摘 要:社会的进一步发展,促使现阶段我国电力建设规模不断扩大,此种背景下,如何提升电力传输质量以及电网控制水平,成为当下电力企业亟待解决的问题之一,泛在电力物联网理念形成。基于此,本文立足于泛在电力物联网实际内容,分析了建设时需要应用的各类关键技术,以及相应发展前景,希望以下内容的论述可以推动我国电力事业稳步发展。
关键词:
泛在电力物联网; 智能芯片; 发展;
引言:近几年,随着我国经济水平的不断提升,电力用户数量逐渐增加,分布式电网所面临的运行压力逐渐增大,为保证居民用电安全,以及电网正常运行,基础电网改革已经成为一种必然趋势,人工智能技术、尖端网络技术以及自动化技术的融合需要更加完善。因此,对泛在电力物联网的关键技术与应用前景分析有着鲜明现实意义。
一、泛在电力物联网的关键技术
1、智能芯片。
就目前我国电力市场发展情况而言,电网建设规模不断扩大,造成此种现象的主要原因在于电力市场需求不断增加,为满足高压力的电力传输活动,各类电力保护装置,以及电网检测设备被应用到电力系统当中,这些设备正常运行过程中,将会不断产生数据,而产出的数据包含着电网运行的重要信息,应该对其进行收集和处理,以求指导电网正常运行,但是传统的数据采集设备无法达到全部数据收集要求,并且收集质量并不高。而带有智能芯片的采集设备可以很好的解决以上问题,不仅可以降低设备应用时的能耗,还能提升收集和计算效率。因为此种芯片的优势众多,所以各个国家纷纷加大了该方面的研究力度以及投入,并且取得了良好效果。例如谷歌公司推出的Edge TPU芯片,以及我国中科院研究的“寒武芯片”等。
2、5G与LPWA。
对于电力系统而言,无论是海量数据的收集,还是大量数据的处理,都需要建立在良好的网络基础之上。随着电网建设规模的扩大,我国电力建设逐渐深入到高山以及森林等地区,但是这些地区的网络基础并不好。传统的电力物联网技术,对于信息的传递主要应用以太网进行有线传输,并不适合上述地区的应用与建设。而5G时代的到来,可以说为泛在电力物联网建设提供了技术基础,以5G为核心的LPMA无线传输形式,即具有传统技术稳定性,本身也具有高效性与便捷性。
就当下我国电网建设实际情况以及今后发展态势而言,5G将会成为泛在电力物联网建设基础技术之一。基于5G通信网络的切片通信形式被认为是解决电网全息感知以及泛在连接的根本技术。例如在进行分配式自动化建设过程中,可以选择URLLC切片,此类切片的低时延性能较为突出,可以保证分配自动化质量。在进行信息采集以及电源接业务建设中,可以选择mMTC切片,此类切片具有良好的通信性能。在进行语音业务的购进时,可以选择Voice切片。
二、泛在电力物联网的应用前景
1、提升电网运行水平。我国无论是经济还是电力发展,都存在鲜明的南北差异性,立足于电力事业建设情况而言,电网整体架构不合理的问题较为明显。泛在电力物联网的应用刚好可以解决以上问题,应用时可以直接建立一个发电、输电全过程监管网络,进一步提升了电力检测水平与效率,保证电力运行安全。
2、打造智慧能源服务平台。我国的泛在电力物联网建设已经成为国家发展战略之一,预计于2021年初步建成并且投入应用。初期使用中,将会做到以下几点:(1)整个电力物联网可以基本实现业务协同。(2)初步达到物联管理基础性要求。(3)各级建设的智慧平台需要完成系统升级,以便可以支持泛在电力物联网正常融合与应用。2024年将会全面建成电力物联网,上述提到的业务协同需要正常进行,物联管理需要全部完善[2]。公司级的智慧平台需要具有良好的应用效果,并且足以构成电力网络生态圈。应用智慧能源服务平台,做好区域内资源统筹,将传统企业以及新型企业全部规划到同一战线之下,建设光伏云网,合理应用终端边缘计算等技术,发展、完善、应用新型电力供应链,进而建成电力企业为主,政府、居民协调统一的能源圈。
3 数据分析
当前, 数据的分析能力是基于对信息的融合与了解的基础之上。电力数据的来源较复杂, 且数据的实效性、时间的尺度各不相同, 使得传统数据分析系数不能直接应用在电力物联网之内。另外由于电力系统建设的阶段性运行的实时性特征, 导致大量控制、计量、监测等历史及实施数据在电力物联网平台积累, 构成了泛在电力物联网平台多源异构数据源特点。因当前电能替代设备的市场门槛较低, 泛在电力物联网的技术应用范围较广, 有些技术已经投入使用, 但是部分功能还未投入使用, 需要不断地进行推广。泛在电力物联网方面的应用推广可以有效地提升智能化水平, 实现一体化的发展, 加强物联网平台的监管, 并且能够有效推动电力物联网的建设以及相关标准的制定。
4 提升电网安全经济的运行水平
当前, 我国的电网存在能源分布不均匀、网架结构不合理、电网调节不足等问题。泛在电力物联网的运用, 能够有效地解决能源分布不均的问题, 促进电力系统安全稳定的运行。同时, 泛在物联网的运行可以有效地促进我国新能源的建设, 使风能和太阳能等各种能源的开发和应用更加简单。通过对电力系统数据的有效监测和分析, 实现能源监控、调控一体化。结合电力物联网的技术, 对于用电系统、线路工作难以操作的环节, 建立智能配电管理系统, 实现对配电状态的监测和控制。
5 实现清洁能源的有效消纳
当前, 风能、电能在我国的能源中占比较低。受我国地理分布的特殊性限制, 对于风能和光能不能实现有效利用。泛在电力物联网可以运用人工智能技术, 对电、光伏进行有效的预测;并且结合具体的能源条件, 对分散的新能源进行集合, 形成虚拟的电厂。同时通过基础的供电效果, 可以形成一定的数据模式, 对于后期的电力数据资源利用以及电能的开发都有着极大的参考价值。此外对于难操作的电力环节, 通过电子设备和相关身份认证, 实行在线控制, 以此促进人员的有效沟通, 提高工作效率。总体来说, 泛在电力物联网的利用, 既可以实现新能源的合理利用, 对能源进行均匀分配, 又能实现清洁能源的有效配置, 有效促进我国新能源的发展。
6 打造智能服务平台
智能能源服务平台, 为用户提供了互动交流的平台。通过合理的商业模式和激励政策, 可在线提升用户参与电力管理互动的主动性。通过对光伏、电动汽车等新能源的使用数据监测, 可以有效地对新能源进行管理并纳入到管理服务的范围。
7 提升电网资产管理水平
从近几年我国各类电源交易数据报表来看, 总的能源交易量高达2 500亿以上。数据对比显示, 传统的电能交易量较高, 而新型能源的交易电量则较少。泛在电力物联网方面的建设和发展, 将打破电力市场的发展局面, 促进全方位电力市场的开放, 有效促进电力系统的发展, 达到稳定的电力物联网的战略目标, 也是国家电力物联网的趋势所向。随着电网规模的不断扩大以及电力系统的智能化发展, 实现电力资产的有效整合与分配, 需对资产整个过程进行有效精益化的管理。传统的设备检查手段, 主要是通过人力或者电子设备进行检查, 面对当前电力庞大的巡查任务, 通过传统的人工监测巡查是很难全覆盖的, 也增加了工作人员的工作难度。只有对电子数据和设备进行有效的分析, 实现泛在电力物联网的高效运作, 才能将电力资源的采购、规划、建设、运作进行全方位的操作和评估, 实行一体化发展, 同时, 达到电力物联网整体的优化配置效果。
结论:综上所述,本文论述的泛在电力物联网虽然目前建设仍然没有完成,但是从其技术应用角度而言,可以为电力建设提供新的发展方向。其不仅仅会融合应用人工智能技术,还会涉及到云技术等,最终构成的是一个高质量、高稳定、高效率的综合系统,可以从根本上提升电力生产与运行安全性,推动我国电力事业可持续发展。
参考文献
[1] 周爱国 先行先试全面发力打造泛在电力物联网实验田(N).国家电网报。2019-05-23(003)
[2] 周劲然.以数字化转型推进“三型两网”战略全面落地—访国网湖南电力有限公司董事.总经理.党委副书记李生权[J]。中国电业,2019(04);6-9