浅谈智慧城市电力神经单元的建设与应用

赵琦

摘  要：智慧城市是未来城市发展的方向，在智慧城市的组成部分里，智慧电网是重要的城市神经网络，而新一代智能变电站将成为这个神经网络中的重要节点，通过大数据分析、边缘计算等方式，智慧城市电力神经单元除传统的电能量转换、电能信息采集传输外，还应具备与智慧城市的其他领域数据共享、资源共享的城市公共节点功能，从而实现信息化2.0时代智能电网服务的新型模式。

关键词：智慧城市  电力神经单元  建设  应用

中图分类号：F292                              文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2020）10（a）-0037-03

Abstract： Smart City is the direction of future urban development， in the part of wisdom urban， smart grid is an important city of neural networks， and a new generation of intelligent substation will become an important node in the neural network. through data analysis， calculation methods such as edge， wisdom city power neural unit in addition to the traditional electric energy conversion， power information collection and transmission， also should have with wisdom city in other areas of data sharing， resource sharing of urban public node function， so as to realize the new model of informationization 2.0 of the smart grid services.

Key Words： Smart city; Electric nerve unit; Construction; Application

“十三五”是智慧城市快速發展的重要时期，智慧城市充分运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对于包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能的响应，为人类创造更美好的城市生活。

智能电网作为智慧城市的一部分，如何帮助智慧城市“实现梦想”是电网企业在未来发展中需要着重考虑的重点。2019年，国家电网公司提出了“三型两网，世界一流”的战略目标，明确了建设枢纽型、平台型、共享型企业，建设运营坚强智能电网、泛在电力物联网的世界一流能源互联网企业的未来发展方向。“三型两网”概念的提出，是国网公司世界一流能源互联网企业的核心支点，也是智慧城市、智慧地球建设的必经之路，“三型两网”发展建设必须深度融入智慧城市体系。

从技术角度看，智慧城市建设要求通过以移动技术为代表的物联网、云计算等新一代信息技术应用实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用。从社会角度看，智慧城市还要求通过常用网络平台等工具和方法的应用，实现以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的知识社会环境下的可持续创新，强调通过价值创造，以人为本实现经济、社会、环境的全面可持续发展。可以说，城市生态和信息技术两方面的持续创新是智慧城市发展的核心动力。前者是大脑，负责“创造梦想”，后者是身体，负责“实现梦想”。

1  建设智慧城市电力神经单元的必要性

在电网体系中，变电站是重要的电力网络节点。而在智慧城市体系中，如果说电力网络是城市的“神经系统”，感知着城市发展的脉搏，那么电网中的每一座变电站，特别是位于城市内的变电站，无疑是智慧城市的神经单元。这样看来，变电站不仅承载着电网智能化的要求，更重要的是需要承载城市智慧化的要求。

基于智能变电站平台建设智慧城市电力神经单元，即依托城市变电站，建设改造集电能量转换、智慧城市信息交互、电动汽车充换电服务、电网智能服务中心为一体的多用途电力网络节点。利用电力公共设施资源，节约城市发展空间，充分融合智慧城市创新发展的内在需求，挖掘发挥变电站神经单元的无限潜力，拓展电网神经网络的重要作用，全面提高城市资源利用效率，促进智慧城市快速发展。

2  智慧城市电力神经单元功能设想

智慧城市电力神经单元作为城市智慧网络节点，除传统的电能量转换、电能信息采集传输外，还应具备与智慧城市的其他领域数据共享、资源共享的城市公共节点功能。应当包含，但不限于以下内容。

2.1 电网供电功能

（1）电能量转换。即传统变电站功能，将电压在高低等级间转换，满足不同电力客户需求。

（2）短时微电网供电。建设电力神经单元储能设施，在变电站故障停电，或用户有需求时，通过储能装置向特定用电设备提供短时稳定可靠的供电服务。例如通过储能装置向城市提供智能亮化服务，向夜市、广场等间歇性用电客户提供快捷接入服务等（虽然储能装置和微电网通常认为是智能电网范畴，但笔者认为储能装置作为供电电源时，实质上仍然是传统的变电站供电功能，故在这里将基于变电站建设储能装置进行短时微电网供电列为变电站传统功能）。

（3）主动电能调节。随着并网分布式电源、储能装置的增长，变电站需要增加智能并网电能调节功能，包括电源侧及用电侧两个方面。本站要具备根据当前负荷大小、用电负荷距离、电源及储能装置出力能力等数据，与电网其他变电站进行综合计算，实现电网智能调整本站与相邻站之间最优运行方式，调节电源及储能装置出力，控制平衡负荷分布。达到电网运行的智能性、安全性和经济性。

2.2 智慧城市数据中心功能

（1）城市公共数据中心主/子站。电网对电力数据采集、整理、汇总及分析的功能，已经是智慧城市数据的重要组成部分。随着智慧城市的发展，电力、公安、交通、医疗、水利、环境、通信等多种类型的数据流将呈现出爆炸性增长趋势，承担智慧城市数据处理功能的数据中心和通道可能面临数据冗余和带宽不足的问题。城市中的变电站在满足电网信息安全的要求下，可以考虑集成交互其他公共数据的功能，一方面可以通过地理位置优势，成为城市公共数据主站/子站，另一方面可以通过先进通信技术，向其他数据节点交互信息服务，建设安全可靠的智慧城市数据网络。

（2）本站覆盖范围内公众信息交互。电力数据流由下级汇总向上级传递，结合城市公共数据中心综合数据交互功能和电网APP综合服务功能，一座变电站就有了向本站供电范围内的公众提供各类信息交互的能力。例如，某地近期将遭遇寒流袭击，可能会导致负荷剧增，变电站通过公共数据中心接收气象部门的相关数据，自动筛选出本站已经重载的线路和台区，通过APP推送自动向电网运维部门及相关用户发送过负荷停电预警。再如，某用户想要查知自己本年度内电费、燃气费、水费、通信费等相关费用明细，只需要通过电网APP软件发送查询指令，向该用户供电的变电站数据主/子站自动向数据中心筛选相关数据，分析整理后发送给用户。

2.3 智能电网服务功能

智慧城市电力神经单元依托变电站资源，建设集变电、充电、客户互动服务、智慧城市形象展示等为一体的综合性网点，向社会大众提供多元化的服务方式，能够提升用户的服务体验，增强客户黏度和忠诚度。智能电网服务应该包括以下方面：

（1）24h客户线上/线下服务。电力神经单元应该融合24h客户线上/线下服务功能，这种服务不能局限在业务办理、营业收费等层面。应该利用先进的技术手段，定位各类客户的高耗能设备并提供节能建议;向社会大众展示智能电网发展的理念及成就，帮助社会大众更好的认识能源、了解能源、使用能源。

（2）新能源设备、技术展示推广。电力神经单元应该融合新能源展示推广功能，新能源属于智能电网发展的重要組成部分，以光伏、风电为代表的新能源发电装机已占全球发电总装机的15%以上，代表着未来能源的发展方向。电力神经单元作为与社会大众密切联系的能源窗口，应该承担新能源理念、成就等宣传展示和推广的功能。

（3）电动汽车充换电网络、车联网平台管控节点。电动汽车作为未来电网企业重要的电力用户，方便快捷的充换电服务是基本需求。在城市空间日益缩小的情况下，充分整合变电站资源，建设具有高质量充换电服务、车联网平台功能的电力神经单元十分必要。

3  智慧城市电力神经单元营销模式设想

信息化2.0时代，流量就是资源和效益。电网拥有着基数庞大的用户群体，这本身就是不可估量的资源与效益。传统业务类型里，除了咨询、缴费等业务，人流量不会进入电网营业服务场所，各种线上服务出现后，如非必须到场，更不会有用户进入实体场所。各个公共服务领域的企业、服务机构都面临这样的问题。笔者看来，传统经营方式忽视流量的意义，是对十数亿用户资源极大浪费。

利用电力神经单元的各项拓展功能及线上服务，吸引更多用户进入电力神经单元实体，关注电网APP各项业务，争取电网信息时代的流量资源，既是电网企业新型业务的方向，更是争取信息化2.0时代流量资源背后海量经济效益的迫切要求。

不久的将来，智能电网服务可能达到这种水平：电动汽车车联网平台监测到网内注册的某电动汽车已临近电量预警，平台通过变电站公共数据中心进行大数据比对分析，认为车主在近期某日上午可能有时间进行汽车充电保养服务，遂通过APP向车主推送预约邀请。车主接受邀请，来到最近的智慧中心接受充电甚至电池保养服务，在服务过程中，该车主走进客户互动体验厅，查询自己公司、家庭各种电器的耗电情况，通过手机下载系统生成的耗电设备节电建议;系统后台调用针对用户的各项数据进行快速分析，形成简报向用户提出工作、生活、娱乐相关建议;走进电网发展展示厅，通过声光电的全面展示，了解了电网向他提供了怎样便捷的服务，了解了分布式电源、智能微电网等新技术能够为他及社会大众的生产生活带来怎样的变革;走进智慧城市展示厅，通过线上服务与刷脸支付，缴纳了本月的电费、话费、燃气费，预约了中午想吃的午餐、下午医院的体检甚至是系统建议的下周外出旅行的全部行程。

在这个过程中，电力神经单元调用了社会公共数据中心资料，通过大数据分析筛选用户可能感兴趣的内容，制定了多种个性化服务，并成功帮助用户接受服务。通过本次简单的充换电业务，电力神经单元同时完善了用户个性化资料，更加熟悉和了解用户个性，还完成了网络流量使用、横向增值服务提供，提升了用户感受，增强了用户粘黏度，这就是未来基于智能变电站建设的智慧城市神经单元日常应用的缩影，也是信息化2.0时代智能电网服务的新型模式。

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