物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力泛在電力網(wǎng)的建設與應用

摘要】伴隨電網(wǎng)規模的不斷擴大，發(fā)電裝機容量的持續增加以及分布式新能源的大量涌現，電網(wǎng)的連接主體日益增多并成為能源環(huán)節和能源輸送和轉換利用的樞紐，對其靈活調節能力和智能化、數字化發(fā)展提出了新的要求。建設泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是解決電網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題、突破電網(wǎng)發(fā)展瓶頸的有效途徑，是電網(wǎng)公司的深刻變革，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)同發(fā)展，國家能源互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量建設。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng); 概念特點(diǎn); 關(guān)鍵技術(shù); 應用前景;

1  前言

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，是充分利用智能化的“大云物移智”等信息通信新技術(shù)，與新一代電力系統融合和相互滲透，實(shí)現電力生產(chǎn)與消費各環(huán)節實(shí)時(shí)在線(xiàn)連接，承載并貫通電網(wǎng)生產(chǎn)運行、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理和對外客戶(hù)服務(wù)等業(yè)務(wù)，支撐我國能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟、運行的重要基礎。建設泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電網(wǎng)公司由傳統電網(wǎng)企業(yè)向綜合能源服務(wù)商轉型，具有里程碑意義的重大變革。本文對泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及應用前景等方面做了簡(jiǎn)要的分析。

2  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念及特點(diǎn)

2.1 泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是指充分應用“大云物移智”等現代化信息通信技術(shù)，實(shí)現電力系統各個(gè)環(huán)節萬(wàn)物互聯(lián)、人機交互，具有狀態(tài)感知，信息處理，應用更加靈活等特征的智慧服務(wù)系統。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)公司堅強智能電網(wǎng)相輔相成、融合發(fā)展，二者協(xié)同并進(jìn)形成強大平臺，構成能源流、業(yè)務(wù)流、數據流“三流合一”的能源互聯(lián)網(wǎng)。

2.2 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(kāi)放共享、融合的特點(diǎn)。全息感知是指電網(wǎng)各環(huán)節設備與用戶(hù)狀態(tài)的感知和業(yè)務(wù)穿透。泛在連接是指實(shí)現電網(wǎng)設備、用戶(hù)及數據的全時(shí)空泛在連接。開(kāi)放共享是指電網(wǎng)數據價(jià)值的共享融通，為能源行業(yè)和市場(chǎng)主體發(fā)展創(chuàng )造共享平臺。融合是指泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅強智能電網(wǎng)深度融合，生產(chǎn)者和消費者共同參與電網(wǎng)業(yè)務(wù)，支撐電網(wǎng)公司創(chuàng )造高水平價(jià)值。

3  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)本文主要討論智能化終端、通信網(wǎng)優(yōu)化及大數據分析三個(gè)方面。

3.1 智能化終端技術(shù)

目前電力物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)終端主要包括智能電表、輸變電監測裝置、配電自動(dòng)化裝置、調度自動(dòng)化測點(diǎn)等?，F有終端標準不統一，需建立統一架構體系，統一標準智能化終端研發(fā)，形成業(yè)務(wù)終端統一接入和管理：(1) 需規范智能業(yè)務(wù)終端上聯(lián)接口協(xié)議和數據格式，結合智能芯片精度高、體積小、低功耗等特點(diǎn)，推動(dòng)新型業(yè)務(wù)終端規?；瘧煤痛媪拷K端更新?lián)Q代、標準化接入。(2) 需加快研究跨專(zhuān)業(yè)數據同源采集和多終端功能集成與跨專(zhuān)業(yè)復用，提升業(yè)務(wù)終端在線(xiàn)率。

3.2 通信網(wǎng)優(yōu)化

通信網(wǎng)是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層重要基礎支撐。結合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設和應用需求，通信網(wǎng)在骨干光纜纖芯數量、光纖覆蓋和網(wǎng)絡(luò )帶寬還存在不足，無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)選型和建設相對滯后，無(wú)法適應泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對業(yè)務(wù)帶寬的需求。

3.2.1 通信網(wǎng)架構優(yōu)化完善

以“高可靠、多元化、寬帶化、集中化”為目標，優(yōu)化提升省級傳輸網(wǎng)，探索開(kāi)展OTN雙平面建設，增強省市互聯(lián)互通能力。完善骨干光纜網(wǎng)架結構，解決骨干斷面無(wú)空余光纜纖芯問(wèn)題。開(kāi)展地市傳輸網(wǎng)增容改造，強化“PTN+SDH”網(wǎng)絡(luò )架構，建成網(wǎng)絡(luò )結構合理、組網(wǎng)接入靈活、承載能力強、具備可持續發(fā)展的地區傳輸網(wǎng)絡(luò )。開(kāi)展縣域傳輸網(wǎng)升級，解決縣域傳輸網(wǎng)低覆蓋、低帶寬問(wèn)題，滿(mǎn)足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)終端設備大規模泛在接入、電網(wǎng)生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)不斷增長(cháng)的帶寬需求。

3.2.2 無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)接入重要演進(jìn)方向。需加快引入軟件定義網(wǎng)絡(luò )和邊緣計算技術(shù)，研究應用5G技術(shù)滿(mǎn)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(mǎn)足調度、運檢、營(yíng)銷(xiāo)、建設等電網(wǎng)業(yè)務(wù)升級和高清化視頻通信、可穿戴智能運檢等場(chǎng)景應用需求;低時(shí)延方面，滿(mǎn)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(mǎn)足泛在化、多樣化、智能化、規?；Ａ拷K端設備接入需求。 

3.3 大數據分析

　　泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設需加快構建能源大數據分析平臺，利用數據挖掘、數據建模、模擬仿真、數據關(guān)聯(lián)分析等技術(shù)，推動(dòng)大數據在能源領(lǐng)域的深化應用，提升大數據技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、數據融合能力，有效輔助政府決策和促進(jìn)行業(yè)協(xié)同發(fā)展。隨著(zhù)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，以電能為支撐，綜合冷、熱、電、熱水等多種分布式能源，構建“源-網(wǎng)-荷”互動(dòng)的區域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的需求迫切，能源大數據分析平臺的構建可推動(dòng)數據共享融通，實(shí)現能源協(xié)調控制和綜合能效管理，促進(jìn)能源行業(yè)協(xié)同發(fā)展。

4  泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應用未來(lái)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是建設能源互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎，是電網(wǎng)發(fā)展和社會(huì )應用的重要樞紐橋梁。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在保障電網(wǎng)運行、促進(jìn)清潔能源消納、推動(dòng)綜合能源服務(wù)等方面均擁有廣闊應用前景。

4.1 保障電網(wǎng)運行

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設和發(fā)展可有效解決現階段我國的電力存在能源分布不平衡、電網(wǎng)結構不合理、調節能力差等問(wèn)題。一方面，利用數據共享和大數據分析等先進(jìn)手段，依托運檢智能分析決策系統，推動(dòng)電網(wǎng)運維檢修高度數據化和智能化，實(shí)現電網(wǎng)設備實(shí)時(shí)監測、主動(dòng)預警、智能巡查、優(yōu)化控制及管理。另一方面，對風(fēng)能、太陽(yáng)能、負荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，建立電力能源統一調控系統，提高電網(wǎng)靈活性和調節能力。此外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)物ID深化應用，可實(shí)現電網(wǎng)設備規劃設計、采購、建設、運行等全環(huán)節、上下游信息貫通，提高精益化管理水平，保障電網(wǎng)經(jīng)濟運行。 

4.2 促進(jìn)清潔能源消納

目前我國的可再生能源的應用率比較低，風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源沒(méi)有得到廣泛和應用。由于風(fēng)光發(fā)電的間歇性，部分地區因缺乏調頻調相機組、電網(wǎng)靈活性不足等導致棄風(fēng)、棄電現象。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)建設虛擬電廠(chǎng)智能管控平臺，通過(guò)分布式清潔能源數據和用電負荷信息的計算、分析和存儲，優(yōu)化分布式能源與電力調度系統、電力交易平臺互聯(lián)互通，實(shí)現區域的協(xié)調控制，按需增減負荷，減少分布式能源并網(wǎng)沖擊，從而有效促進(jìn)清潔能源廣泛消納。

4.3 推動(dòng)綜合能源服務(wù)

　　泛在電力物聯(lián)網(wǎng)打造以“用戶(hù)為核心”的綜合能源服務(wù)平臺，為電網(wǎng)公司與用戶(hù)之間提供廣闊溝通平臺。綜合能源服務(wù)平臺圍繞能效管理、需求響應和電力交易三方面內容，提供能源互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)服務(wù)，拓展能源消費新模式，滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化用能需求，引導用戶(hù)參與綜合能源服務(wù)體驗，促進(jìn)綜合能源新模式、新體系、新業(yè)態(tài)推廣普及。

5  安科瑞能源管理云平臺

5.1 平臺架構

5.2 平臺主要功能

5.3 設備配置

5  結語(yǔ)
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是支撐我國能源互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的保障，是電網(wǎng)公司由傳統電網(wǎng)企業(yè)向綜合能源服務(wù)商轉型的重大轉折點(diǎn)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設任重道遠，需要突破智能化終端、通信網(wǎng)優(yōu)化、大數據分析等多項關(guān)鍵技術(shù)及重點(diǎn)任務(wù)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建成將在保障電網(wǎng)安全運行、促進(jìn)清潔能源消納、推動(dòng)綜合能源服務(wù)等方面發(fā)揮深遠的作用，為能源互聯(lián)網(wǎng)建設奠定堅實(shí)基礎。
 

【參考文獻】

[1]楊東升，*浩，周博文，等.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與應用前景[J].發(fā)電技術(shù)，2019 (2) .

[2]湯三，錢(qián)宇，張建粉，淺談融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助力泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版