泛在电力物联网的关键技术与应用前景戚振彪

泛在电力物联网的关键技术与应用前景戚振彪
发表时间：2019-11-18T10:25:24.457Z 来源：《中国电业》2019年第14期作者：戚振彪
[导读] 最后研究了泛在电力物联网的实际需求和应用前景。

摘要：泛在电力物联网是以电力系统为核心，结合智能终端传感器、通信网、人工智能和云平台技术构成的复杂多网流系统，其具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特点。

首先阐述了泛在电力物联网的基本概念、特征，并详细分析了其体系架构；其次，从智能芯片、5G与LPWA、物联网平台三方面探讨了泛在电力物联网的关键技术，从业务壁垒、信息安全、数据分析和商业模型4个角度分析了泛在电力物联网建设的关键难点；最后研究了泛在电力物联网的实际需求和应用前景。

关键词：泛在电力物联网；关键技术；应用前景
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功能和运行方式提出新的要求。

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。

1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，具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特征。

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、用户的信息和数据全时空连接。

开放共享指在统一平台上利用智能技术对数据进行共享和管理，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。

对外建成智慧综合能源服务平台，开拓电力市场，促进电力改革。

2泛在电力物联网的关键技术
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物联网平台
随着电力系统海量数据接入一体化数据平台，通过对大量数据的合理分析、深层挖掘，进而实现电力信息的有效利用。

一体化数据平台应当具备大数据处理和云端计算，以及实现风光预测、电力系统故障诊断等的人工智能能力。

目前百度的“天工”智能物联网平台，移动OneNET物联网平台，阿里link物联网平台等一体化数据平台相继在生产实践中展开应用。

移动OneNET与“Hi”电展开合作，协助其解决“设备状态检测”、“设备位置监管”、“设备信息管理”、“反向控制设备”等问题;阿里云于无锡鸿山打造首个物联网小镇，实现小镇交通、环境、水务、能源等多个城市管理项目的在线运营。

对于实现泛在电力物联网数据一体化平台的搭建，必须结合“大数据云计算人工智能”的物联网平台。

2.35G与LPWA
海量电力数据的传递需要一体化的通信网络。

电力系统地域分布广泛，往往涉及高山、森林、冰原等复杂环境，致使通信网络难以覆盖全部，现场数据难以传输。

现在物联网有2类主流技术：一类是工业以太网和电力载波为主的有线网络技术，另一类是以5G和低功耗广域网（LPMA）为主的无线网络技术。

泛在电力物联网中数据分布广，分散性强，部分不易供电，连接难，采集频次低，传统的有线网络通信技术难以适用，因此以无线网络为主的现代通信技术是实现泛在电力物联网网络通信的主要手段。

3泛在电力物联网应用前景
泛在电力物联网是建设能源互联网的重要基础，是电网发展和社会应用的重要枢纽桥梁。

泛在电力物联网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均拥有广阔应用前景。

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打造智慧能源服务平台
智慧能源服务平台为电网，用户提供了互动平台。

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，通过电动汽车联网、光伏云网、终端边缘计算等技术，提供基础供电服务以外的互联网金融、大数据运营、线上供应链金融等新型能源服务，
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。

3.5数据增值服务
（1）数据促进行业融合。

电力大数据可以广泛应用于冷、热、气等不同工商行业；利用电力数据的特点，冷热气等行业可以进行生产活动的调节优化，制定个性化的生产流程，用户服务流程，促进与电力行业的合作，实现更好的社会服务和更高企业盈利。

（2）数据衍生新型业务。

大数据海量优质的数据可以应用于互联网金融等领域，泛在电力物联网依托其庞大的用户基数和积累的用户数据，可以开拓互联网金融流量入口方面的业务。

（3）数据租售。

金融行业、高校、科研机构等对电力原始数据或处理数据有着巨大的需求。

泛在电力物联网在其强大网络安全的保障下，无需将数据作为行业壁垒，通过数据租售，可以实现相关行业的快速发展，也能促进泛在电力物联网的不断完善。

4结语
在国家电网有限公司大力提倡发展泛在电力物联网的背景下，本文对泛在电力物联网的基本概念、主要特点、关键技术和典型应用进行了分析与说明，为泛在电力物联网的进一步深入研究提出有益的参考。

由于打造泛在电力物联网是一个长期的过程，因此本文提出的一些观点需要随着泛在电力物联网发展进行完善和修正。

可以预见，承载数据流的泛在电力物联网与承载电力流的坚强智能电网必将相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

参考文献：
[1]汪洋,苏斌,赵宏波.电力物联网的理念和发展趋势[J].电信科学,2010(S3):9-14.
[2]杨东升,王道浩,周博文,等.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].发电技术,2019(2).。