泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與實施

張榮

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，人們對電能的需求也逐漸增加。同時，物聯(lián)網(wǎng)的崛起也為廣大人民群眾帶來了前所未有的便利，使其在運用期間，產(chǎn)生了很多先進(jìn)技術(shù)并加以支持使用。本文就泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與實施展開探討。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);電力系統(tǒng);技術(shù)

引言

在衡量社會用電量時，電力供應(yīng)的可靠性、質(zhì)量和盈利能力都在不斷提高。電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)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(yīng)逐步分散：電價下降，能源消耗下降，電網(wǎng)活動面臨激烈的市場競爭。先進(jìn)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(shù)。

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是應(yīng)用于電網(wǎng)的工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)，在線連接能源生產(chǎn)、傳輸與消費各環(huán)節(jié)的人、機(jī)、物，實現(xiàn)狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活，基于完全信息的數(shù)據(jù)驅(qū)動實現(xiàn)智能控制，通過全面感知和精準(zhǔn)預(yù)測實現(xiàn)對隨機(jī)性和不確定性的有效處理，通過泛在互聯(lián)和智能應(yīng)用對人的價值獲取意愿和行為的有效理解，實現(xiàn)以客戶為中心的精準(zhǔn)需求預(yù)測和個性化服務(wù)。電力大數(shù)據(jù)來源于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電、變電、調(diào)度各個環(huán)節(jié)，包括電網(wǎng)運行和設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)、營銷數(shù)據(jù)、電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)體量大、數(shù)據(jù)類型多樣、價值高、處理速度快的特點。

2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵核心技術(shù)

2.1通信技術(shù)

究其本質(zhì)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是整合了繁復(fù)電力設(shè)施、海量用戶的物聯(lián)網(wǎng)，所以，在其運行過程中要依靠集實時性、雙向性、高速性為一體的通信體系，來維系泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的正常運行，惟有具備全面化、穩(wěn)固性、高速發(fā)達(dá)的通信體系，方可以有效確保泛在電力物聯(lián)網(wǎng)各環(huán)節(jié)工作有序、關(guān)聯(lián)性地高速遠(yuǎn)轉(zhuǎn)開來，不具備一個完善穩(wěn)固的通信體系便不能將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)所獨具特色的優(yōu)勢凸顯出來。如同電網(wǎng)那般，日后這一通信體系也會逐漸融入到各家各戶里面，供電網(wǎng)絡(luò)同通信網(wǎng)絡(luò)也必然會整合于一個完整體，這一通信體系的構(gòu)建，有助于強(qiáng)化供電網(wǎng)絡(luò)供電的穩(wěn)固性及資產(chǎn)使用效率，并對電網(wǎng)加以有效防范，以防其遭受各類內(nèi)外界因素的不良攻擊，強(qiáng)化電網(wǎng)的牢靠性。而在這方面，又要依靠兩項關(guān)鍵技術(shù)為撐持：其一全面開放的通信架構(gòu)，是保障通信技術(shù)順利實施的前提，維系通信的暢達(dá)性，并以其有序性、可執(zhí)行性等特點，大大強(qiáng)化了電網(wǎng)內(nèi)不同元件間的信息交互品質(zhì)，其二要有一個整體性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)成系統(tǒng)同各應(yīng)用間的有效銜接。

2.2智能芯片

在電力系統(tǒng)發(fā)展的進(jìn)程中，計量、變換、保護(hù)、控制、監(jiān)測以及用電等設(shè)備在被不斷的接入到電力系統(tǒng)中，而這些不同的設(shè)備在運行過程中產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)，而在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的專業(yè)領(lǐng)域中，有些設(shè)備仍舊是基于傳統(tǒng)的工業(yè)采集裝置，故而無法很好的保障其數(shù)據(jù)的安全性，而采集到的數(shù)據(jù)也存在精度較低的問題，這也使得終端的設(shè)備無法很好的實現(xiàn)智能化。而針對這一問題，目前可以借助于智能芯片技術(shù)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(shè)備的信息進(jìn)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(shù)來對終端設(shè)備進(jìn)行智能化，從而達(dá)到本地化的自我控制。這樣一來，就徹底打破了傳統(tǒng)設(shè)備具備遙測功能而不具備遙控能力的尷尬局面。在當(dāng)代科技中，谷歌所研發(fā)的EdgeTPU芯片以及我國中科院所研發(fā)的“寒武紀(jì)”芯片都可以進(jìn)行海量的數(shù)據(jù)處理，以及邊緣計算，而這意味著智能芯片不斷的推進(jìn)終端設(shè)備的全息動態(tài)感知以及智能化功能。

2.35G網(wǎng)絡(luò)運行加持

電力數(shù)據(jù)的大量傳輸需要通過相關(guān)設(shè)備的統(tǒng)一化運行進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S持，由于當(dāng)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(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今天，通過傳統(tǒng)的無線網(wǎng)支持很難滿足當(dāng)前客戶的需求，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將新型5G網(wǎng)絡(luò)運用其中，從而大幅度提升了電力物聯(lián)網(wǎng)的運行效率，而所謂第五代移動通信技術(shù)，是在4G網(wǎng)絡(luò)已有的基礎(chǔ)上實施革新和提升的一項全新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，雖然目前仍舊處于研究中狀態(tài)，但預(yù)計5G網(wǎng)絡(luò)的運行速度將是4G網(wǎng)絡(luò)的十倍，作為信息時代的最強(qiáng)代表，5G網(wǎng)絡(luò)功能能夠更有效的解決電力傳輸和地域等方面限制網(wǎng)絡(luò)的弊端，提升網(wǎng)絡(luò)運行速度的同時，也能讓更多還接觸過網(wǎng)絡(luò)的人，體驗到來自網(wǎng)絡(luò)時代的魅力，如此高效的帶寬和網(wǎng)速不但能滿足人類的需求，連同現(xiàn)代很多高端運行設(shè)備也能同時接入，從而達(dá)到最佳的服務(wù)狀態(tài)，因此對于電力的輸送方面，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的運用具有一定的真實有效的作用，5G網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)是讓終端用戶隨時隨地能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，5G網(wǎng)絡(luò)將來支持的設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止目前我們能看到的這些機(jī)器設(shè)備，還會通過更多的方式代入到工業(yè)以及其他產(chǎn)業(yè)當(dāng)中。

3泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用展望

3.1促進(jìn)清潔能源的高效利用

近年來，我國新能源快速發(fā)展，光伏發(fā)電和風(fēng)電裝機(jī)居世界首位，且新能源發(fā)電的裝機(jī)占比不斷提升，但三北地區(qū)棄風(fēng)棄光現(xiàn)象嚴(yán)重。新能源的大規(guī)模并網(wǎng)受到客觀技術(shù)限制，其波動性和不確定性是造成新能源大規(guī)模并網(wǎng)困難的重要原因。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)可以結(jié)合人工智能為這一問題提供解決方案。一方面，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)依托泛在全息感知，采集發(fā)電環(huán)境的動態(tài)變化信息，分析處理后提供給發(fā)電設(shè)備的智能控制系統(tǒng)，便于做出最優(yōu)響應(yīng)，提升機(jī)組運行的穩(wěn)定性;另一方面，采集新能源發(fā)電的數(shù)據(jù)，進(jìn)行短期發(fā)電預(yù)測，為電網(wǎng)調(diào)度提供參考，提高電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。多種類型的電源接入后，可通過虛擬電廠或多能互補(bǔ)的方式進(jìn)行配置、組合，通過聚合用戶側(cè)可控負(fù)荷，提高電網(wǎng)可調(diào)控容量占比，提升新能源并網(wǎng)水平。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過電力市場交易的方式實現(xiàn)大規(guī)模新能源的跨省交易，緩解棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，促進(jìn)新能源消納。

3.2強(qiáng)化電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運行水平

現(xiàn)階段，國內(nèi)電網(wǎng)顯露出能源分布缺乏均衡性、網(wǎng)架構(gòu)造缺乏科學(xué)性、電網(wǎng)本身調(diào)控水平有限等須待處理的問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)融入，能行之高效地填補(bǔ)這些缺陷，助力電網(wǎng)各領(lǐng)域的高效平穩(wěn)遠(yuǎn)轉(zhuǎn)，依托物聯(lián)網(wǎng)，強(qiáng)化輸電工作的安全性和穩(wěn)定性，通過智能終端來強(qiáng)化維護(hù)、通信等二次設(shè)備的感知水平，優(yōu)化整體協(xié)調(diào)、信息輸送、整合評析等功能，切實強(qiáng)化電網(wǎng)的整體智能化和穩(wěn)定系數(shù)，并構(gòu)建智能化的配電監(jiān)管體系，對配電工作展開實時管控。

3.3電力數(shù)據(jù)共享服務(wù)

電力數(shù)據(jù)服務(wù)平臺可以實現(xiàn)宏觀經(jīng)濟(jì)預(yù)測、住房空置率計算、居民消費水平評估等服務(wù)，助力政府做出高效精準(zhǔn)決策;可以實現(xiàn)企業(yè)信用評估、行業(yè)趨勢研判、精準(zhǔn)營銷、商業(yè)選址規(guī)劃等服務(wù)，幫助企業(yè)節(jié)支增效;可以實現(xiàn)優(yōu)化用能建議、優(yōu)質(zhì)服務(wù)提升等服務(wù)，提升電力用戶獲得感;可以實現(xiàn)第三方數(shù)據(jù)公共服務(wù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)生態(tài)環(huán)境，培育大數(shù)據(jù)運營“獨角獸”企業(yè)。

結(jié)語

需要強(qiáng)調(diào)的是，物聯(lián)網(wǎng)作為一種在數(shù)據(jù)處理和分析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)信息安全、經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和前沿研究等方面存在許多技術(shù)問題。但是，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(tǒng)來支持建設(shè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來，將會在理論不斷創(chuàng)新，技術(shù)不斷發(fā)展的背景下實現(xiàn)社會各個行業(yè)的緊密合作，建立一個世界一流的能源生產(chǎn)和供給的智能網(wǎng)絡(luò)。

參考文獻(xiàn)

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