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谈泛在电力物联网的关键技术与应用前景杨玲

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：杨玲1 张敬东2

[导读] 【摘要】相比于综合能源系统,泛在电力物联网更加关注不同设备的数据互联和信息共享。因此对于现代通信网络的研究被认为是实现泛在物联的关键。

        (1.国网湖南省电力有限公司检修公司湖南长沙 410000;2.大唐湘潭发电有限责任公司湖南湘潭市 411100)
        【摘要】相比于综合能源系统,泛在电力物联网更加关注不同设备的数据互联和信息共享。因此对于现代通信网络的研究被认为是实现泛在物联的关键。本文对泛在电力物联网的关键技术与应用前景进行探讨。
        【关键词】泛在电力物联网；关键技术；应用前景
        随着电网规模的迅速扩建，发电设备的接入类型与数量也快速增加、更新，使得电网的复杂程度与日俱增，传统的电网形态已经无法满足当前人们的需求。因此，结合泛在物联网技术，根据现有的电力系统建设要求，推动泛在电力物联网的发展成为必然趋势，也是当前阶段国家电网最重要的任务。
        1泛在电力物联网的概念及特点
        1.1泛在电力物联网的概念
        泛在电力物联网是指充分应用“大云物移智”等现代化信息通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知，信息高效处理，应用更加灵活等特征的智慧服务系统。泛在电力物联网是电网公司具有智慧化、多元化、生态化特征的“第二张网”，与电网公司坚强智能电网相辅相成、融合发展，二者协同并进形成强大平台，构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。
        1.2泛在电力物联网的特点
        泛在电力物联网具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特点。全息感知是指电网各环节设备与用户状态的全面感知和业务全面穿透。泛在连接是指实现电网设备、用户及数据的全时空泛在连接。开放共享是指电网数据价值的共享融通，为能源行业和市场主体发展创造共享平台。融合创新是指泛在电力物联网和坚强智能电网深度融合，生产者和消费者共同参与电网业务创新，支撑电网公司创造更高水平价值。
        2泛在电力物联网关键技术
        2.1智能化终端
        目前电力物联网业务终端主要包括智能电表、输变电监测装置、配电自动化装置、调度自动化测点等。现有终端标准不统一，需建立统一架构体系，统一标准智能化终端研发，形成业务终端统一接入和管理：①需规范智能业务终端上联接口协议和数据格式，结合智能芯片精度高、体积小、低功耗等特点，推动新型业务终端规模化应用和存量终端更新换代、标准化接入。②需加快研究跨专业数据同源采集和多终端功能集成与跨专业复用，提升业务终端在线率。
        2.2通信网优化
        通信网是泛在电力物联网网络层重要基础支撑。结合泛在电力物联网建设和应用需求，通信网在骨干光缆纤芯数量、光纤覆盖和网络带宽还存在不足，无线专网技术选型和建设相对滞后，无法适应泛在电力物联网对业务带宽的需求。
        2.2.1通信网架构优化完善
        以“高可靠、全方位、多元化、宽带化、集中化”为目标，优化提升省级传输网，探索开展OTN双平面建设，增强省市互联互通能力。完善骨干光缆网架结构，解决骨干断面无空余光缆纤芯问题。开展地市传输网增容改造，强化“PTN+SDH”网络架构，建成网络结构合理、组网接入灵活、承载能力强、具备可持续发展的地区传输网络。开展县域传输网升级，解决县域传输网低覆盖、低带宽问题，满足泛在电力物联网终端设备大规模泛在接入、电网生产控制业务不断增长的带宽需求。
        2.2.2无线通信网技术研究
        5G作为新一代移动通信技术发展方向，是无线接入重要演进方向。需加快引入软件定义网络和边缘计算技术，研究应用5G技术满足业务更快终端接入速率、更低业务传输时延和更多终端连接容量需求。

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大带宽方面，满足调度、运检、营销、建设等电网业务升级和高清化视频通信、可穿戴智能运检等场景应用需求；低时延方面，满足配电自动化、“三遥”等低时延电网业务需求；广连接方面，满足泛在化、多样化、智能化、规模化海量终端设备接入需求。
        2.3大数据分析
        泛在电力物联网建设需加快构建能源大数据分析平台，利用数据挖掘、数据建模、模拟仿真、数据关联分析等技术，推动大数据在能源领域的深化应用，提升大数据技术融合、业务融合、数据融合能力，有效辅助政府决策和促进行业协同发展。随着能源互联网的大力推进，能源管理将以能源互联网为基础，以电能为支撑，综合冷、热、电、热水等多种分布式能源，构建“源-网-荷”互动的区域型能源互联网络的需求迫切，能源大数据分析平台的构建可推动数据共享融通，实现能源协调控制和综合能效管理，促进能源行业协同创新发展。
        3泛在电力物联网应用前景
        3.1保障电网安全运行
        泛在电力物联网建设和发展可有效解决现阶段我国的电力存在能源分布不平衡、电网结构不合理、调节能力差等问题。一方面，利用数据共享和大数据分析等先进手段，依托运检智能分析决策系统，推动电网运维检修高度数据化和智能化，实现电网设备实时监测、主动预警、智能巡查、优化控制及高效管理。另一方面，对风能、太阳能、负荷进行实时监测，建立电力能源统一调控系统，提高电网灵活性和调节能力。此外，泛在电力物联网实物ID深化应用，可实现电网设备规划设计、采购、建设、运行等全环节、上下游信息贯通，提高精益化管理水平，保障电网安全经济运行。
        3.2促进清洁能源消纳
        目前我国的可再生能源的应用率比较低，风能、太阳能等清洁能源没有得到广泛和高效应用。由于风光发电的间歇性，部分地区因缺乏调频调相机组、电网灵活性不足等导致弃风、弃电现象。泛在电力物联网通过建设虚拟电厂智能管控平台，通过分布式清洁能源数据和用电负荷信息的计算、分析和存储，优化分布式能源与电力调度系统、电力交易平台互联互通，实现区域的协调控制，按需增减负荷，减少分布式能源并网冲击，从而有效促进清洁能源广泛、安全消纳。
        3.3推动综合能源服务
        泛在电力物联网打造以“用户为中心”的综合能源服务平台，为电网公司与用户之间提供广阔沟通平台。综合能源服务平台围绕能效管理、需求响应和电力交易三方面内容，提供能源互联网用户服务，拓展能源消费新模式，满足用户多样化用能需求，引导用户积极参与综合能源服务体验，促进综合能源新模式、新体系、新业态推广普及。
        3.4强化电网资产管理水平
        伴随电网建设规模的日愈拓展，输、变、配电设施总量和异动量大幅提升，远转状况也愈发纷繁，巡检工作难度加重以往的巡检事宜大多靠人力维系，任务量大且不精确，依靠泛在电力物联网，通过实物ID技术来进行资产筹划、购置、运转等的全面化线上评测和线下的贯彻操控工作，除此以外，销售、物资员工也能通过实物ID的动态信息，做到账、卡、物三项信息变更的精准性、全面性和实时性，强化电力设施监管效率。
        结语
        泛在电力物联网是支撑我国能源互联网高质量发展的重要保障，是电网公司由传统电网企业向综合能源服务商转型的重大转折点。泛在电力物联网建设任重道远，需要突破智能化终端、通信网优化、大数据分析等多项关键技术及重点任务。泛在电力物联网的建成将在保障电网安全运行、促进清洁能源消纳、推动综合能源服务等方面发挥积极深远的作用，为全球能源互联网建设奠定坚实基础。
        参考文献:
        [1]傅质馨,李潇逸,袁越.泛在电力物联网关键技术探讨[J].电力建设,40(05):5-16.
        [2]杨东升,王道浩,周博文,etal.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].发电技术,40(02):13-20.