泛在电力物联网规划与发展分析

李晶

摘要：泛在电力物联网即将物联网、人工智能等现代化信息处理及通信技术应用到电力系统的各环节，实现电力系统各环节实时互联、高效交互，且具有态势感知能力强、信息处理速度快、应用便捷灵活等特征的智能化服务系统。本文根据国家电网公司的战略安排指导，对泛在电力物联网发展进行趋势分析并提出建设性意见。

关键词：泛在电力物联网;含义;架构;发展;建议

随着信息技术的不断发展与进步，物联网技术在这一背景下的不断更新壮大，并以其优势特点被广泛应用到电网行业中。这两者的有效结合让实质为多传感器的电力系统升级转化为物联网系统，并在大数据背景和信息化发展的形势下使物联网技术得到进一步优化与创新，因此电力系统在这一基础上使其高效性、安全性、智能性得到一定程度提升。

1泛在电力物联网的主要作用和价值体现

1.1全面支撑电网运行性能提升

随着智能电网不断发展，系统每天都在产生海量数据，对电网的监控、调度和管理带来了巨大的作用和挑战。如何对电力系统中多种类型的数据进行有效分析和管理成了急需解决的问题。包含每一个用户、每一个用电设备的细颗粒度数据将使得智能电网完全透明化，通过大数据计算分析和可视化展示，非常便于电网相关人员及时洞察异常和潜在的风险，实时准确掌握电网的运行状态，快速精细预测电网的变化趋势;多环节业务数据贯通，可打通不同专业部门的数据壁垒，提高对电网认知的全面性，促进多环节业务协同进行。总之，UPIoT可全方位提高电网运行的安全性、可靠性、优质性和经济性。值得一提的是，传统的集中式控制模式难以满足海量数据的传输处理的要求，而利用边缘计算可降低对主站系统的压力，提高数据传输的实时性、准确性和安全性，在中低压配电网、微电网等分布式控制中具有巨大的竞争力，为电网企业面向内部的管理决策提供了全新的技术手段。

1.2促进与用户互动化的智能用电

随着中国人民生活质量的提高，人民对供电质量要求也越来越高，用户侧的光伏、储能、充电桩等元素越来越多，对智能家居和智能用电的体验感受越来越重视。在此背景下，传统的配网运行管理因缺乏必要和充分的用户数据获取及交互手段，难以对用户准确建模并将用户资源纳入电网的协同柔性控制，也无法为用户提供更优质和个性化服务。通过物联网可以对用户及配电网运行状态进行准确的测量和态势感知，打通电网与用户双向通信的通道，引导用户有序用电，提高用户参与电网运行的体验和收益，实现电网与用户的共赢。如何基于物联网实现与用户数据交互、资源共享，促进智能用电服务是目前用电侧需要解决的问题。

1.3提升分布式可再生能源消纳能力

随着分布式可再生能源在电网中渗透率的不断提高，其出力的随机性、间歇性和波动性经过和传统负荷特性的叠加，容易造成配电网功率和电压的显著波动，形成阶段性过载或者过电压风险，对配网运行控制和保护带来了挑战。基于物联网技术，利用智能化的小微传感器对分布式电源进行实时监测和态势预测，基于配调系统或者台区边缘端对区域配电网或台区以及DG及时进行调整，实现源网荷储协作运行，从而降低系统运行风险，提高可再生能源分布式消纳水平，促进能源转型升级。

1.4挖掘用电大数据的增量价值

随着近两年国家对一般工商业电价的调控到位，电网公司从传统的售电商业模式中获得利润的空间和增量已经相当有限，挖掘用电大数据的价值成为电网公司业务和利润的增长点。另一方面，用电大数据的商业价值一直为社会各界所关注，有望为智慧城市、智能交通、智能家居、传统商业和第三产业、新能源与节能行业、互联网行业、咨询行业、制造业等各行各业带来重要的信息来源和决策依据。从商业模式来看，国家电网有限公司提出的UPIoT的建设将搭建一个以电力供需为核心的泛在电力生态平台。电网企业将在服务过程中构建起多条服务价值链，实现电网企业与相关方的共创共享共赢。而用电大数据的基础必然是配用电物联网。

2泛在电力物联网规划与发展

智能电网是泛在物联网的发展基础，而智能电网的核心就是构建出一个具备了智能判断以及拥有自我适应调节的多种能源、分布式管理的综合网路系统。该系统的技术本质就是实现不同能源之间的替代以及兼容。而泛在电力物联网关键技术的融合，让其应用范围得到了极大的扩展，在诸多的能源开发层面都能提供技术性的帮助。通过这些应用，海量的电力信息在泛在电力物联网中变得更加的可靠、更加高效。从技术层面而言，泛在电力物联网主要包含了四大要素，分别为：（1）对海量的电力数据进行采集与终端智能化;（2）对海量的电力数据进行相应的传输;（3）将海量的电力数据进行一体化的管理与智能分析;（4）将电力信息进行综合的应用。而这些核心要素对应的关键型技术就是我们在日常生活也会有所接触的智能芯片、现代的通信技术、物联网平台技术。下面，本文将针对智能芯片进行详细的说明：

2.1泛在电力物联网关键技术之智能芯片

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。

2.2关于泛在电力物联网设备的创新与研发

对于泛在电力物联网而言，首要任务就是将信息感知功能有效的发挥出来，换言之，就是需要将不同的传感设备部署在不同的目标区域中，对不同的人或者实物进行对应的实时感知。但是因为电力系统本身的规模实在是过于的庞大，且结构也十分的复杂，因此需要部署的传感设备数量就比较多。基于这样的情况，就需要将传感设备进行简化，而且关于传感设备的成本也需要进一步的控制，尽可能的降低其功能上的消耗以及高度的集中化，同时要充分利用无线通信功能，以此来减少线路之类的基础网路架构的部署需求量。只有这样，才能够有效的控制电力系统物联网在构建阶段的成本与困难，从而实现诸多物联网设备与电力系统之间的无缝衔接集成。而且，基于一些特定的应用场景，某些传感器还需要实现小型化、微型化，以便能够直接放置在电力设备的内部，甚至在技术层面，这些传感器还需要考虑到电磁兼容等等。因此，泛在电力物联网是需要結合实际应用来进行深层次的技术创新与改良的。

3结语

由此可见，泛在电力物联网的建设应当是“电网公司主导，众多行业、企业合作共建”的模式，同时它也是一个很大的产业链，将会给各个投资方带来很多的机遇。

参考文献

[1]徐峻滨.泛在电力物联网在营销服务中的应用初探[J].大众用电，2019（5）：16.

[2]梁卫国.探寻泛在电力物联网建设的产业生态路径[J].当代电力文化，2019（4）：44-45.