泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實施策略研究

摘要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)就是以電力網(wǎng)絡系統(tǒng)為中心，充分融合運用移動互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息化技術，實現(xiàn)電力資源的合理配置。然而，這一龐大工程需要技術和管理部門的協(xié)同工作，共同來推動物聯(lián)網(wǎng)的建造。

關鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);實施策略;有效探究

一、引言

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是依托現(xiàn)代網(wǎng)絡信息技術，借助科技化的手段來實施電力管理，主要的運營范圍是公共電力設施和家庭電力，可以達到集中管理和運行，這也是未來物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的基本趨勢。與此同時，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)要不斷地創(chuàng)新發(fā)展中心電力系統(tǒng)，以智能終端管理器為媒介，整合云平臺、電力配置網(wǎng)、傳感器，組合成有序的電力物聯(lián)網(wǎng)體系，實現(xiàn)信息交互的效果。

二、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本概念

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設的根本目的是為國家電網(wǎng)電力提供有效安全的保障，也是目前相對較科學的聯(lián)網(wǎng)形式。“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”結(jié)合了泛在、電力資源、物聯(lián)網(wǎng)三者的優(yōu)勢，形成了一種嚴密的電網(wǎng)體系，主要體現(xiàn)在日常電力監(jiān)測、數(shù)據(jù)搜集、通信網(wǎng)絡和線上鏈接等。與此同時，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)還是從傳統(tǒng)的電力模式下演變而來，融入了現(xiàn)代信息科技，建造了比較完備的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

三、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的主要特點和作用

（一）信息感知全面豐富，組網(wǎng)迅速靈活

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要是由“平臺”“網(wǎng)絡”“感知”組成，以信息物理融合（CPS）進行統(tǒng)一的設計，從而構(gòu)建專業(yè)化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。它可以根據(jù)電力行業(yè)的實際需求來規(guī)劃和設計電力資源的分布和儲備，實現(xiàn)全面綜合的感知效果。當然，這一切都歸功于現(xiàn)代化的信息網(wǎng)絡技術，利用無線電技術來感知電力網(wǎng)的分布，所達到的監(jiān)測數(shù)據(jù)全面豐富，而且組建物聯(lián)網(wǎng)也十分迅速。同時，無線電傳感設備的應用，使得電力網(wǎng)組建變得準確無誤，以自主共建協(xié)作的方式開展信息采集、處理和感知。由于物聯(lián)網(wǎng)所覆蓋的區(qū)域范圍相對廣泛，所以在電力監(jiān)控上會出現(xiàn)一定的延遲現(xiàn)象，這并不影響它的感知效果。

（二）信息整合度高，通信方式簡便

電力系統(tǒng)的運行調(diào)控和數(shù)據(jù)監(jiān)控必須精確無誤、快速傳達，想要達到這一效果需要有效的融合聯(lián)網(wǎng)和通信技術，簡化和提高局域電力的通信步驟和方式。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是由ICT技術組建的應用場地，導入人工智能技術，實現(xiàn)電網(wǎng)信息化、智能化、互聯(lián)網(wǎng)化三項發(fā)展。在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)傳遞運輸信息之前，需要對所采集的信息數(shù)據(jù)進行加工處理，做一個初步的預測，為后面的檢測省去不必要的麻煩;同時也可以保證龐大數(shù)據(jù)的安全，之后經(jīng)過傳感系統(tǒng)，結(jié)合大數(shù)據(jù)運營分析，以此來判定電力資源和網(wǎng)絡通信的具體情況。接下來，會將所得結(jié)論傳送到用戶終端，以客服服務的方式為用戶解答相關的電力問題。

（三）拓撲變化頻繁、具有一定的修復能力

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)變化頻繁主要是有以下幾個原因：1.根據(jù)“一體化聯(lián)動”能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈的內(nèi)容，傳感器的布置需要按照電力資源網(wǎng)的分布來安裝;2.傳感設備在傳達信息數(shù)據(jù)時會產(chǎn)生極大的電磁干擾，為了節(jié)省基礎設備的維修資金，傳感器需要定時的休整變動;3.由于長時間的工作運行，傳感設備容易出現(xiàn)一定的問題，如零件損壞、機械硬化、終端連接錯誤等等。雖然泛在電力物聯(lián)網(wǎng)會不定時的變化，但這并不影響傳感器的高效運行，這時需要打開智能修復系統(tǒng)，讓傳感器自主檢查治愈，根據(jù)實時變動的信息來調(diào)整。電力系統(tǒng)的路線非常復雜，所以工作人員必須全面的考慮機械設備的精準度，合理的運用，正確的梳理電力線路的分布，依照泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的“虛擬電廠”進行重整設計調(diào)和，提高基礎設備的利用率。

四、開展新型物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)設計，保證泛在電力系統(tǒng)的安全性

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)要融入智能電網(wǎng)，相互依托共同進步，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)模式的轉(zhuǎn)型。為了進一步提高電力的使用效率，政府和企業(yè)要正式開展新型物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)設計，保證泛在電力系統(tǒng)的可靠性，這是全面推進的基本途徑。

以城市電力物聯(lián)網(wǎng)建設為例，政府和企業(yè)要密切的合作，成立專門的研究機構(gòu)和部門，大力建設“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，完善基礎的電力設備，并安排網(wǎng)絡監(jiān)察小組定時的檢測“電力數(shù)據(jù)和通信接受、收范圍”。之后，政府行業(yè)機構(gòu)要主動協(xié)調(diào)能源客戶和供應商之間的關系，引領兩者同時進行“內(nèi)部用戶”體驗，感受“泛在”的信息寬廣性。接下來，政府公共事業(yè)部要在各級城市地區(qū)引入“物聯(lián)網(wǎng)”技術，給每個區(qū)縣下發(fā)相應的電力系統(tǒng)建設任務，并派遣專門的技術人員，輔助當?shù)卣_發(fā)和研究“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”，結(jié)合本地區(qū)的電力和人群特點，實施精準的管理。最后，國家電網(wǎng)公司會對每個城市地區(qū)的“物聯(lián)網(wǎng)”實施統(tǒng)一的規(guī)劃，建立“三型兩網(wǎng)”的泛在電力模式。在這個過程中，政府要遵循“體系創(chuàng)新”的原則，組建高質(zhì)量的研發(fā)隊伍，滿足每個用戶的根本需求，只有保證這一前提，才能真正地達到現(xiàn)代化的“物聯(lián)網(wǎng)”。

五、構(gòu)建完善的感知模式，加強泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設

電力物聯(lián)網(wǎng)的革新需要多方的共同努力，以“三站合一”為發(fā)展方向，把企業(yè)運營和電網(wǎng)運行作為重要的建設內(nèi)容;同時要不斷地完善物聯(lián)網(wǎng)感知模式，加強泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用。受到信息科技的影響，當前的首要任務是實現(xiàn)信息感知，把不同的傳感設備進行合力的部署的安排，針對不同對象和物體，做出準確的分析和判斷。由于電力系統(tǒng)組成龐大、結(jié)構(gòu)繁雜，致使需要大量的傳感設備，電網(wǎng)企業(yè)要開展“重整設計”，簡化傳感設備的檢測步驟，減少成本和功耗，實現(xiàn)真正的高度集成化。

例如，政府企業(yè)可以運用5G網(wǎng)絡技術，豐富電力物聯(lián)網(wǎng)的“網(wǎng)絡層”，建立專門的5G電力專網(wǎng)，并加大對傳感設備的創(chuàng)新，努力構(gòu)建起最完備的電力網(wǎng)絡系統(tǒng)。開始之前，電力企業(yè)要事先和國家電網(wǎng)部門交流，準備引入國外的感知設備，如“多維立體感知儀、電力遙感設備”等，之后，把這些傳感器零件裝置到電力設備的內(nèi)部，從而降低功率和維修成本。企業(yè)技術部門可以參照現(xiàn)在的傳感器模型，進行重新的設計，以“微型化”為目標，考慮電磁兼容的因素。完成安裝后，物聯(lián)網(wǎng)設計部門要馬上開始著手建設“虛擬電廠”，并打開應用層，分為對外和對內(nèi)業(yè)務，由一體化“國網(wǎng)云”平臺來管理，專門負責接收虛擬用戶的反饋信息，搜集整合，實施二次篩選。或者，可以建造一個“空、天、地”全局化的物聯(lián)網(wǎng)，把無線衛(wèi)星和5G技術融合，形成全覆蓋的泛在物聯(lián)網(wǎng)體系，實現(xiàn)一體化的電力管理和通信發(fā)展。在這個建設過程中，政府和企業(yè)要不斷地了解市場結(jié)構(gòu)，以便制定最有效的物聯(lián)網(wǎng)模塊。

六、保證清潔能源的消納，實施區(qū)域協(xié)調(diào)控制

基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景，要想實現(xiàn)最大化的應用效果，政府必須保證清潔能源的消納，采取統(tǒng)籌式的控制管理。當下，主要是以水力發(fā)電，造成非常大的不良影響，而風電和光伏清潔能源市場占比份額相對較低，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是實踐應用可以極大地改變這一現(xiàn)象，促進能源的合理劃分，達到最理想化的效益。

比如，在應用物聯(lián)網(wǎng)環(huán)節(jié)中，工作人員要先開展能源質(zhì)量的分析，以物聯(lián)網(wǎng)終端來實施全息感知，以免出現(xiàn)一定的漏洞，保證能源控制的有效性。政府人員要以“網(wǎng)、源”為主要因素，借助A1智能系統(tǒng)來進行觀測，把得出的分析數(shù)據(jù)實時對比。之后，在安排專門的發(fā)電人員進行能源的聚合，通過多次的發(fā)電預測來計算清潔能源的消耗比例，從而實時區(qū)域的協(xié)調(diào)控制。如果出現(xiàn)負荷的現(xiàn)象，技術人員要依托物聯(lián)網(wǎng)，通過市場微觀調(diào)控，安排物聯(lián)管理中心來規(guī)劃能源的消納。

七、物聯(lián)網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)發(fā)電層面的應用

按照物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢，電力系統(tǒng)必定離不開“中心物聯(lián)網(wǎng)”，這也是未來能源規(guī)劃的根本途徑和方式。因此，政府和企業(yè)要加快對物聯(lián)網(wǎng)的研究創(chuàng)造，深化發(fā)電系統(tǒng)的步驟和方式，只有這樣才能真正達到現(xiàn)代化的發(fā)展要求。“泛在”的根本意義是不受任何時空的約束，隨時接受一切信息，技術人員要不斷地優(yōu)化“三網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，推動“泛在電力體系”中發(fā)電部門的高效發(fā)展。

比如，政府技術研發(fā)部門可以設置一個“空間站”，用來搜集發(fā)電過程中出現(xiàn)的問題，通過物聯(lián)網(wǎng)技術解決，以“空間站”為中轉(zhuǎn)中心，并且要定時的檢查發(fā)電設備，向管理部門反饋相應的信息。發(fā)電環(huán)節(jié)是物聯(lián)網(wǎng)技術的重要內(nèi)容之一，電力工作人員要以“智慧化發(fā)展”為目標，實施專業(yè)化的管理。相關企業(yè)可以制作新型的發(fā)電設備，用來連接電力系統(tǒng)，加快電力生產(chǎn)的速度，當然這需要物聯(lián)網(wǎng)傳感器的幫助，隨時觀察電力的輸出額度，以便提高能源的生產(chǎn)效率。

八、物聯(lián)網(wǎng)技術在電力系統(tǒng)輸配電環(huán)節(jié)中應用

物聯(lián)網(wǎng)技術要根植于電力領域，引導電力的需求供應和配置，借助中心電力系統(tǒng)傳輸計劃部署，把握輸送電力的范圍，讓工作人員實時監(jiān)測電路的輸電和配電的狀態(tài)，并向終端系統(tǒng)提供信息內(nèi)容，以便科學的調(diào)整電力的傳輸計劃，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

例如，在進行電力的輸送環(huán)節(jié)中，工作人員可以利用無人攝影攝像技術，在物聯(lián)網(wǎng)的幫助下工作人員了解輸電和配電的步驟，這樣可以有效地提高物聯(lián)網(wǎng)通信的安全性。與此同時，要以分布式的電力結(jié)構(gòu)為主，從物聯(lián)網(wǎng)終端系統(tǒng)融入，跟蹤和掌握最全面的電力情況。

九、總結(jié)

綜上所述，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應用是能源圈最強勁的推廣手段，既可以實現(xiàn)資源商業(yè)化運營，又可以進行綜合能源服務，一舉兩得。與此，電力系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)還提高了電力配送的穩(wěn)定性和安全性，通信網(wǎng)絡信號也得到了極大的增強。在這些成果面前，政府和企業(yè)要戒驕戒躁，不斷地更新電力系統(tǒng)配置，利用物聯(lián)網(wǎng)來拓展業(yè)務范圍，讓每個用戶都體驗到“泛在電力”的效果。

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作者簡介：

趙蕾，北京中電普華信息技術有限公司，北京。