電力物聯網發展情況初探

夏俊雅 周銳

摘要：介紹了國內外電力物聯網的發展戰略，探討了我國電力物聯網發展概況，包括發展目標、發展基礎、基本框架、功能等，并對未來電力物聯網的核心技術進行了展望。

關鍵詞：電力物聯網;智能電網;能源互聯網

0 引言

物聯網的概念最早由麻省理工學院（MIT）學者于1999年提出，它是指通過信息傳感設備實現“物物相連”的互聯網，即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現對物品的智能化識別和管理功能。

1 物聯網發展戰略

1.1 ? ?國外物聯網發展戰略

2005年4月8日，在日內瓦舉辦的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟專門成立了“泛在網絡社會國際專家工作組”。根據這個工作組的報告，許多國家開始制定和實施物聯網發展戰略。近幾年各個國家分別提出新的物聯網發展戰略。2013年，德國提出《德國工業4.0》戰略。該戰略實施基礎是網絡實時技術和物聯網，投入達2億歐元，旨在實現產品制造流程自動化，建設具有高效性、適用性、信息化、自動化、符合基因工程的智慧工廠，提高德國制造業智慧化水平。2014年，美國提出《工業互聯網及先進制造計劃2.0》。2015年，日本政府頒布了《機器人新戰略》。為了保持日本在物聯網時代的機器人領先地位，該戰略明確了機器人之間的網絡化，機器人數據采集以及機器人利用海量數據的自我控制、安全管理是機器人發展趨勢。該戰略標志著日本擁抱物聯網時代的到來，制定機器人相關國際標準的決心。

1.2 ? ?我國物聯網發展戰略

2011年，中國信息通信研究院指出：“物聯網是通信網和互聯網的拓展應用和網絡延伸，它利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，通過網絡傳輸互聯，進行信息計算、處理和知識挖掘，實現人與物、物與物信息的交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精準管理和科學決策目的。”我國自2015年陸續推出的一系列規劃設計，指引我國互聯網加速進入“跨界融合、集成創新、規模化發展”的新時代。《中國制造2025》戰略確立了我國三步走實現制造強國戰略目標：第一步，到2025年邁入制造強國行列;第二步，到2035年我國制造業整體達到世界制造強國陣營中等水平;第三步，到新中國建立100年，我國制造業大國地位更加鞏固，綜合實力進入世界制造強國之列。《中國制造2025》戰略同時提出了“五大工程”和“十大重點領域”，重要內容包括做大做強國有企業、注重人工智能、支持民營企業的發展等。

2 我國電力物聯網發展概況

2.1 ? ?我國電力物聯網發展目標

2019年，國家電網公司提出要建設世界一流的能源互聯網企業。能源互聯網是“兩網”（指“智能電網”和“電力物聯網”）深度融合，實現“電力流”“數據流”“業務流”三流合一的新型電力網絡。

能源互聯網是以大數據、云計算、物聯網、移動互聯網、智能電網為技術支撐的泛在電力物聯網通過標準化信息接口與智能電網連接，對物理電網全面、深度、多維感知，最終實現萬物互聯、信息共享、人機交互的功能。泛在物聯網在數字、信息方面為電網保駕護航，保障了電網的數據流、業務流的暢通。“兩網”的深度融合是物理電網與數字電網的有機結合，構成了“電力流”“數據流”“業務流”三流合一的能源交互平臺——能源互聯網。能源互聯網萬物互聯、數據共享，服務10億多用戶，連接10萬供應商。

作為能源平臺企業，能源互聯網打通各環節實現數據共享、深度挖掘，可以服務于其他行業，提高社會影響力。它也是能源領域全要素、全產業鏈、全價值鏈、全面連接的新型價值創造平臺和生態系統，是工業互聯網在能源領域的具體體現。筆者認為智能電網是能源互聯網的骨架、肌肉，泛在電力物聯網是能源互聯網的大腦、神經，智能電網是物聯網的物理支撐，物聯網是智能電網的靈魂，“兩網”深度融合，協調發展，保證能源互聯網的優質運行。

2.2 ? ?電力物聯網發展基礎

我國已經有10多年的智能電網建設基礎。智能電網是泛在物聯網的物理基礎，構架堅強智能電網，形成電源、電網、負荷、儲能、用電互相連接的物理電網，保證了電網的電力流順暢。

我國智能電網目前已經通過特高壓骨干網架，實現西電、北電東送，消納大規模可再生能源;配電環節實現對微網、電動汽車、風光儲能等新型用戶與傳統用戶的信息流雙向互動;調度對各個生產環節實現智能預估、控制、管理。目前，我國國家電網公司智能電網按照計劃已基本建設完成。

2.3 ? ?電力物聯網基本框架

電力物聯網分感知層、網絡層、應用層。感知層通過傳感器、無線射頻識別技術（RFID）、北斗系統、計量裝置、各種智能終端、機器人、視頻裝置等測量、感知電網輸電線路狀態、變壓器狀態等電網信息。網絡層通過物聯網網關，采用無線通信、光纖通信、衛星通信或者電信運營商通信等手段將信息送到應用層。應用層進行信息處理、數據匯聚、數據挖掘、應用集成，實現智能用電、智能變電、智能配電、智能巡檢、智能家居等智能系統的應用。數據實現從“端”到“網”再到“云”的傳輸與交互。

2.4 ? ?電力物聯網功能

電力物聯網可以利用先進的傳感器感知技術、泛在物聯網技術，實現對氣象、環境、設備狀態、用戶狀態、負荷狀態、儲能狀態等參數的全面感知;利用智能深度學習技術，實現對發電和負荷的精準化預測;利用云平臺及先進的數據處理技術，對海量電網、用戶數據進行分析處理，實現電網狀態預估、需求側狀態分析、需求側潛力預估;利用人工智能強大的數據分析處理能力，實現對源、網、荷、儲各個方面的協調、平衡，進而實現對整個電網的實時、精準控制。在數據傳輸方面，能源互聯網將各個配電網、變電站數據送到數據中心，數據中心之間的數據互相傳遞，同時將數據送到云平臺，控制中心通過海量數據分析，實時監測控制電網。

2.5 ? ?電力物聯網核心技術展望

（1）智能感知技術。對電網的精準感知控制需要實現對發電、輸電、變電、配電、用電、資產等的全面感知，這要求電網具備先進的感知技術、邊緣智能技術、安全連接技術、微源取能技術等。（2）邊緣計算技術。邊緣計算技術可以滿足終端的實時需求，在終端附近對數據進行及時反映，減少帶寬成本，減少響應時間，還可以降低系統資源成本，提高終端智能水平。邊緣計算還有利于實現冗余計算、區塊鏈算法、優化算法等。（3）云計算技術及云平臺。電網一體化平臺、協同技術等都需要云計算、云平臺做依托。（4）人工智能。機器學習、圖像識別、智能機器人等人工智能，對電網控制算法優化、安全控制、安全生產、巡檢等都具有十分重要的意義。

3 結語

隨著電力物聯網發展，電網最終將實現從“用好電”到“用好能”的轉變，電網應用更加靈活、智能、準確、安全。目前，我國正在積極推動“泛在電力互聯網”建設，一場關系到百姓生活、企業生產、社會發展的“新電力革命”正在全面推進，為中國城市增添更多“智慧”。

[參考文獻]

[1] 劉金華，李琳，劉建宇，等.基于移動互聯網及物聯網技術的居民用電智能化的設計與應用[J].電子設計工程，2017，25（9）：157-161.

[2] 馬恩寧.物聯網技術在數字化變電站中的應用探討[J].電工技術，2018（24）：123-124.

收稿日期：2020-07-29

作者簡介：夏俊雅（1989—），女，安徽亳州人，研究生，講師，研究方向：電氣工程。