泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及智慧城市建設(shè)

應(yīng)咚咚

【摘??要】伴隨電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，發(fā)電裝機(jī)容量的持續(xù)增加以及分布式新能源的大量涌現(xiàn)，電網(wǎng)的連接主體日益增多并成為能源革命的中心環(huán)節(jié)和能源輸送和轉(zhuǎn)換利用的樞紐，對(duì)其靈活調(diào)節(jié)能力和智能化、數(shù)字化發(fā)展提出了新的更高要求。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是解決電網(wǎng)技術(shù)問題、突破電網(wǎng)發(fā)展瓶頸的有效途徑，是電網(wǎng)公司的全面創(chuàng)新和深刻變革，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將帶動(dòng)電網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展，引領(lǐng)智慧城市建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】泛在電力物聯(lián)網(wǎng);智慧城市;建設(shè)

1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念及特點(diǎn)

1.1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是指充分應(yīng)用“大云物移智”等現(xiàn)代化信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知，信息高效處理，應(yīng)用更加靈活等特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電網(wǎng)公司具有智慧化、多元化、生態(tài)化特征的“第二張網(wǎng)”，與電網(wǎng)公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)相輔相成、融合發(fā)展，二者協(xié)同并進(jìn)形成強(qiáng)大平臺(tái)，構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。

1.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)具有全息感知、泛在連接、開放共享、融合創(chuàng)新的特點(diǎn)。全息感知是指電網(wǎng)各環(huán)節(jié)設(shè)備與用戶狀態(tài)的全面感知和業(yè)務(wù)全面穿透。泛在連接是指實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備、用戶及數(shù)據(jù)的全時(shí)空泛在連接。開放共享是指電網(wǎng)數(shù)據(jù)價(jià)值的共享融通，為能源行業(yè)和市場主體發(fā)展創(chuàng)造共享平臺(tái)。融合創(chuàng)新是指泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)深度融合，生產(chǎn)者和消費(fèi)者共同參與電網(wǎng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，支撐電網(wǎng)公司創(chuàng)造更高水平價(jià)值。

2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1智能化終端

目前電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)終端主要包括智能電表、輸變電監(jiān)測裝置、配電自動(dòng)化裝置、調(diào)度自動(dòng)化測點(diǎn)等。現(xiàn)有終端標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，需建立統(tǒng)一架構(gòu)體系，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)智能化終端研發(fā)，形成業(yè)務(wù)終端統(tǒng)一接入和管理：①需規(guī)范智能業(yè)務(wù)終端上聯(lián)接口協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，結(jié)合智能芯片精度高、體積小、低功耗等特點(diǎn)，推動(dòng)新型業(yè)務(wù)終端規(guī)?；瘧?yīng)用和存量終端更新?lián)Q代、標(biāo)準(zhǔn)化接入。②需加快研究跨專業(yè)數(shù)據(jù)同源采集和多終端功能集成與跨專業(yè)復(fù)用，提升業(yè)務(wù)終端在線率。

2.2通信網(wǎng)優(yōu)化

2.2.1通信網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化完善

以“高可靠、全方位、多元化、寬帶化、集中化”為目標(biāo)，優(yōu)化提升省級(jí)傳輸網(wǎng)，探索開展OTN雙平面建設(shè)，增強(qiáng)省市互聯(lián)互通能力。完善骨干光纜網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，解決骨干斷面無空余光纜纖芯問題。開展地市傳輸網(wǎng)增容改造，強(qiáng)化“PTN+SDH”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理、組網(wǎng)接入靈活、承載能力強(qiáng)、具備可持續(xù)發(fā)展的地區(qū)傳輸網(wǎng)絡(luò)。開展縣域傳輸網(wǎng)升級(jí)，解決縣域傳輸網(wǎng)低覆蓋、低帶寬問題，滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備大規(guī)模泛在接入、電網(wǎng)生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)不斷增長的帶寬需求。

2.2.2無線通信網(wǎng)技術(shù)研究

5G作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展方向，是無線接入重要演進(jìn)方向。需加快引入軟件定義網(wǎng)絡(luò)和邊緣計(jì)算技術(shù)，研究應(yīng)用5G技術(shù)滿足業(yè)務(wù)更快終端接入速率、更低業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延和更多終端連接容量需求。大帶寬方面，滿足調(diào)度、運(yùn)檢、營銷、建設(shè)等電網(wǎng)業(yè)務(wù)升級(jí)和高清化視頻通信、可穿戴智能運(yùn)檢等場景應(yīng)用需求;低時(shí)延方面，滿足配電自動(dòng)化、“三遙”等低時(shí)延電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求;廣連接方面，滿足泛在化、多樣化、智能化、規(guī)?；Ａ拷K端設(shè)備接入需求。

2.3大數(shù)據(jù)分析

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需加快構(gòu)建能源大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，利用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)建模、模擬仿真、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析等技術(shù)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)在能源領(lǐng)域的深化應(yīng)用，提升大數(shù)據(jù)技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合能力，有效輔助政府決策和促進(jìn)行業(yè)協(xié)同發(fā)展。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的大力推進(jìn)，能源管理將以能源互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以電能為支撐，綜合冷、熱、電、熱水等多種分布式能源，構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷”互動(dòng)的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的需求迫切，能源大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的構(gòu)建可推動(dòng)數(shù)據(jù)共享融通，實(shí)現(xiàn)能源協(xié)調(diào)控制和綜合能效管理，促進(jìn)能源行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。

3泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及智慧城市

眾所周知，全球城市集中了全球約50%的人口，創(chuàng)造了全球80%的GDP，消費(fèi)了75%的自然資源和80%的能源供應(yīng)，產(chǎn)生了約75%的全球碳排放。面對(duì)能源短缺、環(huán)境污染、交通擁堵等城市發(fā)展突出問題，各國積極探索應(yīng)用智能技術(shù)、信息技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)，建設(shè)智慧城市。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電力行業(yè)推動(dòng)智慧城市建設(shè)的積極探索和有效途徑。首先，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是智慧城市的重要組成部分。智慧城市包括能源、交通、行政等各個(gè)公共服務(wù)領(lǐng)域，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)都是智慧城市的有效組成部分。其次，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是智慧城市的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層，承載智慧城市能源相關(guān)服務(wù)，是智慧城市最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。第三，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是智慧城市的重要樞紐平臺(tái)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)融合將是智慧城市能源匯集、傳輸和應(yīng)用的樞紐平臺(tái)，也是城市信息共享、創(chuàng)新發(fā)展的平臺(tái)，將促進(jìn)智慧城市的實(shí)時(shí)感知能力，資源共享、應(yīng)用能力。

4泛在電力物聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)智慧城市建設(shè)的主要方面

4.1智慧共享，推動(dòng)能源設(shè)備和城市基礎(chǔ)設(shè)施的融合共享

實(shí)施路燈桿一桿多用、輸電鐵塔一塔多用，拓展城市監(jiān)控、環(huán)境檢測、無線熱點(diǎn)等功能;實(shí)施光伏等新能源技術(shù)與路面、座椅、公交站臺(tái)、垃圾箱等公共設(shè)施有機(jī)融合;實(shí)施變電站、充換電站和數(shù)據(jù)中心站等合一建設(shè)。

4.2智慧供能，建立安全高效、清潔低碳的供能體系

城市能源供應(yīng)面對(duì)集中和分布式的新能源發(fā)電接入、提升能源利用效率等挑戰(zhàn)，需要以電網(wǎng)為樞紐，構(gòu)建電網(wǎng)、電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能等多種能源主體之間的協(xié)調(diào)控制，搭建冷、熱、水、風(fēng)、光、氣等多種能源的自由交換平臺(tái)，以促進(jìn)各類能源的多能互補(bǔ)、綜合利用。

4.3智慧用能，構(gòu)建智能感知、多能互補(bǔ)的用能系統(tǒng)

應(yīng)用冷、熱、電、氣等多能源標(biāo)準(zhǔn)化采集和傳感設(shè)備，打造智慧能源建筑，直流樓宇等典型的智慧用能形態(tài);推動(dòng)運(yùn)輸領(lǐng)域低碳化、生產(chǎn)領(lǐng)域無煤化、生活領(lǐng)域電氣化，開展全流域岸電設(shè)施建設(shè)，減少港口污染物排放;構(gòu)建虛擬電廠，引入市場機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多種能源協(xié)調(diào)互補(bǔ)和梯級(jí)利用。

4.4智慧家居，打造便捷舒適、節(jié)能環(huán)保的家居生活

研究和推廣具備負(fù)荷辨識(shí)等新型智能電表，為家庭提供用能智慧管理系統(tǒng)，對(duì)家庭的用能系統(tǒng)進(jìn)行綜合能效分析、實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制，從而減低建筑的能源消耗，降低家庭的用能費(fèi)用;研究和實(shí)現(xiàn)電、水、氣、熱四表數(shù)據(jù)的查詢和繳費(fèi)，試點(diǎn)應(yīng)用家庭能源路由器。

4.5智慧出行，形成廣泛覆蓋、高效靈活的電動(dòng)汽車充電服務(wù)

建設(shè)和完善智能車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，加大電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)力度，優(yōu)化電動(dòng)汽車充電體驗(yàn)，為用戶提供便捷、高效的充電服務(wù);研究和應(yīng)用大功率無線充電;研究電動(dòng)汽車與電網(wǎng)雙向互動(dòng)等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車能源供需的全時(shí)空優(yōu)化平衡。

4.6智慧服務(wù)，構(gòu)造綜合供能，數(shù)據(jù)共享的智慧平臺(tái)

依托電力能源數(shù)據(jù)，開展能效診斷、節(jié)能改造、運(yùn)行托管等智慧能源綜合服務(wù)，滿足企業(yè)能效提升需求。開拓綠證交易、能源審計(jì)等新型服務(wù)業(yè)務(wù)，提升城市能源資源配置能力。開展水、電、氣等“多表合一”工程，提供各類數(shù)據(jù)的集中采集服務(wù)，形成集約高效的采集、運(yùn)維、代抄和代收等服務(wù)模式。

5結(jié)語

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是一個(gè)開放、復(fù)雜、宏大的社會(huì)工程，需要樹立開放、合作、共贏的理念，吸引更多社會(huì)資本和各類市場主體參與建設(shè)和價(jià)值創(chuàng)造，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同發(fā)展，打造共建共治共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈，使全社會(huì)共享發(fā)展成果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]汪峰.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)及智慧城市建設(shè)[J].中國電力企業(yè)管理，2019（19）：66-67.

（作者單位：杭州市電力設(shè)計(jì)院有限公司）