泛在電力物聯網下的配網物資采購策略分析與實現

(貴州電網有限責任公司貴陽供電局,貴州貴陽 550000)

0 引言

在我國市場經濟不斷發展、國民經濟對于電能需求不斷增加的背景下，增大電網建設投資是必然趨勢。隨著電網建設規模擴大，輸電、變電、配電設備的接入數量和類型也在不斷增加，導致電網運行復雜程度的提升，其對傳統電網管理方式提出了挑戰。另一方面，人工智能技術的發展也對電網運行方式提出了新的要求。因此，需要我們結合泛在物聯技術，將現有電力系統改造成泛在電力物聯網，以便滿足未來電力發展的需要，也是提高當前電網運行效率的重要途徑。電力行業是裝備型的產業，電力物資的采購作為企業經營活動的關鍵環節之一，對于降低企業成本，提高整體經濟效益具有舉足輕重的作用。如何通過泛在電力物聯網技術，來建設一套配網物資采購策略分析系統，以便提高配網物資采購策略分析的準確性，減低物資采購成本，實現物資采購的最優化控制，是我們迫切需要解決的問題。

1 泛在電力物聯網

泛在物聯是指不受時間、地點、人員、物體的限制，實現任何物之間的信息互聯和交互。而泛在電力物聯網是電力用戶及其設備，電網企業及其設備，發電企業及其設備，供應商及其設備，以及人和物的信息互聯和交互[1]。

1.1 泛在電力物聯網基本特征

泛在電力物聯網是物聯網技術在電力行業中的深化應用，其實現電力系統中各環節的任何物之間的信息互聯和交互，具有狀態全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活的特征。

1.1.1 狀態全面感知

傳感器作為電力物聯網中的重要內容，可根據電力行業的實際需求部署在電力設備內部，實現信息全面感知。在無線通信技術飛速發展下，無線傳感設備應運而生，無需網絡基礎設施的支撐便可靈活部署，借助自組織協作的方式構建通信連接，實現電力系統中各個環節與周圍環境信息的采集、感知和處理[2]。

1.1.2 應用便捷靈活

傳感器可在信息傳遞之前，對信息進行壓縮，以免因數據冗余造成通道堵塞，再將信息傳遞到網絡匯聚中心中，最后利用專用網絡降低傳遞給用戶端。同時，通信設備還可通過多跳方式進行通信，網絡中的通信鏈路眾多，可有效縮短設備間的距離，提高網絡通信的靈活度、容錯性。

1.1.3 信息高效處理

在電力物聯網中，數據采集和傳遞屬于基本功能，而信息智能處理技術的誕生和應用為電力工作者提供極大便利，可根據實際需求增設傳感器對電網運行情況進行監控和處理，其智能化程度較高、能夠更方便地拓展業務應用。

1.2 泛在電力物聯網技術架構

圖1 電力物聯網技術架構圖

泛在電力物聯網的技術架構分為感知層、網絡層、平臺層和應用層。最底層是具體感應物體位置、溫度、價格等數據的信息采集層，我們稱之為智能感知層，其在采集相關數據后，進行信息分析與處理，過濾掉噪聲數據，以便實現“智能”的信息采集；第二層為網絡層，負責傳輸采集到的信息；第三層平臺層則利用物聯網服務信息模型、資源調度運行框架和業務數據中心來提升業務數據處理和云霧協同能力；最上一層為應用層，是將采集到的數據來實現一些具體業務應用，如配網物資采購策略分析等。泛在電力物聯網技術架構如圖1所示。

（1）智能感知層對于物聯網來說是其感覺器官，通過這一層傳感器，我們能夠實現數據智能感知和實時采集。智能感知層主要通過傳感器來實時采集有用的數據，并對采集到的數據進行一些“智能化”的處理，以便信息的使用與傳輸。

（2）網絡層負責通過網絡把智能感知層采集到的信息傳遞到平臺層信息處理與分析中心。網絡層中數據可以通過各種網絡來傳輸，當然網絡層中要有一個中間件來屏蔽下層網絡的異構性，因為在下層網絡中，傳感器的標準不一，傳輸模式也不統一，造成了網絡形成多種多樣，標準不同，造成了網絡的復雜性，要通過一種中間件網絡層來把各種不同的網絡融入到一起，組成一個龐大的物聯網網絡[3]。

（3）平臺層提供數據存儲、業務建模、數據發布等大數據基礎服務、以及物聯網服務信息模型、資源調度運行模塊、云計算資源池、業務數據中心、應用集成服務等信息數據處理的基本功能。

（4）應用層是根據物聯網中數據，并基于平臺層的信息處理模塊來進行各種業務應用。應用層可以提供服務調用接口或API等平臺類型的服務，也可以是具體業務應用，如本文中的配網物資采購策略智能分析。應用層通過智能感知配網物資生產原材料市場價格、供應商信息、社會用電量、配網物資生產周期、配網物資市場價格、配網物資采購價格等數據，分析出上述信息與采購策略之間的關系，形成物資采購策略分析數學模型，并最終生成最優的配網物資采購策略方案。

2 配網物資采購策略分析系統實現

2.1 配網物資采購智能感知

配網物資采購策略分析系統通過CSGII系統數據接口采集模塊和網絡抓取數據采集模塊，實現配網物資生產原材料市場價格、供應商信息、用電量、生產周期、配網物資市場價格、采購價格等數據的在線監測。其中配網物資采購價格、供應商信息、用電量等數據由CSGII系統數據接口模塊通過內網的業務系統數據同步方式獲得，配網物資市場價格、配網物資生產原材料市場價格、生產周期則由網絡抓取數據采集模塊在互聯網上通過搜索和數據抓取方式獲得，網絡抓取數據采集模塊需對互聯網上采集數據進行清洗、轉換、整合、加載等一系列處理，剔除一些異常的數據。系統網絡層將采集到的數據處理后集成傳輸到平臺層。智能感知層定期采集相關業務信息，當原材料市場價格等采集數據發生突變時，可由采集模塊發出預警，并觸發進行配網物資采購策略分析。

2.2 配網物資采購策略智能分析

配網物資采購策略分析系統將采集到的數據進行整合，形成物資采購主題大數據庫，為后續數據分析提供數據來源。平臺層建立物資采購策略分析服務信息模型，由資源調度運行模塊對物資主題大數據庫中的數據調用多元線性回歸模型、粒子群預測模型、BP人工神經網絡模型等算法進行智能分析，生成配網物資采購最優策略方案。平臺層物資采購策略分析驗證模塊則將生成的配網物資采購最優策略和物資主題大數據庫中的樣本數據導入服務信息模型中，進行模型訓練驗證，所得結果可用于對采購策略方案進行最優化處理，以及物資采購策略分析服務信息模型的優化。平臺層計算結果儲存在業務數據中心。

2.3 配網物資采購策略分析應用

物資采購策略分析應用層則以餅圖，熱點分布、領導駕駛艙等方式，展現出配網物資采購策略分析結果，為電力系統配網物資采購決策提供參考依據，并判斷供應商所報價格是否合理，避免企業采購費用的損失，以及及時對物資采購智能感知層發出的原材料市場價格異常等預警進行響應，減少供電局的采購成本。

3 結論

泛在電力物聯網本質是實現各種信息傳感設備與通信信息資源的共享，從而形成具有實時采集、智能處理和自我調節的物理實體。各實體之間的協同和互動，使得有關物體相互感知和反饋控制，形成一個更加智能的電力生產、物資采購的體系。基于泛在電力物聯網的配網物資采購策略分析系統能夠通過物資采購智能感知層及時獲取原材料市場價格異常波動等預警，并進行智能分析與計算，生成配網物資采購策略最優方案。該系統減少了電力物資采購成本，提高企業競爭力，同時系統將配網物資采購策略以可視化的方式展示，能夠為供電局提供精準的物資采購策略分析服務，提高供電局物資保障的工作效率，從而創造無形的經濟和社會效益。