泛在電力物聯(lián)網(wǎng)下的配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析與實(shí)現(xiàn)

王竹君 唐誠(chéng)旋 羅劍 王漠

摘 要：泛在電力物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)各種信息傳感設(shè)備與通信信息資源的共享，從而形成具有實(shí)時(shí)采集、智能處理和自我調(diào)節(jié)的物理實(shí)體。各實(shí)體之間的協(xié)同和互動(dòng)，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成一個(gè)更加智能的電力生產(chǎn)、物資采購(gòu)的體系?；诜涸陔娏ξ锫?lián)網(wǎng)的配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析系統(tǒng)能夠通過物資采購(gòu)智能感知層及時(shí)獲取原材料市場(chǎng)價(jià)格異常波動(dòng)等預(yù)警，并進(jìn)行智能分析與計(jì)算，生成配網(wǎng)物資采購(gòu)策略最優(yōu)方案。該系統(tǒng)減少了電力物資采購(gòu)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)系統(tǒng)將配網(wǎng)物資采購(gòu)策略以可視化的方式展示，能夠?yàn)楣╇娋痔峁┚珳?zhǔn)的物資采購(gòu)策略分析服務(wù)，提高供電局物資保障的工作效率，從而創(chuàng)造無(wú)形的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：泛在物聯(lián);智能感知;采購(gòu)策略分析

0引言

在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)于電能需求不斷增加的背景下，增大電網(wǎng)建設(shè)投資是必然趨勢(shì)。隨著電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，輸電、變電、配電設(shè)備的接入數(shù)量和類型也在不斷增加，導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜程度的提升，其對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)管理方式提出了挑戰(zhàn)。另一方面，人工智能技術(shù)的發(fā)展也對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式提出了新的要求。因此，需要我們結(jié)合泛在物聯(lián)技術(shù)，將現(xiàn)有電力系統(tǒng)改造成泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，以便滿足未來(lái)電力發(fā)展的需要，也是提高當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行效率的重要途徑。電力行業(yè)是裝備型的產(chǎn)業(yè)，電力物資的采購(gòu)作為企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對(duì)于降低企業(yè)成本，提高整體經(jīng)濟(jì)效益具有舉足輕重的作用。如何通過泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，來(lái)建設(shè)一套配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析系統(tǒng)，以便提高配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析的準(zhǔn)確性，減低物資采購(gòu)成本，實(shí)現(xiàn)物資采購(gòu)的最優(yōu)化控制，是我們迫切需要解決的問題。

1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)

泛在物聯(lián)是指不受時(shí)間、地點(diǎn)、人員、物體的限制，實(shí)現(xiàn)任何物之間的信息互聯(lián)和交互。而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電力用戶及其設(shè)備，電網(wǎng)企業(yè)及其設(shè)備，發(fā)電企業(yè)及其設(shè)備，供應(yīng)商及其設(shè)備，以及人和物的信息互聯(lián)和交互[1]。

1.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基本特征

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力行業(yè)中的深化應(yīng)用，其實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的任何物之間的信息互聯(lián)和交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活的特征。

1.1.1狀態(tài)全面感知

傳感器作為電力物聯(lián)網(wǎng)中的重要內(nèi)容，可根據(jù)電力行業(yè)的實(shí)際需求部署在電力設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)信息全面感知。在無(wú)線通信技術(shù)飛速發(fā)展下，無(wú)線傳感設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支撐便可靈活部署，借助自組織協(xié)作的方式構(gòu)建通信連接，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)與周圍環(huán)境信息的采集、感知和處理[2]。

1.1.2應(yīng)用便捷靈活

傳感器可在信息傳遞之前，對(duì)信息進(jìn)行壓縮，以免因數(shù)據(jù)冗余造成通道堵塞，再將信息傳遞到網(wǎng)絡(luò)匯聚中心中，最后利用專用網(wǎng)絡(luò)降低傳遞給用戶端。同時(shí)，通信設(shè)備還可通過多跳方式進(jìn)行通信，網(wǎng)絡(luò)中的通信鏈路眾多，可有效縮短設(shè)備間的距離，提高網(wǎng)絡(luò)通信的靈活度、容錯(cuò)性。

1.1.3信息高效處理

在電力物聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)采集和傳遞屬于基本功能，而信息智能處理技術(shù)的誕生和應(yīng)用為電力工作者提供極大便利，可根據(jù)實(shí)際需求增設(shè)傳感器對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控和處理，其智能化程度較高、能夠更方便地拓展業(yè)務(wù)應(yīng)用。

1.2 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。最底層是具體感應(yīng)物體位置、溫度、價(jià)格等數(shù)據(jù)的信息采集層，我們稱之為智能感知層，其在采集相關(guān)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行信息分析與處理，過濾掉噪聲數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)“智能”的信息采集;第二層為網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)傳輸采集到的信息;第三層平臺(tái)層則利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)信息模型、資源調(diào)度運(yùn)行框架和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心來(lái)提升業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理和云霧協(xié)同能力;最上一層為應(yīng)用層，是將采集到的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一些具體業(yè)務(wù)應(yīng)用，如配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析等。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

（1）智能感知層對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)是其感覺器官，通過這一層傳感器，我們能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)智能感知和實(shí)時(shí)采集。智能感知層主要通過傳感器來(lái)實(shí)時(shí)采集有用的數(shù)據(jù)，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些“智能化”的處理，以便信息的使用與傳輸。

（2）網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)通過網(wǎng)絡(luò)把智能感知層采集到的信息傳遞到平臺(tái)層信息處理與分析中心。網(wǎng)絡(luò)層中數(shù)據(jù)可以通過各種網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸，當(dāng)然網(wǎng)絡(luò)層中要有一個(gè)中間件來(lái)屏蔽下層網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性，因?yàn)樵谙聦泳W(wǎng)絡(luò)中，傳感器的標(biāo)準(zhǔn)不一，傳輸模式也不統(tǒng)一，造成了網(wǎng)絡(luò)形成多種多樣，標(biāo)準(zhǔn)不同，造成了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，要通過一種中間件網(wǎng)絡(luò)層來(lái)把各種不同的網(wǎng)絡(luò)融入到一起，組成一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)[3]。

（3）平臺(tái)層提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、業(yè)務(wù)建模、數(shù)據(jù)發(fā)布等大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)服務(wù)、以及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)信息模型、資源調(diào)度運(yùn)行模塊、云計(jì)算資源池、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用集成服務(wù)等信息數(shù)據(jù)處理的基本功能。

（4）應(yīng)用層是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)，并基于平臺(tái)層的信息處理模塊來(lái)進(jìn)行各種業(yè)務(wù)應(yīng)用。應(yīng)用層可以提供服務(wù)調(diào)用接口或API等平臺(tái)類型的服務(wù)，也可以是具體業(yè)務(wù)應(yīng)用，如本文中的配網(wǎng)物資采購(gòu)策略智能分析。應(yīng)用層通過智能感知配網(wǎng)物資生產(chǎn)原材料市場(chǎng)價(jià)格、供應(yīng)商信息、社會(huì)用電量、配網(wǎng)物資生產(chǎn)周期、配網(wǎng)物資市場(chǎng)價(jià)格、配網(wǎng)物資采購(gòu)價(jià)格等數(shù)據(jù)，分析出上述信息與采購(gòu)策略之間的關(guān)系，形成物資采購(gòu)策略分析數(shù)學(xué)模型，并最終生成最優(yōu)的配網(wǎng)物資采購(gòu)策略方案。

2 配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 配網(wǎng)物資采購(gòu)智能感知

配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析系統(tǒng)通過CSGII系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口采集模塊和網(wǎng)絡(luò)抓取數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)物資生產(chǎn)原材料市場(chǎng)價(jià)格、供應(yīng)商信息、用電量、生產(chǎn)周期、配網(wǎng)物資市場(chǎng)價(jià)格、采購(gòu)價(jià)格等數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)。其中配網(wǎng)物資采購(gòu)價(jià)格、供應(yīng)商信息、用電量等數(shù)據(jù)由CSGII系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊通過內(nèi)網(wǎng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步方式獲得，配網(wǎng)物資市場(chǎng)價(jià)格、配網(wǎng)物資生產(chǎn)原材料市場(chǎng)價(jià)格、生產(chǎn)周期則由網(wǎng)絡(luò)抓取數(shù)據(jù)采集模塊在互聯(lián)網(wǎng)上通過搜索和數(shù)據(jù)抓取方式獲得，網(wǎng)絡(luò)抓取數(shù)據(jù)采集模塊需對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上采集數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換、整合、加載等一系列處理，剔除一些異常的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層將采集到的數(shù)據(jù)處理后集成傳輸?shù)狡脚_(tái)層。智能感知層定期采集相關(guān)業(yè)務(wù)信息，當(dāng)原材料市場(chǎng)價(jià)格等采集數(shù)據(jù)發(fā)生突變時(shí)，可由采集模塊發(fā)出預(yù)警，并觸發(fā)進(jìn)行配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析。

2.2 配網(wǎng)物資采購(gòu)策略智能分析

配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成物資采購(gòu)主題大數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)來(lái)源。平臺(tái)層建立物資采購(gòu)策略分析服務(wù)信息模型，由資源調(diào)度運(yùn)行模塊對(duì)物資主題大數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)調(diào)用多元線性回歸模型、粒子群預(yù)測(cè)模型、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等算法進(jìn)行智能分析，生成配網(wǎng)物資采購(gòu)最優(yōu)策略方案。平臺(tái)層物資采購(gòu)策略分析驗(yàn)證模塊則將生成的配網(wǎng)物資采購(gòu)最優(yōu)策略和物資主題大數(shù)據(jù)庫(kù)中的樣本數(shù)據(jù)導(dǎo)入服務(wù)信息模型中，進(jìn)行模型訓(xùn)練驗(yàn)證，所得結(jié)果可用于對(duì)采購(gòu)策略方案進(jìn)行最優(yōu)化處理，以及物資采購(gòu)策略分析服務(wù)信息模型的優(yōu)化。平臺(tái)層計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心。

2.3 配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析應(yīng)用

物資采購(gòu)策略分析應(yīng)用層則以餅圖，熱點(diǎn)分布、領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙等方式，展現(xiàn)出配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析結(jié)果，為電力系統(tǒng)配網(wǎng)物資采購(gòu)決策提供參考依據(jù)，并判斷供應(yīng)商所報(bào)價(jià)格是否合理，避免企業(yè)采購(gòu)費(fèi)用的損失，以及及時(shí)對(duì)物資采購(gòu)智能感知層發(fā)出的原材料市場(chǎng)價(jià)格異常等預(yù)警進(jìn)行響應(yīng)，減少供電局的采購(gòu)成本。

3 結(jié)論

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)各種信息傳感設(shè)備與通信信息資源的共享，從而形成具有實(shí)時(shí)采集、智能處理和自我調(diào)節(jié)的物理實(shí)體。各實(shí)體之間的協(xié)同和互動(dòng)，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成一個(gè)更加智能的電力生產(chǎn)、物資采購(gòu)的體系?；诜涸陔娏ξ锫?lián)網(wǎng)的配網(wǎng)物資采購(gòu)策略分析系統(tǒng)能夠通過物資采購(gòu)智能感知層及時(shí)獲取原材料市場(chǎng)價(jià)格異常波動(dòng)等預(yù)警，并進(jìn)行智能分析與計(jì)算，生成配網(wǎng)物資采購(gòu)策略最優(yōu)方案。該系統(tǒng)減少了電力物資采購(gòu)成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)系統(tǒng)將配網(wǎng)物資采購(gòu)策略以可視化的方式展示，能夠?yàn)楣╇娋痔峁┚珳?zhǔn)的物資采購(gòu)策略分析服務(wù)，提高供電局物資保障的工作效率，從而創(chuàng)造無(wú)形的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李中偉，朱永濤.物聯(lián)網(wǎng)中的智能感知[J].價(jià)值工程，2011（20）：134-135.