关键词:物联网;电力系统;关键技术
我国经济技术迅猛发展是建立在大量消耗能源资源基础上的,但是消耗的大量资源与能源中大多都是不可再生的,因此三型两网政策成为我国电力行业的发展目标,建设泛在电力物联网是该发展目标中的重要环节,该环节可以实现转换新旧动能速度提升,打破当前发展瓶颈,具有十分重要的发展意义。
1泛在电力物联网的主要作用和价值体现
1.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另一方面,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关于泛在电力物联网中所涉及到的关键性技术
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结合实际应用来进行深层次的技术创新与改良的。
3结语
在我国大力提倡发展泛在电力物联网技术的背景下,本文只是对泛在电力物联网的概论以及关键性技术进行了简要的说明,对于该技术的应用层还有许多内容未能进行详细的分析。但是在我国,泛在电力物联网技术的发展无疑是备受关注的,一直以来,我国在能源类互联网的发展方向都追求“坚强”与“智能”并重,二者之间也一直都是相互促进的,因此,在未来,我国的泛在电力物联网与智能电网之间势必会形成融合发展的局面,而它们之间的融合也必将形成较为强大的价值平台,同时也为更多新科技的发展提供了基础条件,相信在不久的将来,我国一定能够搭建出一个能源、业务、数据三体合一的智能化能源网络平台。
参考文献
[1]佚名.泛在电力物联网在智能配电系统应用综述及展望[J].电力建设,2019,40(6):1-12.
[2]佚名.泛在电力物联网关键技术探讨[J].电力建设,2019,40(5):1-12.
[3]佚名.电力物联网传感器技术在电力设备在线监测中的应用[J].云南电力技术,2018,46(4):13-14.
论文作者:程鹏
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年14期
论文发表时间:2019/12/2
标签:电网论文; 电力论文; 智能论文; 电力系统论文; 数据论文; 技术论文; 设备论文; 《当代电力文化》2019年14期论文;