杜志婕　蔡明珺　潘益?zhèn)?/p>

摘 要：在數(shù)字革命時(shí)代，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)共同發(fā)展，已經(jīng)成為能源電力新形態(tài)，具備全程在線、全面感知以及全要素互聯(lián)等功能。此次研究深入分析和研究了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與電力系統(tǒng)的發(fā)展關(guān)系，在此基礎(chǔ)之上展望了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中具體應(yīng)用，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：泛在電力物聯(lián)網(wǎng);電力系統(tǒng);應(yīng)用展望

近年來，社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)于電力能源的需求度不斷提升，相應(yīng)擴(kuò)大了聯(lián)網(wǎng)建設(shè)規(guī)模，改變了電網(wǎng)運(yùn)行形態(tài)，從而導(dǎo)致電網(wǎng)供電壓力持續(xù)增加。隨著電力市場的開放式發(fā)展，響應(yīng)降低了輸配電價(jià)格，電網(wǎng)市場競爭局面日益激烈。隨著邊緣計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)等信息化技術(shù)快速發(fā)展，響應(yīng)促進(jìn)了能源電力新業(yè)態(tài)的發(fā)展，國家電網(wǎng)開始轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢(shì)，全民應(yīng)用新型技術(shù)開展運(yùn)營模式，因此在兩會(huì)報(bào)告中提出建設(shè)三型兩網(wǎng)的戰(zhàn)略目標(biāo)。兩網(wǎng)主要是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。此次研究主要是圍繞泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)概念和意義

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是泛在物聯(lián)網(wǎng)在電力行業(yè)的表現(xiàn)形式，能夠通過電力用戶、電力設(shè)備、電力企業(yè)之間的相互連接，建設(shè)以電網(wǎng)為樞紐，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的平臺(tái)。在電力市場化改革發(fā)展過程中，國家電網(wǎng)所面臨的發(fā)展挑戰(zhàn)在于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化，企業(yè)發(fā)展阻礙以及電網(wǎng)形態(tài)變化等方面。通過建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，有助于建立平臺(tái)型，樞紐型電網(wǎng)，打造智慧能源綜合服務(wù)平臺(tái)，為電網(wǎng)用戶以及為政府單位提供良好的電力服務(wù)。

在我國新能源體系中，電網(wǎng)在能源匯集、傳輸以及交換應(yīng)用等方面形成樞紐，能夠?qū)崿F(xiàn)不同能源的互通互聯(lián)，對(duì)我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，從根本上提升社會(huì)能源綜合利用效率。此外，由于電網(wǎng)存在網(wǎng)絡(luò)屬性，能夠促進(jìn)信息與能量的交互，建設(shè)綜合服務(wù)平臺(tái)和能源配置平臺(tái)，以此發(fā)揮出電網(wǎng)的共享機(jī)制、平臺(tái)優(yōu)勢(shì)等。

其次，堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)與泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的融合，可以實(shí)現(xiàn)以物流，信息流以及能量流的統(tǒng)一，并且將其統(tǒng)一在，能源物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)當(dāng)中，所以建立能源物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，一次熱線能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，傳輸環(huán)節(jié)以及交易環(huán)節(jié)的狀態(tài)感知，快速響應(yīng)用戶的需求，這樣能夠?yàn)樯a(chǎn)生活提供全面的能源服務(wù)。

2、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

2.1基于數(shù)據(jù)奠定良好基礎(chǔ)

建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)必須深度挖掘電力系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括用電信息數(shù)據(jù)，輸入電線路，數(shù)據(jù)業(yè)界變電站數(shù)據(jù)等，通過能源物聯(lián)網(wǎng)信息通信理論，能夠統(tǒng)一重建和降維數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性要求。當(dāng)數(shù)據(jù)采集時(shí)，則應(yīng)當(dāng)在電力系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)設(shè)置感知裝置，這樣能夠有效監(jiān)控和測(cè)量電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為電力設(shè)備管理提供數(shù)據(jù)支持。

在5G時(shí)代下，提升了網(wǎng)絡(luò)通信速度能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)傳輸。4G/5G網(wǎng)絡(luò)加入到邊緣計(jì)算技術(shù)當(dāng)中，能夠提升數(shù)據(jù)處理的便捷性，實(shí)現(xiàn)資源共享，確保網(wǎng)絡(luò)建立的全面化。此外當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是多層次建立的，通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中包含骨干網(wǎng)、無線專網(wǎng)和電力衛(wèi)星，可以優(yōu)先滿足網(wǎng)絡(luò)信息調(diào)控需求。通過云計(jì)算技術(shù)和邊緣計(jì)算技術(shù)，能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性提升，實(shí)現(xiàn)用戶和電網(wǎng)之間的交互。

在建立數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)之后，部分?jǐn)?shù)據(jù)能夠衍生出新的業(yè)務(wù)，可以租賃和出售數(shù)據(jù)。由于高校和金融行業(yè)，對(duì)于電力行業(yè)數(shù)據(jù)的需求量比較大，所以在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上，將會(huì)充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)的作用，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化和完善泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

2.2建立安全且經(jīng)濟(jì)的電網(wǎng)

聯(lián)合現(xiàn)代機(jī)器學(xué)習(xí)方法和數(shù)據(jù)采集，可以研發(fā)出功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)和新能源檢測(cè)系統(tǒng)。立足于電力設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，合理應(yīng)用設(shè)備狀態(tài)診斷技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)了解運(yùn)行狀態(tài)，并且制定相應(yīng)的檢修措施，全面提升設(shè)備運(yùn)行安全性。聯(lián)合泛在物聯(lián)網(wǎng)，可以將現(xiàn)場作業(yè)實(shí)現(xiàn)線上化，采用電子工作表和電子身份等方式減少電力人員數(shù)量，從根本上提升電力工作效率。

泛在物聯(lián)網(wǎng)，涉及到人力資源，電力負(fù)荷以及電網(wǎng)運(yùn)行等方面，所以應(yīng)當(dāng)不斷優(yōu)化資源和能源，不僅滿足供需要求，還應(yīng)當(dāng)分析工作效率成本等問題。給予泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，通過數(shù)據(jù)感知，可以對(duì)物聯(lián)網(wǎng)不同節(jié)點(diǎn)的特征和關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，還可以通過優(yōu)化模型有效處理資源問題，滿足用戶多元化需求。

泛在物聯(lián)網(wǎng)不僅能夠確保電力運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性，還改變了用戶溝通交流的方式。該物聯(lián)網(wǎng)能夠建立智慧能源平臺(tái)，從根本上提升企業(yè)工作效率，提供自動(dòng)檢查功能，線上管理功能以及線上登記功能。此外，該物聯(lián)網(wǎng)還能夠?qū)嵤┯涗浥渌托畔?，加?qiáng)安全性和透明度。通過優(yōu)化措施，能夠轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)商業(yè)模式，持續(xù)擴(kuò)大服務(wù)范圍，能夠提供多種線上供電服務(wù)以及大數(shù)據(jù)管理服務(wù)等，所建立的新型能源生態(tài)體系，包含金融機(jī)構(gòu)，政府以及電力用戶。

2.3提升新能源消納率

在社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展過程中，強(qiáng)硬轉(zhuǎn)變了能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)，消費(fèi)環(huán)節(jié)以及傳輸環(huán)節(jié)。電網(wǎng)中接入大量分布式電源，然而由于太陽能資源和風(fēng)能資源的波動(dòng)性與間歇性特點(diǎn)，相應(yīng)影響了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，也在一定程度上浪費(fèi)了清潔能源。通過建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行安全與穩(wěn)定，提升新能源消納率。通過應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以準(zhǔn)確這些能源短期發(fā)電情況，簡化調(diào)度難度。異質(zhì)能源可以實(shí)現(xiàn)信息交互，提升能源的有效利用率，進(jìn)一步確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，科學(xué)主力棄光棄風(fēng)問題。采用數(shù)據(jù)交互重構(gòu)配電網(wǎng)，可以不斷優(yōu)化新能源，還能夠?qū)τ脩舻挠秒姺秶M(jìn)行約束規(guī)范。在應(yīng)用儲(chǔ)能裝置之后，可以協(xié)同優(yōu)化源網(wǎng)荷儲(chǔ)存，充分發(fā)揮出儲(chǔ)能裝置的時(shí)效性，緩解電網(wǎng)消納壓力。

2.4與其他技術(shù)的結(jié)合

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用了區(qū)塊鏈技術(shù)、邊緣計(jì)算技術(shù)以及人工智能技術(shù)，不同信息通信技術(shù)可以從處理環(huán)節(jié)、計(jì)算環(huán)節(jié)以及分析環(huán)節(jié)等支持泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。其中，在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中，人工智能技術(shù)能夠使其更加感知自身與周邊狀態(tài)，具備思考能力，可以有效控制復(fù)雜運(yùn)行場景。例如機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，能夠確保系統(tǒng)獨(dú)立自主學(xué)習(xí)，對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)以及用戶用電行為進(jìn)行觀察，預(yù)測(cè)未來發(fā)展?fàn)顟B(tài)，提出相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)建議，還能夠不斷引導(dǎo)電網(wǎng)生產(chǎn)與用戶用電行為。

邊緣計(jì)算聯(lián)合計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及存儲(chǔ)技術(shù)，能夠在網(wǎng)絡(luò)邊緣數(shù)據(jù)源建立開放式平臺(tái)，提供智能化服務(wù)，以此實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)功能、數(shù)據(jù)優(yōu)化功能以及網(wǎng)絡(luò)接入功能等，有效緩解主站平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理壓力，從根本上提升運(yùn)行決策效率。比如在高級(jí)應(yīng)用當(dāng)中，邊緣網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，需要通過私有信息散列、數(shù)據(jù)過濾等方式，實(shí)時(shí)感知區(qū)域電網(wǎng)形態(tài)。

3、結(jié)束語

綜上所述，泛在物聯(lián)網(wǎng)在處理和分析數(shù)據(jù)過程中，應(yīng)當(dāng)考慮到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，信息安全以及高新技術(shù)研發(fā)等問題。我國在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中出臺(tái)了相關(guān)政策，并且不斷鼓勵(lì)技術(shù)專家攻克難題，形成一套具備實(shí)用價(jià)值的信息通信理論體系。所以在未來發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)通過模式創(chuàng)新，技術(shù)改革以及理論創(chuàng)新等方面，建立泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宇澤，齊峰，朱英偉， 等.多能互補(bǔ)綜合能源電力系統(tǒng)的建設(shè)模式初探[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2019，34（1）：3-10

[2]劉揚(yáng)，李釗，叢海洋， 等.RFID在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的信息安全風(fēng)險(xiǎn)及防護(hù)策略分析[J].東北電力技術(shù)，2015，34（12）：40-43.

[3]王銘新.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用綜述及展望[J].環(huán)球市場，2019，26（18）：142.

[4]張亞健，楊挺，孟廣雨.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在智能配電系統(tǒng)應(yīng)用綜述及展望[J].電力建設(shè)，2019，40（6）：1-12.

[5]曾繁鵬，方壯志，閔衛(wèi)東.基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的虛擬微網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成及應(yīng)用[J].中國科技投資，2019，13（12）：99.