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摘 要:随着交直流输电规模的迅速扩大,分布式发电设备接入类型与数量快速增加,导致电网复杂程度不断提升,对传统电网形态提出了挑战。另一方面,人工智能技术的发展也对电网的功能以及运行方式提出了新的要求。因此,结合泛在物联技术将现有电力系统建设成泛在电力物联网是未来电力能源体系的发展趋势,也是当前阶段国家电网最紧迫、最重要的任务,而泛在电力物联网实施策略的研究,能够提升其安全防护技术,能够促使其发展朝着繁盛的方向前进。
关键词:电力;物联网;实施策略
1 泛在电力物联网的概念
1.1 泛在电力物联网的定义
泛在物联网是指任何时间,任何地点,任何人或任何事物之间信息的互连以及互动。泛在电力物联网是指电力用户及其设备,电网企业及其设备,发电企业及其设备,供应商及其设备,以及人与物的互联互通。泛在电力物联网是物联网技术在电力系统中的应用,使得自我辨别技术的技术得以形成,也使智能处理与智能感知的物理实体得以实现。生活系统以及电力生产的智能化通过反馈控制以及相关形象的相互感知在实体之间的相互作用中产生。
1.2 泛在电力物联网的基本特征
泛在电力物联网立足现有电网实体与通信技术,将不同能源系统物理互联、时空信息互联、商业互联相融合,它具有全息感知,泛在连接,开放共享以及融合创新的特点。全息感知是指通过RFID、传感器等,动态获取“发-输-变-用”各个环节不同设备、不同用户的状态信息。泛在连接指通过电力专网或移动网络将电力系统中所有设备、用户的信息以及数据全时空连接。开放共享指在统一平台上利用智能技术对数据进行共享以及管理,提高数据质量,挖掘有效信息,实现数据上下贯通,全方位实时交互。融合创新即通过不同设备、用户,不同时空信息,对内实现全业务在线,电网安全稳定运行。建立智能综合能源服务平台,开辟电力市场,推进电力改革。
1.3 建立泛在电力物联网的目标
发挥泛在物联网大数据的优势是其建设的主要目标。电力数据来源各异,包含控制、计量、监测等不同类型、不同时空尺度,实现海量数据统一分析及深度挖掘,是其首要建设目标。电力数据服务对象不同,打破数据壁垒,实现不同业务贯通是其第二阶段建设目标。最终将电力数据应用于各行各业之中,推广不同行业广泛参与的商业模式是其最终所要完成的建设目标。由此可以充分预见,泛在电力物联网的实现,能够使其在人工智能技术等数据知识挖掘技术得到普遍的发展以及应用。
2 电力物联网的实施策略
2.1 提高电网安全经济运行水平
目前,我国电网存在能源分布不均,网架结构不合理,电网调节能力不足等问题。泛在电力物联网可以有效地解决这些问题,并通过物联网技术推动电力系统的发展,“发—输—变—配”各个环节的安全稳定运行。结合物联网技术,研发风能、太阳能、负荷实时监测以及功率预测系统,建立以火电机组为底层支撑的能源统一调控系统。结合物联网技术提高输电环节可靠性、设备状态自动诊断技术,利用智能传感及智能终端提升保护、通信等二次设备的感知能力以及终端智能,实现联合处理,数据传输,综合判断等功能,能够使电网的安全性、可靠性与智能化水准得以提升。结合电力物联网技术,建立智能配电管理系统(IDMS),实现配网状态监测、智能巡检、快速故障诊断恢复、优化运行控制与管理全部在线;对于难以线上工作的现场作业环节,通过电子身份认证、电子工作票以及在线监督,可以降低人员冗余,提高工作效率。
2.2 促进清洁能源的消纳
中国电网风电,光伏等清洁能源比重较低,三北地区放风,弃光现象严重。泛在电力物联网建设将极大地促进消纳清洁能源。结合物联网的全息感知,可以实现源,网络,负载以及存储之间的灵活交互;利用人工智能等技术,对风电、光伏进行超短期发电预测,结合负荷情况,通过市场激励用户主动参与清洁能源消纳;将分布式新能源聚合成实体,形成虚拟发电厂,以多能量互补的方式提高分布式新能源的友好并网水平以及电网可控容量的比例。并优化调度,实现跨区域协调控制,促进集中新能源跨省交易,分布新能源省级交易。
2.3 打造智慧能源的服务平台
智能能源服务平台为网格以及用户提供了一个交互式平台。利用合理的商业模式与激励政策提升用户参与电力互动的积极性,通过电动汽车参与电网调峰调频对用户进行电价补偿,通过智慧能源服务平台将传统能源企业、园区工业、智慧城市、新兴企业全部纳入服务范围,通过电动汽车网络,光伏云网络,终端边缘计算等技术,提供新的能源服务,如互联网金融,大数据运营以及在线供应链融资,超越基本供电服務。从而建成涵盖发电运营、电网、政府、金融机构、第三方投资、用户、装置制造等在内的能源生态体系。
2.4 提升电网资产管理水平
电网企业提出进行资产生命周期管理,以生命周期为成本管理的主线,实现资产物流,信息流以及资产价值流的集约化管理。实现资产管理以及精益管理的整个过程。随着电网规模的扩大,变速器,变压器以及配电设备的数量以及差动量的增加迅速增加,同样也复杂了运行条件,常规设备巡检通常都是通过电子设备以及人力来进行,巡检任务十分巨大,一方面对人力巡检提出了高的要求,另一方面设备巡检、管理、分析、评估的高度集中也迫切需要一种新的智能化手段。泛在电力物联网,利用实物ID数据,实现设备资产规划、采购、建设、运行等全方位在线评估,线下操作;与此同时,营销员、物资人员以及建设人员也可以利用实物 ID的动态数据,实现帐户,卡片以及材料数据更新的独特性,完整性,准确性以及及时性,提高设备账、卡、物的管理水平。物联网物理ID技术可以实现设备资产管理的识别,感知以及信息传递,提高电网资产管理水平。
3 结语
泛在电力物联网主要是以电力系统为核心,结合智能终端传感器、通信网、人工智能、云平台技术,构成的复杂多网流系统。泛在电力物联网通过交互人物信息、交互电力系统设备信息,实时将能源的消耗以及生产之间进行平衡,保障电网的经济安全运行;另一方面也可以促进电力市场的开放,实现供需交易的快速响应,以及清晰明了的电网资产评估。泛在物联技术与电力系统的结合,最终将会构建多方参与的能源生态体系。泛在电力物联网属于我国能源革命的第三次核心技术,同样也是促进未来能源朝着长期、稳健方向发展的重要因素。
参考文献
[1]任立国,朱桂.泛在电力物联网的概念层、特征层和落地层[J].江西电力,2019(8):26-28.
[2]孙湛冬,靳友豪.泛在电力物联配电网拓扑研究[J].农村电气化,2019(8):26-29.
关键词:电力;物联网;实施策略
1 泛在电力物联网的概念
1.1 泛在电力物联网的定义
泛在物联网是指任何时间,任何地点,任何人或任何事物之间信息的互连以及互动。泛在电力物联网是指电力用户及其设备,电网企业及其设备,发电企业及其设备,供应商及其设备,以及人与物的互联互通。泛在电力物联网是物联网技术在电力系统中的应用,使得自我辨别技术的技术得以形成,也使智能处理与智能感知的物理实体得以实现。生活系统以及电力生产的智能化通过反馈控制以及相关形象的相互感知在实体之间的相互作用中产生。
1.2 泛在电力物联网的基本特征
泛在电力物联网立足现有电网实体与通信技术,将不同能源系统物理互联、时空信息互联、商业互联相融合,它具有全息感知,泛在连接,开放共享以及融合创新的特点。全息感知是指通过RFID、传感器等,动态获取“发-输-变-用”各个环节不同设备、不同用户的状态信息。泛在连接指通过电力专网或移动网络将电力系统中所有设备、用户的信息以及数据全时空连接。开放共享指在统一平台上利用智能技术对数据进行共享以及管理,提高数据质量,挖掘有效信息,实现数据上下贯通,全方位实时交互。融合创新即通过不同设备、用户,不同时空信息,对内实现全业务在线,电网安全稳定运行。建立智能综合能源服务平台,开辟电力市场,推进电力改革。
1.3 建立泛在电力物联网的目标
发挥泛在物联网大数据的优势是其建设的主要目标。电力数据来源各异,包含控制、计量、监测等不同类型、不同时空尺度,实现海量数据统一分析及深度挖掘,是其首要建设目标。电力数据服务对象不同,打破数据壁垒,实现不同业务贯通是其第二阶段建设目标。最终将电力数据应用于各行各业之中,推广不同行业广泛参与的商业模式是其最终所要完成的建设目标。由此可以充分预见,泛在电力物联网的实现,能够使其在人工智能技术等数据知识挖掘技术得到普遍的发展以及应用。
2 电力物联网的实施策略
2.1 提高电网安全经济运行水平
目前,我国电网存在能源分布不均,网架结构不合理,电网调节能力不足等问题。泛在电力物联网可以有效地解决这些问题,并通过物联网技术推动电力系统的发展,“发—输—变—配”各个环节的安全稳定运行。结合物联网技术,研发风能、太阳能、负荷实时监测以及功率预测系统,建立以火电机组为底层支撑的能源统一调控系统。结合物联网技术提高输电环节可靠性、设备状态自动诊断技术,利用智能传感及智能终端提升保护、通信等二次设备的感知能力以及终端智能,实现联合处理,数据传输,综合判断等功能,能够使电网的安全性、可靠性与智能化水准得以提升。结合电力物联网技术,建立智能配电管理系统(IDMS),实现配网状态监测、智能巡检、快速故障诊断恢复、优化运行控制与管理全部在线;对于难以线上工作的现场作业环节,通过电子身份认证、电子工作票以及在线监督,可以降低人员冗余,提高工作效率。
2.2 促进清洁能源的消纳
中国电网风电,光伏等清洁能源比重较低,三北地区放风,弃光现象严重。泛在电力物联网建设将极大地促进消纳清洁能源。结合物联网的全息感知,可以实现源,网络,负载以及存储之间的灵活交互;利用人工智能等技术,对风电、光伏进行超短期发电预测,结合负荷情况,通过市场激励用户主动参与清洁能源消纳;将分布式新能源聚合成实体,形成虚拟发电厂,以多能量互补的方式提高分布式新能源的友好并网水平以及电网可控容量的比例。并优化调度,实现跨区域协调控制,促进集中新能源跨省交易,分布新能源省级交易。
2.3 打造智慧能源的服务平台
智能能源服务平台为网格以及用户提供了一个交互式平台。利用合理的商业模式与激励政策提升用户参与电力互动的积极性,通过电动汽车参与电网调峰调频对用户进行电价补偿,通过智慧能源服务平台将传统能源企业、园区工业、智慧城市、新兴企业全部纳入服务范围,通过电动汽车网络,光伏云网络,终端边缘计算等技术,提供新的能源服务,如互联网金融,大数据运营以及在线供应链融资,超越基本供电服務。从而建成涵盖发电运营、电网、政府、金融机构、第三方投资、用户、装置制造等在内的能源生态体系。
2.4 提升电网资产管理水平
电网企业提出进行资产生命周期管理,以生命周期为成本管理的主线,实现资产物流,信息流以及资产价值流的集约化管理。实现资产管理以及精益管理的整个过程。随着电网规模的扩大,变速器,变压器以及配电设备的数量以及差动量的增加迅速增加,同样也复杂了运行条件,常规设备巡检通常都是通过电子设备以及人力来进行,巡检任务十分巨大,一方面对人力巡检提出了高的要求,另一方面设备巡检、管理、分析、评估的高度集中也迫切需要一种新的智能化手段。泛在电力物联网,利用实物ID数据,实现设备资产规划、采购、建设、运行等全方位在线评估,线下操作;与此同时,营销员、物资人员以及建设人员也可以利用实物 ID的动态数据,实现帐户,卡片以及材料数据更新的独特性,完整性,准确性以及及时性,提高设备账、卡、物的管理水平。物联网物理ID技术可以实现设备资产管理的识别,感知以及信息传递,提高电网资产管理水平。
3 结语
泛在电力物联网主要是以电力系统为核心,结合智能终端传感器、通信网、人工智能、云平台技术,构成的复杂多网流系统。泛在电力物联网通过交互人物信息、交互电力系统设备信息,实时将能源的消耗以及生产之间进行平衡,保障电网的经济安全运行;另一方面也可以促进电力市场的开放,实现供需交易的快速响应,以及清晰明了的电网资产评估。泛在物联技术与电力系统的结合,最终将会构建多方参与的能源生态体系。泛在电力物联网属于我国能源革命的第三次核心技术,同样也是促进未来能源朝着长期、稳健方向发展的重要因素。
参考文献
[1]任立国,朱桂.泛在电力物联网的概念层、特征层和落地层[J].江西电力,2019(8):26-28.
[2]孙湛冬,靳友豪.泛在电力物联配电网拓扑研究[J].农村电气化,2019(8):26-29.