詳細(xì)介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力網(wǎng)中的建設(shè)與應(yīng)用

伴隨電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，發(fā)電裝機(jī)容量的持續(xù)增加以及分布式新能源的大量涌現(xiàn)，電網(wǎng)的連接主體日益增多并成為能源的中心環(huán)節(jié)和能源輸送和轉(zhuǎn)換利用的樞紐，對(duì)其靈活調(diào)節(jié)能力和智能化、數(shù)字化發(fā)展提出了新的要求。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是解決電網(wǎng)技術(shù)問題、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，*能源互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量建設(shè)。

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(tǒng)融合和相互滲透，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)與消費(fèi)各環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)在線連接，承載并貫通電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理和對(duì)外客戶服務(wù)等業(yè)務(wù)，支撐我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是電網(wǎng)公司由傳統(tǒng)電網(wǎng)企業(yè)向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型，具有里程碑意義的重大變革。本文對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的概念特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)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(yīng)用“大云物移智”等現(xiàn)代化信息通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)感知，信息處理，應(yīng)用更加靈活等特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。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(jiān)強(qiáng)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(qiáng)大平臺(tái)，構(gòu)成能源流、業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)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、開放共享、融合的特點(diǎn)。全息感知是指電網(wǎng)各環(huán)節(jié)設(shè)備與用戶狀態(tài)的感知和業(yè)務(wù)穿透。泛在連接是指實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備、用戶及數(shù)據(jù)的全時(shí)空泛在連接。開放共享是指電網(wǎng)數(shù)據(jù)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(tái)。融合是指泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)深度融合，生產(chǎn)者和消費(fèi)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(shù)據(jù)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(jiān)測(cè)裝置、配電自動(dòng)化裝置、調(diào)度自動(dòng)化測(cè)點(diǎn)等?，F(xiàn)有終端標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，需建立統(tǒng)一架構(gòu)體系，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)智能化終端研發(fā)，形成業(yè)務(wù)終端統(tǒng)一接入和管理：(1) 需規(guī)范智能業(yè)務(wù)終端上聯(lián)接口協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，結(jié)合智能芯片精度高、體積小、低功耗等特點(diǎn)，推動(dòng)*業(yè)務(wù)終端規(guī)?；瘧?yīng)用和存量終端更新?lián)Q代、標(biāo)準(zhǔn)化接入。(2) 需加快研究跨*數(shù)據(jù)同源采集和多終端功能集成與跨*復(fù)用，提升業(yè)務(wù)終端在線率。

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(chǔ)支撐。結(jié)合泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和應(yīng)用需求，通信網(wǎng)在骨干光纜纖芯數(shù)量、光纖覆蓋和網(wǎng)絡(luò)帶寬還存在不足，無線專網(wǎng)技術(shù)選型和建設(shè)相對(duì)滯后，無法適應(yīng)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)業(yè)務(wù)帶寬的需求。

3.2.1 通信網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化完善

以“高可靠、多元化、寬帶化、集中化”為目標(biāo)，優(yōu)化提升省級(jí)傳輸網(wǎng)，探索開展OTN雙平面建設(shè)，增強(qiáng)省市互聯(lián)互通能力。完善骨干光纜網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，解決骨干斷面無空余光纜纖芯問題。開展地市傳輸網(wǎng)增容改造，強(qiáng)化“PTN+SDH”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理、組網(wǎng)接入靈活、承載能力強(qiáng)、具備可持續(xù)發(fā)展的地區(qū)傳輸網(wǎng)絡(luò)。開展縣域傳輸網(wǎng)升級(jí)，解決縣域傳輸網(wǎng)低覆蓋、低帶寬問題，滿足泛在電力物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備大規(guī)模泛在接入、電網(wǎng)生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)的帶寬需求。

3.2.2 無線通信網(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，是無線接入重要演進(jìn)方向。需加快引入軟件定義網(wǎng)絡(luò)和邊緣計(jì)算技術(shù)，研究應(yīng)用5G技術(shù)滿足業(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，滿足調(diào)度、運(yùn)檢、營(yíng)銷、建設(shè)等電網(wǎng)業(yè)務(wù)升級(jí)和高清化視頻通信、可穿戴智能運(yùn)檢等場(chǎng)景應(yīng)用需求;低時(shí)延方面，滿足配電自動(dòng)化、“三遙”等低時(shí)延電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求;廣連接方面，滿足泛在化、多樣化、智能化、規(guī)?；Ａ拷K端設(shè)備接入需求。

3.3 大數(shù)據(jù)分析

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需加快構(gòu)建能源大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，利用數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)建模、模擬仿真、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析等技術(shù)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)在能源領(lǐng)域的深化應(yīng)用，提升大數(shù)據(jù)技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)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(chǔ)，以電能為支撐，綜合冷、熱、電、熱水等多種分布式能源，構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷”互動(dòng)的區(qū)域型能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的需求迫切，能源大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的構(gòu)建可推動(dòng)數(shù)據(jù)共享融通，實(shí)現(xiàn)能源協(xié)調(diào)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(yīng)用未來

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，是電網(wǎng)發(fā)展和社會(huì)應(yīng)用的重要樞紐橋梁。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在保障電網(wǎng)安全運(yùn)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(yīng)用前景。

4.1 保障電網(wǎng)安全運(yùn)行

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展可有效解決現(xiàn)階段我國(guó)的電力存在能源分布不平衡、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、調(diào)節(jié)能力差等問題。一方面，利用數(shù)據(jù)共享和大數(shù)據(jù)分析等*手段，依托運(yùn)檢智能分析決策系統(tǒng)，推動(dòng)電網(wǎng)運(yùn)維檢修高度數(shù)據(jù)化和智能化，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、主動(dòng)預(yù)警、智能巡查、優(yōu)化控制及管理。另一方面，對(duì)風(fēng)能、太陽能、負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，建立電力能源統(tǒng)一調(diào)控系統(tǒng)，提高電網(wǎng)靈活性和調(diào)節(jié)能力。此外，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)實(shí)物ID深化應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)、采購、建設(shè)、運(yùn)行等全環(huán)節(jié)、上下游信息貫通，提高精益化管理水平，保障電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4.2 促進(jìn)清潔能源消納

目前我國(guó)的可再生能源的應(yīng)用率比較低，風(fēng)能、太陽能等清潔能源沒有得到廣泛和應(yīng)用。由于風(fēng)光發(fā)電的間歇性，部分地區(qū)因缺乏調(diào)頻調(diào)相機(jī)組、電網(wǎng)靈活性不足等導(dǎo)致棄風(fēng)、棄電現(xiàn)象。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通過建設(shè)虛擬電廠智能管控平臺(tái)，通過分布式清潔能源數(shù)據(jù)和用電負(fù)荷信息的計(jì)算、分析和存儲(chǔ)，優(yōu)化分布式能源與電力調(diào)度系統(tǒng)、電力交易平臺(tái)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)區(qū)域的協(xié)調(diào)控制，按需增減負(fù)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、安全消納。

4.3 推動(dòng)綜合能源服務(wù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)打造以“用戶為中心”的綜合能源服務(wù)平臺(tái)，為電網(wǎng)公司與用戶之間提供廣闊溝通平臺(tái)。綜合能源服務(wù)平臺(tái)圍繞能效管理、需求響應(yīng)和電力交易三方面內(nèi)容，提供能源互聯(lián)網(wǎng)用戶服務(wù)，拓展能源消費(fèi)新模式，滿足用戶多樣化用能需求，引導(dǎo)用戶積極參與綜合能源服務(wù)體驗(yàn)，促進(jìn)綜合能源新模式、新體系、新業(yè)態(tài)推廣普及。

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是支撐我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的重要保障，是電網(wǎng)公司由傳統(tǒng)電網(wǎng)企業(yè)向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)任重道遠(yuǎn)，需要突破智能化終端、通信網(wǎng)優(yōu)化、大數(shù)據(jù)分析等多項(xiàng)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(yùn)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)揮積極深遠(yuǎn)的作用，為全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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