泛在電力物聯(lián)網的發(fā)展與實施

張榮

摘要：經濟的發(fā)展，城市化進程的加快，人們對電能的需求也逐漸增加。同時，物聯(lián)網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，產生了很多先進技術并加以支持使用。本文就泛在電力物聯(lián)網的發(fā)展與實施展開探討。

關鍵詞：物聯(lián)網;電力系統(tǒng);技術

引言

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(guī)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。

1泛在電力物聯(lián)網

泛在電力物聯(lián)網是應用于電網的工業(yè)級物聯(lián)網，在線連接能源生產、傳輸與消費各環(huán)節(jié)的人、機、物，實現(xiàn)狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活，基于完全信息的數(shù)據驅動實現(xiàn)智能控制，通過全面感知和精準預測實現(xiàn)對隨機性和不確定性的有效處理，通過泛在互聯(lián)和智能應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需求預測和個性化服務。電力大數(shù)據來源于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電、變電、調度各個環(huán)節(jié)，包括電網運行和設備監(jiān)測數(shù)據、營銷數(shù)據、電力企業(yè)管理數(shù)據，具有數(shù)據體量大、數(shù)據類型多樣、價值高、處理速度快的特點。

2泛在電力物聯(lián)網的關鍵核心技術

2.1通信技術

究其本質，泛在電力物聯(lián)網是整合了繁復電力設施、海量用戶的物聯(lián)網，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)網的正常運行，惟有具備全面化、穩(wěn)固性、高速發(fā)達的通信體系，方可以有效確保泛在電力物聯(lián)網各環(huán)節(jié)工作有序、關聯(lián)性地高速遠轉開來，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)網所獨具特色的優(yōu)勢凸顯出來。如同電網那般，日后這一通信體系也會逐漸融入到各家各戶里面，供電網絡同通信網絡也必然會整合于一個完整體，這一通信體系的構建，有助于強化供電網絡供電的穩(wěn)固性及資產使用效率，并對電網加以有效防范，以防其遭受各類內外界因素的不良攻擊，強化電網的牢靠性。而在這方面，又要依靠兩項關鍵技術為撐持：其一全面開放的通信架構，是保障通信技術順利實施的前提，維系通信的暢達性，并以其有序性、可執(zhí)行性等特點，大大強化了電網內不同元件間的信息交互品質，其二要有一個整體性的技術標準，以達成系統(tǒng)同各應用間的有效銜接。

2.2智能芯片

在電力系統(tǒng)發(fā)展的進程中，計量、變換、保護、控制、監(jiān)測以及用電等設備在被不斷的接入到電力系統(tǒng)中，而這些不同的設備在運行過程中產生了大量的數(shù)據，而在現(xiàn)場數(shù)據采集的專業(yè)領域中，有些設備仍舊是基于傳統(tǒng)的工業(yè)采集裝置，故而無法很好的保障其數(shù)據的安全性，而采集到的數(shù)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(xiàn)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(tǒng)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(fā)的EdgeTPU芯片以及我國中科院所研發(fā)的“寒武紀”芯片都可以進行海量的數(shù)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(tài)感知以及智能化功能。

2.35G網絡運行加持

電力數(shù)據的大量傳輸需要通過相關設備的統(tǒng)一化運行進行適當?shù)木S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(fā)達的今天，通過傳統(tǒng)的無線網支持很難滿足當前客戶的需求，而泛在電力物聯(lián)網將新型5G網絡運用其中，從而大幅度提升了電力物聯(lián)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(tài)，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(xiàn)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(tài)，因此對于電力的輸送方面，泛在電力物聯(lián)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(xiàn)聯(lián)網狀態(tài)，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(yè)以及其他產業(yè)當中。

3泛在電力物聯(lián)網的應用展望

3.1促進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)電和風電裝機居世界首位，且新能源發(fā)電的裝機占比不斷提升，但三北地區(qū)棄風棄光現(xiàn)象嚴重。新能源的大規(guī)模并網受到客觀技術限制，其波動性和不確定性是造成新能源大規(guī)模并網困難的重要原因。泛在電力物聯(lián)網可以結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)電設備的智能控制系統(tǒng)，便于做出最優(yōu)響應，提升機組運行的穩(wěn)定性;另一方面，采集新能源發(fā)電的數(shù)據，進行短期發(fā)電預測，為電網調度提供參考，提高電網運行的穩(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的方式進行配置、組合，通過聚合用戶側可控負荷，提高電網可調控容量占比，提升新能源并網水平。泛在電力物聯(lián)網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，緩解棄風棄光現(xiàn)象，促進新能源消納。

3.2強化電網安全經濟運行水平

現(xiàn)階段，國內電網顯露出能源分布缺乏均衡性、網架構造缺乏科學性、電網本身調控水平有限等須待處理的問題，物聯(lián)網技術的有機融入，能行之高效地填補這些缺陷，助力電網各領域的高效平穩(wěn)遠轉，依托物聯(lián)網，強化輸電工作的安全性和穩(wěn)定性，通過智能終端來強化維護、通信等二次設備的感知水平，優(yōu)化整體協(xié)調、信息輸送、整合評析等功能，切實強化電網的整體智能化和穩(wěn)定系數(shù)，并構建智能化的配電監(jiān)管體系，對配電工作展開實時管控。

3.3電力數(shù)據共享服務

電力數(shù)據服務平臺可以實現(xiàn)宏觀經濟預測、住房空置率計算、居民消費水平評估等服務，助力政府做出高效精準決策;可以實現(xiàn)企業(yè)信用評估、行業(yè)趨勢研判、精準營銷、商業(yè)選址規(guī)劃等服務，幫助企業(yè)節(jié)支增效;可以實現(xiàn)優(yōu)化用能建議、優(yōu)質服務提升等服務，提升電力用戶獲得感;可以實現(xiàn)第三方數(shù)據公共服務產品標準開發(fā)生態(tài)環(huán)境，培育大數(shù)據運營“獨角獸”企業(yè)。

結語

需要強調的是，物聯(lián)網作為一種在數(shù)據處理和分析泛在電力物聯(lián)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。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。泛在電力物聯(lián)網未來，將會在理論不斷創(chuàng)新，技術不斷發(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和供給的智能網絡。

參考文獻

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