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摘要:经济的发展,城市化进程的加快,人们对电能的需求也逐渐增加。同时,物联网的崛起也为广大人民群众带来了前所未有的便利,使其在运用期间,产生了很多先进技术并加以支持使用。本文就泛在电力物联网的发展与实施展开探讨。
关键词:物联网;电力系统;技术
引言
在衡量社会用电量时,电力供应的可靠性、质量和盈利能力都在不断提高。电网规模不断扩大,形式不断变化,供电压力不断增大。电力市场逐步开放,电力供应逐步分散:电价下降,能源消耗下降,电网活动面临激烈的市场竞争。先进的人工智能和计算支持了完整的检测、完整的在线线路的使用以及所有元素之间的相互连接。这需要新技术。
1泛在电力物联网
泛在电力物联网是应用于电网的工业级物联网,在线连接能源生产、传输与消费各环节的人、机、物,实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活,基于完全信息的数据驱动实现智能控制,通过全面感知和精准预测实现对随机性和不确定性的有效处理,通过泛在互联和智能应用对人的价值获取意愿和行为的有效理解,实现以客户为中心的精准需求预测和个性化服务。电力大数据来源于电力系统发电、输电、配电、用电、变电、调度各个环节,包括电网运行和设备监测数据、营销数据、电力企业管理数据,具有数据体量大、数据类型多样、价值高、处理速度快的特点。
2泛在电力物联网的关键核心技术
2.1通信技术
究其本质,泛在电力物联网是整合了繁复电力设施、海量用户的物联网,所以,在其运行过程中要依靠集实时性、双向性、高速性为一体的通信体系,来维系泛在电力物联网的正常运行,惟有具备全面化、稳固性、高速发达的通信体系,方可以有效确保泛在电力物联网各环节工作有序、关联性地高速远转开来,不具备一个完善稳固的通信体系便不能将泛在电力物联网所独具特色的优势凸显出来。如同电网那般,日后这一通信体系也会逐渐融入到各家各户里面,供电网络同通信网络也必然会整合于一个完整体,这一通信体系的构建,有助于强化供电网络供电的稳固性及资产使用效率,并对电网加以有效防范,以防其遭受各类内外界因素的不良攻击,强化电网的牢靠性。而在这方面,又要依靠两项关键技术为撑持:其一全面开放的通信架构,是保障通信技术顺利实施的前提,维系通信的畅达性,并以其有序性、可执行性等特点,大大强化了电网内不同元件间的信息交互品质,其二要有一个整体性的技术标准,以达成系统同各应用间的有效衔接。
2.2智能芯片
在电力系统发展的进程中,计量、变换、保护、控制、监测以及用电等设备在被不断的接入到电力系统中,而这些不同的设备在运行过程中产生了大量的数据,而在现场数据采集的专业领域中,有些设备仍旧是基于传统的工业采集装置,故而无法很好的保障其数据的安全性,而采集到的数据也存在精度较低的问题,这也使得终端的设备无法很好的实现智能化。而针对这一问题,目前可以借助于智能芯片技术中的微型智能传感以及智能化终端来解决,智能芯片所具备的高精度、低能耗、微型化以及智能运算的功能将对设备的信息进行完整的采集提取以及传输,而智能芯片也能够通过本地的边缘运算技术来对终端设备进行智能化,从而达到本地化的自我控制。这样一来,就彻底打破了传统设备具备遥测功能而不具备遥控能力的尴尬局面。在当代科技中,谷歌所研发的EdgeTPU芯片以及我国中科院所研发的“寒武纪”芯片都可以进行海量的数据处理,以及边缘计算,而这意味着智能芯片不断的推进终端设备的全息动态感知以及智能化功能。
2.35G网络运行加持
电力数据的大量传输需要通过相关设备的统一化运行进行适当的维持,由于当前我国电力分布较广,范围较大,同时遍布几千个城市,因此存供电连接难的问题,在无线网络发达的今天,通过传统的无线网支持很难满足当前客户的需求,而泛在电力物联网将新型5G网络运用其中,从而大幅度提升了电力物联网的运行效率,而所谓第五代移动通信技术,是在4G网络已有的基础上实施革新和提升的一项全新网络技术,虽然目前仍旧处于研究中状态,但预计5G网络的运行速度将是4G网络的十倍,作为信息时代的最强代表,5G网络功能能够更有效的解决电力传输和地域等方面限制网络的弊端,提升网络运行速度的同时,也能让更多还接触过网络的人,体验到来自网络时代的魅力,如此高效的带宽和网速不但能满足人类的需求,连同现代很多高端运行设备也能同时接入,从而达到最佳的服务状态,因此对于电力的输送方面,泛在电力物联网的运用具有一定的真实有效的作用,5G网络的主要目标是让终端用户随时随地能够实现联网状态,5G网络将来支持的设备远远不止目前我们能看到的这些机器设备,还会通过更多的方式代入到工业以及其他产业当中。
3泛在电力物联网的应用展望
3.1促进清洁能源的高效利用
近年来,我国新能源快速发展,光伏发电和风电装机居世界首位,且新能源发电的装机占比不断提升,但三北地区弃风弃光现象严重。新能源的大规模并网受到客观技术限制,其波动性和不确定性是造成新能源大规模并网困难的重要原因。泛在电力物联网可以结合人工智能为这一问题提供解决方案。一方面,泛在电力物联网依托泛在全息感知,采集发电环境的动态变化信息,分析处理后提供给发电设備的智能控制系统,便于做出最优响应,提升机组运行的稳定性;另一方面,采集新能源发电的数据,进行短期发电预测,为电网调度提供参考,提高电网运行的稳定性。多种类型的电源接入后,可通过虚拟电厂或多能互补的方式进行配置、组合,通过聚合用户侧可控负荷,提高电网可调控容量占比,提升新能源并网水平。泛在电力物联网通过电力市场交易的方式实现大规模新能源的跨省交易,缓解弃风弃光现象,促进新能源消纳。
3.2强化电网安全经济运行水平
现阶段,国内电网显露出能源分布缺乏均衡性、网架构造缺乏科学性、电网本身调控水平有限等须待处理的问题,物联网技术的有机融入,能行之高效地填补这些缺陷,助力电网各领域的高效平稳远转,依托物联网,强化输电工作的安全性和稳定性,通过智能终端来强化维护、通信等二次设备的感知水平,优化整体协调、信息输送、整合评析等功能,切实强化电网的整体智能化和稳定系数,并构建智能化的配电监管体系,对配电工作展开实时管控。
3.3电力数据共享服务
电力数据服务平台可以实现宏观经济预测、住房空置率计算、居民消费水平评估等服务,助力政府做出高效精准决策;可以实现企业信用评估、行业趋势研判、精准营销、商业选址规划等服务,帮助企业节支增效;可以实现优化用能建议、优质服务提升等服务,提升电力用户获得感;可以实现第三方数据公共服务产品标准开发生态环境,培育大数据运营“独角兽”企业。
结语
需要强调的是,物联网作为一种在数据处理和分析泛在电力物联网信息安全、经济模式转型、基础设施建设和前沿研究等方面存在许多技术问题。但是,在国家政策的支持和该部门专家的研究和帮助下,建立了一套理论信息和通信系统来支持建设。泛在电力物联网未来,将会在理论不断创新,技术不断发展的背景下实现社会各个行业的紧密合作,建立一个世界一流的能源生产和供给的智能网络。
参考文献
[1]崔岩.建设泛在电力物联网打造综合能源服务供需平台———访中国电力科学研究院用电与能效研究所副总工郝为民[J].电气时代,2019.
[2]史海疆.泛在电力物联网促进新能源发展———访国网能源研究院新能源与统计研究所高级研究员闫湖[J].电气时代,2019.
关键词:物联网;电力系统;技术
引言
在衡量社会用电量时,电力供应的可靠性、质量和盈利能力都在不断提高。电网规模不断扩大,形式不断变化,供电压力不断增大。电力市场逐步开放,电力供应逐步分散:电价下降,能源消耗下降,电网活动面临激烈的市场竞争。先进的人工智能和计算支持了完整的检测、完整的在线线路的使用以及所有元素之间的相互连接。这需要新技术。
1泛在电力物联网
泛在电力物联网是应用于电网的工业级物联网,在线连接能源生产、传输与消费各环节的人、机、物,实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活,基于完全信息的数据驱动实现智能控制,通过全面感知和精准预测实现对随机性和不确定性的有效处理,通过泛在互联和智能应用对人的价值获取意愿和行为的有效理解,实现以客户为中心的精准需求预测和个性化服务。电力大数据来源于电力系统发电、输电、配电、用电、变电、调度各个环节,包括电网运行和设备监测数据、营销数据、电力企业管理数据,具有数据体量大、数据类型多样、价值高、处理速度快的特点。
2泛在电力物联网的关键核心技术
2.1通信技术
究其本质,泛在电力物联网是整合了繁复电力设施、海量用户的物联网,所以,在其运行过程中要依靠集实时性、双向性、高速性为一体的通信体系,来维系泛在电力物联网的正常运行,惟有具备全面化、稳固性、高速发达的通信体系,方可以有效确保泛在电力物联网各环节工作有序、关联性地高速远转开来,不具备一个完善稳固的通信体系便不能将泛在电力物联网所独具特色的优势凸显出来。如同电网那般,日后这一通信体系也会逐渐融入到各家各户里面,供电网络同通信网络也必然会整合于一个完整体,这一通信体系的构建,有助于强化供电网络供电的稳固性及资产使用效率,并对电网加以有效防范,以防其遭受各类内外界因素的不良攻击,强化电网的牢靠性。而在这方面,又要依靠两项关键技术为撑持:其一全面开放的通信架构,是保障通信技术顺利实施的前提,维系通信的畅达性,并以其有序性、可执行性等特点,大大强化了电网内不同元件间的信息交互品质,其二要有一个整体性的技术标准,以达成系统同各应用间的有效衔接。
2.2智能芯片
在电力系统发展的进程中,计量、变换、保护、控制、监测以及用电等设备在被不断的接入到电力系统中,而这些不同的设备在运行过程中产生了大量的数据,而在现场数据采集的专业领域中,有些设备仍旧是基于传统的工业采集装置,故而无法很好的保障其数据的安全性,而采集到的数据也存在精度较低的问题,这也使得终端的设备无法很好的实现智能化。而针对这一问题,目前可以借助于智能芯片技术中的微型智能传感以及智能化终端来解决,智能芯片所具备的高精度、低能耗、微型化以及智能运算的功能将对设备的信息进行完整的采集提取以及传输,而智能芯片也能够通过本地的边缘运算技术来对终端设备进行智能化,从而达到本地化的自我控制。这样一来,就彻底打破了传统设备具备遥测功能而不具备遥控能力的尴尬局面。在当代科技中,谷歌所研发的EdgeTPU芯片以及我国中科院所研发的“寒武纪”芯片都可以进行海量的数据处理,以及边缘计算,而这意味着智能芯片不断的推进终端设备的全息动态感知以及智能化功能。
2.35G网络运行加持
电力数据的大量传输需要通过相关设备的统一化运行进行适当的维持,由于当前我国电力分布较广,范围较大,同时遍布几千个城市,因此存供电连接难的问题,在无线网络发达的今天,通过传统的无线网支持很难满足当前客户的需求,而泛在电力物联网将新型5G网络运用其中,从而大幅度提升了电力物联网的运行效率,而所谓第五代移动通信技术,是在4G网络已有的基础上实施革新和提升的一项全新网络技术,虽然目前仍旧处于研究中状态,但预计5G网络的运行速度将是4G网络的十倍,作为信息时代的最强代表,5G网络功能能够更有效的解决电力传输和地域等方面限制网络的弊端,提升网络运行速度的同时,也能让更多还接触过网络的人,体验到来自网络时代的魅力,如此高效的带宽和网速不但能满足人类的需求,连同现代很多高端运行设备也能同时接入,从而达到最佳的服务状态,因此对于电力的输送方面,泛在电力物联网的运用具有一定的真实有效的作用,5G网络的主要目标是让终端用户随时随地能够实现联网状态,5G网络将来支持的设备远远不止目前我们能看到的这些机器设备,还会通过更多的方式代入到工业以及其他产业当中。
3泛在电力物联网的应用展望
3.1促进清洁能源的高效利用
近年来,我国新能源快速发展,光伏发电和风电装机居世界首位,且新能源发电的装机占比不断提升,但三北地区弃风弃光现象严重。新能源的大规模并网受到客观技术限制,其波动性和不确定性是造成新能源大规模并网困难的重要原因。泛在电力物联网可以结合人工智能为这一问题提供解决方案。一方面,泛在电力物联网依托泛在全息感知,采集发电环境的动态变化信息,分析处理后提供给发电设備的智能控制系统,便于做出最优响应,提升机组运行的稳定性;另一方面,采集新能源发电的数据,进行短期发电预测,为电网调度提供参考,提高电网运行的稳定性。多种类型的电源接入后,可通过虚拟电厂或多能互补的方式进行配置、组合,通过聚合用户侧可控负荷,提高电网可调控容量占比,提升新能源并网水平。泛在电力物联网通过电力市场交易的方式实现大规模新能源的跨省交易,缓解弃风弃光现象,促进新能源消纳。
3.2强化电网安全经济运行水平
现阶段,国内电网显露出能源分布缺乏均衡性、网架构造缺乏科学性、电网本身调控水平有限等须待处理的问题,物联网技术的有机融入,能行之高效地填补这些缺陷,助力电网各领域的高效平稳远转,依托物联网,强化输电工作的安全性和稳定性,通过智能终端来强化维护、通信等二次设备的感知水平,优化整体协调、信息输送、整合评析等功能,切实强化电网的整体智能化和稳定系数,并构建智能化的配电监管体系,对配电工作展开实时管控。
3.3电力数据共享服务
电力数据服务平台可以实现宏观经济预测、住房空置率计算、居民消费水平评估等服务,助力政府做出高效精准决策;可以实现企业信用评估、行业趋势研判、精准营销、商业选址规划等服务,帮助企业节支增效;可以实现优化用能建议、优质服务提升等服务,提升电力用户获得感;可以实现第三方数据公共服务产品标准开发生态环境,培育大数据运营“独角兽”企业。
结语
需要强调的是,物联网作为一种在数据处理和分析泛在电力物联网信息安全、经济模式转型、基础设施建设和前沿研究等方面存在许多技术问题。但是,在国家政策的支持和该部门专家的研究和帮助下,建立了一套理论信息和通信系统来支持建设。泛在电力物联网未来,将会在理论不断创新,技术不断发展的背景下实现社会各个行业的紧密合作,建立一个世界一流的能源生产和供给的智能网络。
参考文献
[1]崔岩.建设泛在电力物联网打造综合能源服务供需平台———访中国电力科学研究院用电与能效研究所副总工郝为民[J].电气时代,2019.
[2]史海疆.泛在电力物联网促进新能源发展———访国网能源研究院新能源与统计研究所高级研究员闫湖[J].电气时代,2019.