泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與實(shí)施

劉金平

摘? 要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為了滿足其能源革命、數(shù)字革命的發(fā)展趨勢(shì)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)提出并輔以強(qiáng)大的智能網(wǎng)絡(luò)，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)成為一個(gè)國(guó)家電網(wǎng)電源所組成的全面感知、全程在線、全要素互聯(lián)的能源電力新形態(tài)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)新形式的能源和電力相互連接。文章首先討論了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和發(fā)展的重要性。其次，關(guān)于數(shù)據(jù)服務(wù)的三個(gè)方面，即經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)安全、促進(jìn)新能源消費(fèi)和數(shù)據(jù)處理，我們應(yīng)該期待泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);數(shù)據(jù)服務(wù);經(jīng)濟(jì)安全網(wǎng);新能源消費(fèi)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）31-0077-02

Abstract： In order to meet the development trend of energy revolution and digital revolution， the concept of ubiquitous electric Internet of things has been put forward and supplemented by powerful intelligent network. Ubiquitous power Internet of things （IoT） has become a new form of energy and power composed of comprehensive perception， online and all-factor interconnection in a national power grid. Ubiquitous electricity the Internet of things is a new form of interconnection between energy and electricity. First of all， this paper discusses the basic concept of ubiquitous electric Internet of things and the importance of its development. Secondly， with regard to the three aspects of data services， namely， economic network security， promotion of new energy consumption and data processing， we should look forward to the application of the ubiquitous electric Internet of things.

Keywords： ubiquitous electric Internet of things; data services; economic safety net; new energy consumption

引言

在衡量社會(huì)用電量時(shí)，電力供應(yīng)的可靠性、質(zhì)量和盈利能力都在不斷提高。電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，形式不斷變化，供電壓力不斷增大。電力市場(chǎng)逐步開(kāi)放，電力供應(yīng)逐步分散：電價(jià)下降，能源消耗下降，電網(wǎng)活動(dòng)面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。先進(jìn)的人工智能和計(jì)算支持了完整的檢測(cè)、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(shù)。下面將介紹構(gòu)建泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念和范圍，并展望將泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念及意義

1.1 概念

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是國(guó)家不斷通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的形式實(shí)施的能源輸送，通過(guò)這種形式將電力通過(guò)發(fā)電設(shè)備、供電設(shè)備、供電企業(yè)、供電公司等將能源輸送到千家萬(wàn)戶的，搭建一個(gè)以電力為樞紐的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸了解電網(wǎng)運(yùn)作情況。

1.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于電力系統(tǒng)的意義

網(wǎng)絡(luò)中無(wú)處不在的技術(shù)使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于各方面的生產(chǎn)、傳播和消費(fèi)以及服務(wù)業(yè)的全面滲透，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)無(wú)處不在的電力基礎(chǔ)設(shè)施，來(lái)自于專職工作人員和國(guó)家政策、行業(yè)管理、能源管理和企業(yè)用戶。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通促進(jìn)了“兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)”的深度集成，提高了信息資源共享的開(kāi)放水平，創(chuàng)新了商業(yè)模式，為能源企業(yè)創(chuàng)造了新的格局。

在中國(guó)的現(xiàn)代能源體系中，電力逐漸占據(jù)了中心地位。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)電網(wǎng)已成為能源運(yùn)輸、傳輸和利用的樞紐，促進(jìn)了電力、制造、供熱、化工等多種能源的互聯(lián)，優(yōu)化了能源結(jié)構(gòu)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)提高社會(huì)整體能源使用效率。與此同時(shí)，由于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)自身存在的特點(diǎn)，該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)能源與信息之間的互通，實(shí)現(xiàn)該平臺(tái)的能源分配與綜合服務(wù)功能。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能夠充分利用這類平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)、示范中心和網(wǎng)絡(luò)的共享。

此外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和強(qiáng)大的智能網(wǎng)絡(luò)的集成使得其將能量流、信息流和活動(dòng)流的“三位一體”統(tǒng)一到最終的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中。搭建互聯(lián)網(wǎng)能源平臺(tái)的關(guān)鍵就在于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)哪茉促Q(mào)易。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)提高服務(wù)意識(shí)，快速的響應(yīng)需求，為人民群眾和社會(huì)大生產(chǎn)提供安全和穩(wěn)定的能源服務(wù)。

2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 利用數(shù)據(jù)打下服務(wù)基礎(chǔ)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵就在于，必須首先利用好電力系統(tǒng)提供的相關(guān)數(shù)據(jù)。電力系統(tǒng)儲(chǔ)存了關(guān)于變電站、用電量和輸電線路的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將有利于物聯(lián)網(wǎng)的搭建，實(shí)現(xiàn)通信與實(shí)際線路的結(jié)合，同時(shí)對(duì)于數(shù)據(jù)的歸納，可以為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的最佳運(yùn)行以及協(xié)調(diào)規(guī)劃奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)主要收集數(shù)據(jù)的方法是擁有探測(cè)裝置的供電系統(tǒng)，其完全符合識(shí)別、衡量和監(jiān)測(cè)關(guān)鍵電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)并為電網(wǎng)設(shè)備的管理和實(shí)踐，提供一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)據(jù)支撐。

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)通信速度將更快、更穩(wěn)定，允許實(shí)時(shí)、高速雙向數(shù)據(jù)傳輸。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)加入4G/5G網(wǎng)絡(luò)后，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)將使數(shù)據(jù)的處理更加便捷，信息資源的共享也更加快速，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的搭建也更加完善。與此同時(shí)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，覆蓋地面電力衛(wèi)星的多級(jí)電力網(wǎng)、專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建立和聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)的形成將進(jìn)一步滿足電力物網(wǎng)絡(luò)之間的信息需求。此外，更為先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)，將彌補(bǔ)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)之前技術(shù)的不足，將進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的運(yùn)算能力，提高數(shù)據(jù)分析和處理的準(zhǔn)確性，使用戶與電網(wǎng)之間的聯(lián)系更加緊密。

在數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)建立后，通過(guò)有效利用數(shù)據(jù)，可以獲得租賃和銷售數(shù)據(jù)等新服務(wù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)對(duì)金融部門、研究機(jī)構(gòu)以及大學(xué)中的能源研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)提供更大的幫助。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)下，數(shù)據(jù)不僅不會(huì)成為行業(yè)發(fā)展的前進(jìn)障礙，反而還會(huì)促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，助推泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展。

2.2 打造經(jīng)濟(jì)、安全電網(wǎng)

結(jié)合高速發(fā)展的智能算法，在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上研發(fā)新的能源負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)系統(tǒng)，搭建以火電、核電為基礎(chǔ)的電力供給系統(tǒng)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)組合進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)和自動(dòng)診斷技術(shù)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，可檢測(cè)現(xiàn)實(shí)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)，對(duì)于需要維修的內(nèi)容也可以做到精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，進(jìn)而不斷提高電力能源供給的穩(wěn)定性。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建立智能配送管理系統(tǒng)（IDMS），結(jié)合無(wú)所不在的硬件交互，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)鏈路的在線管理，通過(guò)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用可以減少冗余人員，提高運(yùn)行效率。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)交互式的時(shí)空網(wǎng)絡(luò)，它使用許多資源，如能源、網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷、存儲(chǔ)和人員。因此，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)有必要實(shí)現(xiàn)能源的多目標(biāo)優(yōu)化，在滿足供給的同時(shí)，又兼顧到價(jià)格、成本以及效率等。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)具有的感知數(shù)據(jù)特征，無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了能源的互聯(lián)互通，以用來(lái)解決資源優(yōu)化等問(wèn)題，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)滿足了用戶多樣化的需求和服務(wù)。

除了業(yè)務(wù)計(jì)劃的安全性和經(jīng)濟(jì)性之外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)新能源生態(tài)系統(tǒng)與客戶的溝通也發(fā)生了很大的變化。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將建立網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造智能能源服務(wù)平臺(tái)，提高內(nèi)部效率，實(shí)現(xiàn)在線注冊(cè)、在線管理、自動(dòng)檢測(cè)等。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)大服務(wù)范圍，為能源公司、工業(yè)園區(qū)、政府、電網(wǎng)、用戶、金融機(jī)構(gòu)等個(gè)人用戶提供基本的在線服務(wù)、金融服務(wù)和海量數(shù)據(jù)管理。

2.3 促進(jìn)新能源消費(fèi)

能源的生產(chǎn)、消費(fèi)和運(yùn)輸都是社會(huì)進(jìn)步的結(jié)果。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)近年來(lái)把大量分布式能源接入電網(wǎng)，但目前由于風(fēng)能、太陽(yáng)能資源存在一定的間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性，電網(wǎng)的穩(wěn)定性正在面臨操作上的巨大挑戰(zhàn)，這也在一定程度上導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行以及提高穩(wěn)定性方面提出了新的解決方案，此外還為能源消費(fèi)提供了新的發(fā)展思路。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)利用AI技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)發(fā)電量，減少了能源短期難以規(guī)劃、異結(jié)構(gòu)源之間信息交流困難等問(wèn)題，其充分挖掘優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的能源，提高電力系統(tǒng)靈活性、穩(wěn)定性，風(fēng)電和光伏發(fā)電不穩(wěn)定的棄風(fēng)問(wèn)題得到有效解決，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)最大限度地利用資源，重建了配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)地通過(guò)一個(gè)互動(dòng)的數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化最小的棄風(fēng)、光，并鼓勵(lì)用戶使用電力，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)電力市場(chǎng)并達(dá)到預(yù)期的目的。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基于數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的儲(chǔ)能設(shè)備的增加，協(xié)同優(yōu)化了源網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)能，保證了儲(chǔ)能設(shè)備的速度，減輕了電網(wǎng)能耗的壓力。

3 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用

提升客戶服務(wù)水平。構(gòu)建和發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)就是學(xué)習(xí)以客戶為中心的互聯(lián)網(wǎng)思維，推廣客戶的在線應(yīng)用程序，提高客戶的滿意度。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)具體技術(shù)以統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)深入的數(shù)據(jù)共享、服務(wù)的實(shí)時(shí)在線處理、業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和綜合能源服務(wù)快速發(fā)展的建議。

4 結(jié)束語(yǔ)

需要強(qiáng)調(diào)的是，物聯(lián)網(wǎng)作為一種在數(shù)據(jù)處理和分析泛在電力物聯(lián)網(wǎng)信息安全、經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和前沿研究等方面存在許多技術(shù)問(wèn)題。但是，在國(guó)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(lái)支持建設(shè)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)，將會(huì)在理論不斷創(chuàng)新，技術(shù)不斷發(fā)展的背景下實(shí)現(xiàn)社會(huì)各個(gè)行業(yè)的緊密合作，建立一個(gè)世界一流的能源生產(chǎn)和供給的智能網(wǎng)絡(luò)。

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