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摘要:目前,物联网技术下电力实业取得了不错的成绩,文章基于泛在电力物联网发展中关键技术,对先行先试推动泛在电力物联网建设的方法策略展开探讨。
关键词:电力物联网;泛在物联网;先试先行;物联网建设
引言
随着电力市场主体意识的增强和自身信息化水平的提升,对处于电力市场技术支撑位置的电力交易平台有了更多更高的需求,即需要一种技术型平台为电力市场主体提供主动的技术服务,并提供高效共享服务的技术支持系统,全面支撑电力市场的发展。泛在电力物联网的提出和建设,对电力市场在技术层面的支撑提供了新的思路。
1泛在电力物联网的概念及框架
泛在物联网是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息互联和交互。而泛在电力物联网是指电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备、以及人和物的信息互联和交互。从技术视角看,泛在电力物联网的基本架构包括4个层次:感知层、网络层、平台层和应用层。感知层实现各级发输变电系统、电力用户等参与方的实时数据采集;网络层实现能源网络与信息网络的有机融合;平台层实现数据的集中管理和整合分析,达到标准及接口统一的目标;应用层在大数据分析的基础上,实现各类“发输变用”电服务。
2泛在电力物联网建设中关键技术的应用
2.1物联网平台
泛在电力物联网的根本目的,是建立起适应社会发展需求的物联网。在我国目前电力系统运营的各个环节中,都还存在着信息数据传送不畅、壁垒隔阂大、数据分析深度不够等方面的缺陷,依托物联网建设手段,建立海量数据处理的一体化数据平台,通过对海量数据的有效处理,从而挖掘出深层的信息,可以有效地解决各个环节中存在的问题。目前在物联网平台的实践上,处于信息行业上端的企业都已经开始了相关方面的试验,这些试验对于泛在电力物联网的建设,有着重要的借鉴意义。
2.2智能芯片
泛在电力物联网的技术应用包括三大因素,即对电力数据进行采集、传递,电力数据分析和管理以及电力信息的综合应用。泛在电力物联网的核心技术是智能芯片,当前越来越多的计量设备接入电力系统,且电力设备的运行会产生大量的数据。而目前大多数的电力数据采集设备仍然依赖于传统的工业采集设备,数据的有效性较低下、不够精确,也使得终端的智能设备程度化降低,无法实现智能判断与自适应调节能力的统一,进而影响入网和分散式管理智能化网络系统。泛在电力物联网的发展是基于电力信息的有效整合,通过对电力资源利用、电力数据的传递以及数据分析,促进终端智能化发展。
2.3大数据分析
泛在电力物联网建设需加快构建能源大数据分析平台,利用数据挖掘、数据建模、模拟仿真、数据关联分析等技术,推动大数据在能源领域的深化应用,提升大数据技术融合、业务融合、数据融合能力,有效辅助政府决策和促进行业协同发展。随着能源互联网的大力推进,能源管理将以能源互联网为基础,以电能为支撑,综合冷、热、电、热水等多种分布式能源,构建“源-网-荷”互动的区域型能源互联网络的需求迫切,能源大数据分析平台的构建可推动数据共享融通,实现能源协调控制和综合能效管理,促进能源行业协同创新发展。
2.4智能传感器或终端技术
目前,智能变电站已基本实现对电气设备参数的全面测量。随着实物ID相关新技术和管理手段的应用,电网企业可以实现对自身资产的全生命周期感知。面向用户的智能传感器不仅需要考虑信息采集的准确性与实时性,还需要考虑设备本身的造价、体积和传输过程信息安全保障措施等因素。
3先行先试推动泛在电力物联网建设的策略方法
3.1利用数据打下服务基础
建设泛在电力物联网首先需要充分挖掘利用电力系统中的数据。采集变电站、输电线路、用电信息等各个方面的数据,并利用好能源互联网的信息通信理论,结合通信原理与图论等处理办法,对数据进行归一化、降维、重建等处理,从而为电力系统的优化运行和协调规划打下坚实基础。数据采集的主要方法是将充分兼容的感知装置广泛布置在电力系统的各个环节,对关键电力设备的运行状况进行感知、测量、监控,从而为电网公司电力设备的管理提供了极大的数据支撑和便利。随着5G时代的到来,网络的通信速度将会更快速、稳定,可以实现数据的实时、高速、双向传输。边缘计算技术在4G/5G网络的加入以后,会使数据处理更加方便,资源共享更加迅速,网络构建更加全面。同时覆盖地面的电力卫星、无线专网的建立、骨干网的形成等多层次电力通信网络将进一步满足网络信息交互需求,实现泛在化的连接。此外,边缘计算还将和云计算互补协同,进一步提高分析处理数据的快速性和准确性,让用户和电网以及用户和用户之间实时交互。在泛在电力物联网完备的体系下,数据将不会成为掣肘行业发展的壁垒,可以实现相关行业的快速发展,也可以促进泛在电力物联网的不断完善。
3.2调整能源结构的比重
在我国目前的电力能源来源方式中,火电依然占据着主要的地位,由于其受制于高污染和资源紧缺的现状,在未来的发展过程中,必将比重逐步降低甚至消失。在传统的技术条件下,电网的分配对于风电、光伏等新能源的利用比重比较低,在一定程度上还存在着严重的弃风、弃光现象。在泛在电力物联网建设的条件下,利用其实时感知的功能,能够把电能来源、电力储存、电网传输和负荷调整等各方面进行合理感应和调配,实现对清洁能源的消纳,合理解决目前清洁能源浪费过于严重、对火电能源依赖性比较大的现状,建立起科学的跨区协调机制,促进新能源的交易水平。
3.3客户侧泛在电力物联网
综合能源服务生态圈的核心部分是客户侧用能服务平台。平台以电能数据价值应用和能效分析服务为核心功能,吸引汇聚“电-热-冷-气-水”能源服务生产方、供应方全产业链资源。综合应用“云大物移智”等先进技术,深度融合能源流和信息流,将源-网-荷-储各类实体与咨询、代维、监测、分析等服务进行多种形式的业务组合,弹性匹配各级综合能源公司、能源服务商、政府机构、用能客户之间的服务需求。采用积木组装形式制定综合能源咨询服务、用能设备销售服务、综合能源工程建设、综合能源运营服务等多种打包服务解决方案,适配客户侧光伏能效监测、储能设备运维、空调节能改造等不同应用场景,为学校、医院、产业园区、政府等客户提供精益化、专业化、定制化的综合能源增值服务。
3.4提升电网安全经济的运行水平
当前,我国的电网存在能源分布不均匀、网架结构不合理、电网调节不足等问题。泛在电力物联网的运用,能够有效地解决能源分布不均的问题,促进电力系统安全稳定的运行。同时,泛在物联网的运行可以有效地促进我国新能源的建设,使风能和太阳能等各种能源的开发和应用更加简单。通过对电力系统数据的有效监测和分析,实现能源监控、调控一体化。结合电力物联网的技术,对于用电系统、线路工作难以操作的环节,建立智能配电管理系统,实现对配电状态的监测和控制。
结语
泛在电力物联网的建设,一方面可以强化电力系统运行过程中各个组成元素之间的交互作用,使能源的生产和消耗之间达到实时平衡的状态,从而减少能源供给过程中的浪费;另一方面也使得电力能源在供应和需求之间能够达到实时响应的状态,从而解决我国电力能源生产与消耗之间的区域不平衡状态,最终构建其融合各方要素在内的能源体系。
参考文献
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