泛在電力物聯網規劃與發展分析

李晶

摘要：泛在電力物聯網即將物聯網、人工智能等現代化信息處理及通信技術應用到電力系統的各環節，實現電力系統各環節實時互聯、高效交互，且具有態勢感知能力強、信息處理速度快、應用便捷靈活等特征的智能化服務系統。本文根據國家電網公司的戰略安排指導，對泛在電力物聯網發展進行趨勢分析并提出建設性意見。

關鍵詞：泛在電力物聯網;含義;架構;發展;建議

隨著信息技術的不斷發展與進步，物聯網技術在這一背景下的不斷更新壯大，并以其優勢特點被廣泛應用到電網行業中。這兩者的有效結合讓實質為多傳感器的電力系統升級轉化為物聯網系統，并在大數據背景和信息化發展的形勢下使物聯網技術得到進一步優化與創新，因此電力系統在這一基礎上使其高效性、安全性、智能性得到一定程度提升。

1泛在電力物聯網的主要作用和價值體現

1.1全面支撐電網運行性能提升

隨著智能電網不斷發展，系統每天都在產生海量數據，對電網的監控、調度和管理帶來了巨大的作用和挑戰。如何對電力系統中多種類型的數據進行有效分析和管理成了急需解決的問題。包含每一個用戶、每一個用電設備的細顆粒度數據將使得智能電網完全透明化，通過大數據計算分析和可視化展示，非常便于電網相關人員及時洞察異常和潛在的風險，實時準確掌握電網的運行狀態，快速精細預測電網的變化趨勢;多環節業務數據貫通，可打通不同專業部門的數據壁壘，提高對電網認知的全面性，促進多環節業務協同進行。總之，UPIoT可全方位提高電網運行的安全性、可靠性、優質性和經濟性。值得一提的是，傳統的集中式控制模式難以滿足海量數據的傳輸處理的要求，而利用邊緣計算可降低對主站系統的壓力，提高數據傳輸的實時性、準確性和安全性，在中低壓配電網、微電網等分布式控制中具有巨大的競爭力，為電網企業面向內部的管理決策提供了全新的技術手段。

1.2促進與用戶互動化的智能用電

隨著中國人民生活質量的提高，人民對供電質量要求也越來越高，用戶側的光伏、儲能、充電樁等元素越來越多，對智能家居和智能用電的體驗感受越來越重視。在此背景下，傳統的配網運行管理因缺乏必要和充分的用戶數據獲取及交互手段，難以對用戶準確建模并將用戶資源納入電網的協同柔性控制，也無法為用戶提供更優質和個性化服務。通過物聯網可以對用戶及配電網運行狀態進行準確的測量和態勢感知，打通電網與用戶雙向通信的通道，引導用戶有序用電，提高用戶參與電網運行的體驗和收益，實現電網與用戶的共贏。如何基于物聯網實現與用戶數據交互、資源共享，促進智能用電服務是目前用電側需要解決的問題。

1.3提升分布式可再生能源消納能力

隨著分布式可再生能源在電網中滲透率的不斷提高，其出力的隨機性、間歇性和波動性經過和傳統負荷特性的疊加，容易造成配電網功率和電壓的顯著波動，形成階段性過載或者過電壓風險，對配網運行控制和保護帶來了挑戰。基于物聯網技術，利用智能化的小微傳感器對分布式電源進行實時監測和態勢預測，基于配調系統或者臺區邊緣端對區域配電網或臺區以及DG及時進行調整，實現源網荷儲協作運行，從而降低系統運行風險，提高可再生能源分布式消納水平，促進能源轉型升級。

1.4挖掘用電大數據的增量價值

隨著近兩年國家對一般工商業電價的調控到位，電網公司從傳統的售電商業模式中獲得利潤的空間和增量已經相當有限，挖掘用電大數據的價值成為電網公司業務和利潤的增長點。另一方面，用電大數據的商業價值一直為社會各界所關注，有望為智慧城市、智能交通、智能家居、傳統商業和第三產業、新能源與節能行業、互聯網行業、咨詢行業、制造業等各行各業帶來重要的信息來源和決策依據。從商業模式來看，國家電網有限公司提出的UPIoT的建設將搭建一個以電力供需為核心的泛在電力生態平臺。電網企業將在服務過程中構建起多條服務價值鏈，實現電網企業與相關方的共創共享共贏。而用電大數據的基礎必然是配用電物聯網。

2泛在電力物聯網規劃與發展

智能電網是泛在物聯網的發展基礎，而智能電網的核心就是構建出一個具備了智能判斷以及擁有自我適應調節的多種能源、分布式管理的綜合網路系統。該系統的技術本質就是實現不同能源之間的替代以及兼容。而泛在電力物聯網關鍵技術的融合，讓其應用范圍得到了極大的擴展，在諸多的能源開發層面都能提供技術性的幫助。通過這些應用，海量的電力信息在泛在電力物聯網中變得更加的可靠、更加高效。從技術層面而言，泛在電力物聯網主要包含了四大要素，分別為：（1）對海量的電力數據進行采集與終端智能化;（2）對海量的電力數據進行相應的傳輸;（3）將海量的電力數據進行一體化的管理與智能分析;（4）將電力信息進行綜合的應用。而這些核心要素對應的關鍵型技術就是我們在日常生活也會有所接觸的智能芯片、現代的通信技術、物聯網平臺技術。下面，本文將針對智能芯片進行詳細的說明：

2.1泛在電力物聯網關鍵技術之智能芯片

在電力系統發展的進程中，計量、變換、保護、控制、監測以及用電等設備在被不斷的接入到電力系統中，而這些不同的設備在運行過程中產生了大量的數據，而在現場數據采集的專業領域中，有些設備仍舊是基于傳統的工業采集裝置，故而無法很好的保障其數據的安全性，而采集到的數據也存在精度較低的問題，這也使得終端的設備無法很好的實現智能化。而針對這一問題，目前可以借助于智能芯片技術中的微型智能傳感以及智能化終端來解決，智能芯片所具備的高精度、低能耗、微型化以及智能運算的功能將對設備的信息進行完整的采集提取以及傳輸，而智能芯片也能夠通過本地的邊緣運算技術來對終端設備進行智能化，從而達到本地化的自我控制。這樣一來，就徹底打破了傳統設備具備遙測功能而不具備遙控能力的尷尬局面。在當代科技中，谷歌所研發的EdgeTPU芯片以及我國中科院所研發的“寒武紀”芯片都可以進行海量的數據處理，以及邊緣計算，而這意味著智能芯片不斷的推進終端設備的全息動態感知以及智能化功能。

2.2關于泛在電力物聯網設備的創新與研發

對于泛在電力物聯網而言，首要任務就是將信息感知功能有效的發揮出來，換言之，就是需要將不同的傳感設備部署在不同的目標區域中，對不同的人或者實物進行對應的實時感知。但是因為電力系統本身的規模實在是過于的龐大，且結構也十分的復雜，因此需要部署的傳感設備數量就比較多。基于這樣的情況，就需要將傳感設備進行簡化，而且關于傳感設備的成本也需要進一步的控制，盡可能的降低其功能上的消耗以及高度的集中化，同時要充分利用無線通信功能，以此來減少線路之類的基礎網路架構的部署需求量。只有這樣，才能夠有效的控制電力系統物聯網在構建階段的成本與困難，從而實現諸多物聯網設備與電力系統之間的無縫銜接集成。而且，基于一些特定的應用場景，某些傳感器還需要實現小型化、微型化，以便能夠直接放置在電力設備的內部，甚至在技術層面，這些傳感器還需要考慮到電磁兼容等等。因此，泛在電力物聯網是需要結合實際應用來進行深層次的技術創新與改良的。

3結語

由此可見，泛在電力物聯網的建設應當是“電網公司主導，眾多行業、企業合作共建”的模式，同時它也是一個很大的產業鏈，將會給各個投資方帶來很多的機遇。

參考文獻

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[2]梁衛國.探尋泛在電力物聯網建設的產業生態路徑[J].當代電力文化，2019（4）：44-45.