出更为高效便捷的电力系统。在这一过程中，以无线通信技术为依托的泛在电力物联网的概念就得以衍生了出来。泛在，即广泛的存在。这一专业名词字面上的意义就是无处不在的电力物联网，由此可以总结出它的普及性以及延展性特征

1.2泛在电力物联网的意义

泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的具体表现形式。泛在电力物联网通过电力用户及其设备，电网企业及其设备，发电企业及其设备，供应商及其设备，以及人和物的互相连接，建造一个以电网为枢纽，数据实时共享的平台。随着我国电力市场化改革能源体制的深入推进，国网面临三大挑战：电网形态变化、企业发展瓶颈和社会经济发展变化。泛在电力物联网的建设和发展能够建立起枢纽型、平台型、共享型的未来电网，打造一个智慧能源综合服务平台，从而更好地为用户、电网、发电、供应商以及政府社会服务。

1.3泛在电力物联网的特征

泛在电力物联网的提出,将实现从“采集+集中控制”向“采集+控制+区域自治”的转变,逐步从“垂直封闭”转向“水平开放”,以开放共享作为其本质特征。与现有电力通信网络和信息系统不同,泛在电力物联网将具备能源系统全周期内各环节设备和用户的全状态感知和全业务穿透的能力,全时空泛在连接电力基础设施、政府行业机构、用户和供应商,推动数据融通,实现安全开放共享,促进能源互联网业务创新,为客户提供更优质的服务。

二、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。

三、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。

四、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。

结束语：泛在电力物联网是利用现有电力设备实现设备信息与工作人员之间的信息共享，最终实现生产与消耗的有机平衡，保证了电网的合理有效运行；此外也能促进我国电力市场的合理开放，实现更高水平上的供需平衡，建立清晰的电网资产管理体系。综上所述，泛在物联技术和现有电力系统的有机结合，将最终实现建设新型能源生态体系的目标。

参考文献：

[1]韩晓云,姜昱辰.泛在电力物联网在电力系统中应用的展望[J].百科论坛电子杂志,2019(11):246.

[2]谷智伟.泛在电力物联网在智能配电系统中的应用[J].通信电源技术,2020,37(5):146-147.

[3]胡嘉祥,刘鹏宇.泛在电力物联网时代物联网技术在电力系统中的应用[J].数字通信世界,2020(2):81.