泛在电力物联网在电力系统中应用的展望

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:RockyZhang111
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  摘要:国家电网有限公司提出了打造泛在电力物联网的构想,拟通过物联网技术赋予电力系统灵活感知 实时通信 智能控制和可靠的信息安全等能力,不断提升电网运行控制和调度的智能化水平,持续深入提高各种类型能源之间的互动能力,将现有的电力系统转变为更高效 更安全 更可靠 更具弹性和可持续性的智能网络化电力能源系统。本文对泛在电力物联网在电力系统中应用做出了展望。
  关键词:泛在电力物联网;电力系统;应用展望
  电力网络是物联网技术的具体应用对象包括电力,甚至方便源网络传输和配电变压器每个链接,连接到实体大型电力设备,小到家用电器,无所不在的泛在的物联网的概念是未来电力物联网基本特征,能够创建平滑的随时便捷的沟通状态,在任何时候,任何地方,任何人均能实现信息连接,连接的对象由传统的只有交通物联网传感器通信网络转换。
  1泛在电力物联网的概述
  1.1泛在电力物联网的概念
  泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的具体表现形式。泛在电力物联网通过电力用户及其设备,电网企业及其设备,发电企业及其设备,供应商及其设备,以及人和物的互相连接,建造一个以电网为枢纽,数据实时共享的平台。泛在的电力物联网连接的对象往往是电气设备,家用电器和其他物理对象本身,在不同电压等级的电网的帮助下,创建互连的泛在的电力物联网形式,一般包括互联电网通信网络。因为电网覆盖大量用户为了创建不同的参数,在电力系统中,泛在的电力物联网还应该促进社交网络的推导,商业网络,网络交易,资本网络和其他相关网络。
  随着我国电力市场化改革能源体制的深入推进,国网面临三大挑战:电网形态变化 企业发展瓶颈和社会经济发展变化。泛在电力物联网的建设和发展能够建立起枢纽型 平台型 共享型的未来电网,打造一个智慧能源综合服务平台,从而更好地为用户 电网 发电 供应商以及政府社会服务。
  1.2泛在电力物联网的特征
  无所不在是物联网泛在主要特征,泛在为“互联网”中任何人和任何东西,泛在的电力物联网是复杂 包容 开放和创新的。特定的复杂性指的是电力相关实体连接的广泛性,泛在的电力物联网连接大量的电网 通信网络 服务网络 资本网络等,以先进的通信 人工智能技术为依托。大数据和其他技术泛在的电力物联网操作涉及多维度的讨论。包容是指泛在的电力物联网连接不仅包含电力系统直接相关的物理对象,也向每个家庭电气设备用户佩戴设备扩展,甚至延伸至环境气象资料的收集创建多连杆数据库。开放指的是泛在的电力物联网服务更多的一个开放的平台作用,不仅电网运营商本身有高级用户,不同的参与者很容易主动融入物联网,为自己提供泛在的力量支持。其他行业能够创造价值以实现新业务的参与创建,对泛在的电力物联网来创建数据采集形式进行创新,实现对及时通信控制等方面管理,促进基于这样一个平台参与一种新的商业模式生成,完成一个新的生态操作系统创造。总之,泛在的电力物联网的目标是一样的复杂 包容 开放 创新,实现全息知觉泛在的连接 开放共享和业务创新管控。
  2泛在电力物联网在电力系统中应用
  2.1利用数据打下服务基础
  建设泛在电力物联网首先需要充分挖掘利用电力系统中的数据。采集变电站 输电线路 用电信息等各个方面的数据,并利用好能源互联网的信息通信理论,结合通信原理与图论等处理办法,对数据进行归一化 降维 重建等处理,从而为电力系统的优化运行和协调规划打下坚实基础。数据采集的主要方法是将充分兼容的感知装置广泛布置在电力系统的各个环节,对关键电力设备的运行状况进行感知 测量 监控,从而为电网公司电力设备的管理提供了极大的数据支撑和便利。
  随着5G时代的到来,网络的通信速度将会更快速 稳定,可以实现数据的实时 高速 双向传输。边缘计算技术在4G/5G网络的加入以后,会使数据处理更加方便,资源共享更加迅速,网络构建更加全面。同时覆盖地面的电力卫星 无线专网的建立 骨干网的形成等多层次电力通信网络将进一步满足网络信息交互需求,实现泛在化的连接。此外,边缘计算还将和云计算互补协同,进一步提高分析处理数据的快速性和准确性,让用户和电网以及用户和用户之间实时交互。
  搭建好数据服务以及数据传输平台以后,在数据的有效利用上可以衍生出新的业务,比如对数据进行租赁 出售等。金融行业 科研机构 高校对电力行业的原始数据有巨大需求,在泛在电力物联网完备的体系下,数据将不会成为掣肘行业发展的壁垒,可以实现相关行业的快速发展,也可以促进泛在电力物联网的不断完善。
  2.2打造经济 安全的电网
  结合高速发展的机器学习方法和已采集的数据,研发新能源—负荷实时监测和功率预测系统,建立以火电 核电机组为基础的电力调度系统。结合实时采集运行中的电力设备的数据和设备状态自动诊断技术,可以感知设备的实际运行状态,有针对性制定检修策略,提高设备运行可靠性水平,从而提高供电的可靠性。结合泛在物联的人机交互建立智能配电管理系统(IDMS),实现现场作业环节的线上化,通过电子身份 电子工作票等减少人员冗余,提高国网内部工作效率。泛在电力物联网是由源 网 荷 储 人等多方面参与的时空互动型网络,因此,须实现能源资源的多目标优化,既要满足供需要求,还要考虑成本 价格 效率等问题。在泛在电力物联网的背景下,通过对数据的感知,可以分析泛在物联网各节点的特征及相互联系,并采用优化模型对资源的优化问题进行解决,满足用户和业务的多样化需求。
  除了在运行规划方面对安全经济有保障以外,在与客户进行沟通交流方面也发生了巨大变化。泛在电力互联网将为电网搭建智慧能源服务平台,在企业内部提高办事效率,实现线上登记 线上管理 自动检查等;配送方面实现信息实时记录,提高透明度与安全性;改变传统的商业模式并出台新型政策,将扩大服务范围,为能源企业 工业区 私人用户等提供线上基础供電服务 金融服务 大数据管理等,构建了包括政府 电网 用户 金融机构在内的新型能源生态体系。
  2.3促进新能源消纳
  能源的产生 消费 传输环节都在由于社会的进步而发生转变,近年来,大量的分布式电源接入电网,但由于风能和太阳能资源的间歇性 波动性 随机性,使得电网的安全稳定运行面临巨大挑战,同时也造成了大量的弃风弃光。泛在电力物联网的建设和发展,为电网的安全稳定运行,促进新能源消纳开辟了新的思路。利用人工智能技术,对新能源进行短期发电预测,降低调度的难度;异质能源间可以进行信息交互,充分发挥能源互补优势,提高电力系统的灵活性,平抑风电 光伏发电的不确定性,有效解决弃风弃光问题,实现资源的优化利用;通过数据交互,动态重构配电网,实现最小弃风弃光等优化目标;通过电力市场手段,引导用户的用电行为,实现削峰填谷的目标;通过增设储能装置,基于数据共享平台,实现源网荷储协同优化,发挥储能装置的时效性,減少电网消纳的压力。
  3结语
  电力系统物联网技术不仅方便了电力系统输配链路稳定性和可靠性的维持,而且方便了作为电力系统输配网络主要通信方式对传统网络通信的缺点的改善。相关领域的人员需要充分探索合理的应用模式下电力系统中物联网技术的优化应用形式,充分发挥物联网技术在现代电力供应和分配系统中的重要作用。
  参考文献:
  [1]林静,林柏.电力物联网建设中的关键技术研究[J].通讯世界,2017(24):185-186.
  [2]朱永利,石鑫,王刘旺.人工智能在电力系统中应用的近期研究热点介绍[J].发电技术,2018,39(3):204-212.
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