泛在電力物聯網的發展與實施

朱德劍

【摘 要】經濟的發展，城市化進程的加快，人們對電能的需求也逐漸增加。在衡量社會用電量時，電力供應的可靠性、質量和盈利能力都在不斷提高。電網規模不斷擴大，形式不斷變化，供電壓力不斷增大。電力市場逐步開放，電力供應逐步分散：電價下降，能源消耗下降，電網活動面臨激烈的市場競爭。先進的人工智能和計算支持了完整的檢測、完整的在線線路的使用以及所有元素之間的相互連接。這需要新技術。本文就泛在電力物聯網的發展與實施展開探討。

【關鍵詞】電力;物聯網;實施

引言

隨著交直流輸電規模的迅速擴大，分布式發電設備接入類型與數量快速增加，導致電網復雜程度不斷提升，對傳統電網形態提出了挑戰。另一方面，人工智能技術的發展也對電網的功能以及運行方式提出了新的要求。因此，結合泛在物聯技術將現有電力系統建設成泛在電力物聯網是未來電力能源體系的發展趨勢，也是當前階段國家電網最緊迫、最重要的任務，而泛在電力物聯網實施策略的研究，能夠提升其安全防護技術，能夠促使其發展朝著繁盛的方向前進。

1泛在電力物聯網概述

1.1泛在電力物聯網技術的概念

泛在電力物聯網技術是指可以在任何時間、任何空間、任何客戶終端之間進行信息交互的技術方法。該技術具備極高的兼容性，不同類型的數據信息都可以在電力網絡中進行數據傳輸，其運行的本質是進行數據信息快速共享，進而形成將虛擬數據進行具象化呈現的物理實體。各類型實體進行相互間合作，使所有信息能夠得到第一時間反饋，以實現電網信息實時交互目的的電力生活體系。

1.2泛在電力物聯網的基本特征

泛在電力物聯網立足現有電網實體與通信技術，將不同能源系統物理互聯、時空信息互聯、商業互聯相融合，它具有全息感知，泛在連接，開放共享以及融合創新的特點。全息感知是指通過RFID、傳感器等，動態獲取“發–輸–變–用”各個環節不同設備、不同用戶的狀態信息。泛在連接指通過電力專網或移動網絡將電力系統中所有設備、用戶的信息以及數據全時空連接。開放共享指在統一平臺上利用智能技術對數據進行共享以及管理，提高數據質量，挖掘有效信息，實現數據上下貫通，全方位實時交互。融合創新即通過不同設備、用戶，不同時空信息，對內實現全業務在線，電網安全穩定運行。建立智能綜合能源服務平臺，開辟電力市場，推進電力改革。

2泛在電力物聯網的關鍵核心技術

2.1 5G網絡運行加持

電力數據的大量傳輸需要通過相關設備的統一化運行進行適當的維持，由于當前我國電力分布較廣，范圍較大，同時遍布幾千個城市，因此存供電連接難的問題，在無線網絡發達的今天，通過傳統的無線網支持很難滿足當前客戶的需求，而泛在電力物聯網將新型5G網絡運用其中，從而大幅度提升了電力物聯網的運行效率，而所謂第五代移動通信技術，是在4G網絡已有的基礎上實施革新和提升的一項全新網絡技術，雖然目前仍舊處于研究中狀態，但預計5G網絡的運行速度將是4G網絡的十倍，作為信息時代的最強代表，5G網絡功能能夠更有效的解決電力傳輸和地域等方面限制網絡的弊端，提升網絡運行速度的同時，也能讓更多還接觸過網絡的人，體驗到來自網絡時代的魅力，如此高效的帶寬和網速不但能滿足人類的需求，連同現代很多高端運行設備也能同時接入，從而達到最佳的服務狀態，因此對于電力的輸送方面，泛在電力物聯網的運用具有一定的真實有效的作用，5G網絡的主要目標是讓終端用戶隨時隨地能夠實現聯網狀態，5G網絡將來支持的設備遠遠不止目前我們能看到的這些機器設備，還會通過更多的方式代入到工業以及其他產業當中。

2.2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。

3電力物聯網的實施策略

3.1提高電網安全經濟運行水平

目前，我國電網存在能源分布不均，網架結構不合理，電網調節能力不足等問題。泛在電力物聯網可以有效地解決這些問題，并通過物聯網技術推動電力系統的發展，“發—輸—變—配”各個環節的安全穩定運行。結合物聯網技術，研發風能、太陽能、負荷實時監測以及功率預測系統，建立以火電機組為底層支撐的能源統一調控系統。結合物聯網技術提高輸電環節可靠性、設備狀態自動診斷技術，利用智能傳感及智能終端提升保護、通信等二次設備的感知能力以及終端智能，實現聯合處理，數據傳輸，綜合判斷等功能，能夠使電網的安全性、可靠性與智能化水準得以提升。結合電力物聯網技術，建立智能配電管理系統（IDMS），實現配網狀態監測、智能巡檢、快速故障診斷恢復、優化運行控制與管理全部在線;對于難以線上工作的現場作業環節，通過電子身份認證、電子工作票以及在線監督，可以降低人員冗余，提高工作效率。

3.2新能源利用效率

目前，我國電力的主要來源是火力發電，風能發電、光能發電及核能發電等新能源發電占比不超過30%，尤其是我國三北地區棄風、棄光現象比較嚴重，造成了嚴重的資源浪費。泛在電力物聯網技術的應用，可以增加新型能源的利用效率。利用該技術的全息感知對所有能源進行合理分配，實現實現源、網、荷、儲的靈活交換。此外，應用過程中，技術人員可以把分布式新能源進行聚集，使其形成相互聯系的交互實體，構建虛擬電廠，以互補的方式調整傳統能源與新能源之間的占比，借此優化資源調度。

3.3打造智慧能源的服務平臺

智能能源服務平臺為網格以及用戶提供了一個交互式平臺。利用合理的商業模式與激勵政策提升用戶參與電力互動的積極性，通過電動汽車參與電網調峰調頻對用戶進行電價補償，通過智慧能源服務平臺將傳統能源企業、園區工業、智慧城市、新興企業全部納入服務范圍，通過電動汽車網絡，光伏云網絡，終端邊緣計算等技術，提供新的能源服務，如互聯網金融，大數據運營以及在線供應鏈融資，超越基本供電服務。從而建成涵蓋發電運營、電網、政府、金融機構、第三方投資、用戶、裝置制造等在內的能源生態體系。

目前，基于曼頓物聯網開關技術的智慧安全用電平臺建設己在黔西南州初具雛形，平臺管理用戶中政府機關，企事業單位、學校、居民等，除能實現泛在物聯網各終端之間的信息交互，還能對用戶的安全用電進行的智慧化監控，同時平臺提供有多種數據通訊接口，可為下一步實現跨區域電網間的泛在電力物聯提供相應的技術可能。

結語

需要強調的是，物聯網作為一種在數據處理和分析泛在電力物聯網信息安全、經濟模式轉型、基礎設施建設和前沿研究等方面存在許多技術問題。

在國家政策的支持和該部門專家的研究和幫助下，建立了一套理論信息和通信系統來支持建設。泛在電力物聯網未來，將會在理論不斷創新，技術不斷發展的背景下實現社會各個行業的緊密合作，建立一個世界一流的能源生產和供給的智能網絡。

參考文獻：

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[2]史海疆.泛在電力物聯網促進新能源發展———訪國網能源研究院新能源與統計研究所高級研究員閆湖[J].電氣時代，2019（07）：21.

（作者單位：貴州萬峰電力股份有限公司）