泛在电力物联网的关键技术与应用前景论文_闫丽娟,尹志成,王秀青

泛在电力物联网的关键技术与应用前景论文_闫丽娟,尹志成,王秀青

(国网朔州供电公司 山西朔州 036000)

摘要:泛在电力物联网将电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备、电力客户及其设备以及人和物连接起来,产生共享数据,为用户、电网、发电、供应商和政府社会服务;以电网为枢纽,发挥平台和共享作用,为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇,提供价值服务。

关键词:电力物联网;关键技术;应用前景

1如何适应物联网的机遇与挑战

1.1价值创造来源从硬件向软件转变

随着客户需求日益多元化和产品创新速度的不断加快,制造商越来越倾向于充分利用软件创造价值。当产品从单纯的物理组件向软件进行转变,附着的商业价值也将随之变化。例如,特斯拉、乐视等智能汽车的发展决定了汽车不再是简单的驾駛工具,而是需要以软件代码支撑多种驾驶模式、各种发动机和排放配置、自适应巡航控制和语音命令等功能的实现。可以预见,未来汽车行业更新更快的发展将对以软件支撑的价值创造提出更高要求。

1.2企业定位从产品供应商向系统服务商转型

以往传统企业主要通过产品营销获得最大回报,而在物联网背景下的智能互联产品,其产品和服务之间的界限将日益模糊,所提供的将是满足个性化、定制化需求,具备实时监控、远程控制、数据分析及预测、自主学习及操作、持续服务及迭代升级等丰富功能的综合解决方案。新的市场竞争环境将催生业务模式的转变,以产品为中心的战略需要向产品与服务集成的方向发展,这对数据型、服务型企业定位转型提出了明确要求,传统企业需要提供更好地服务创造新价值。

1.3功能扩展从线下向云平台转变

云计算、移动技术、物联网等数字技术的发展成熟使企业能更高效地搭建云平台,将产品功能移至云端实现加速服务、增强功能和迭代创新。

2泛在电力物联网的建设难点

2.1业务壁垒

电网各个部门都有独立的系统,独立的业务,如何对海量数据统一分析,互补融合,打破业务壁垒,降低信息冗余,实现运维、检修、调度、营销、计量、财务、资产等不同业务贯通是其建设难点之一。

2.2信息安全

泛在电力物联网的核心是海量数据在电力系统的应用,海量数据的采集必须通过通信传输至统一平台,进而在统一物联平台上对数据进行处理分析,因此保障网络安全是至关重要的。一方面要保障数据能够可靠、快速从远端传输至平台,另一方面还要防止数据泄露、抵御网络攻击,因此如何研发新型的信息安全防护技术及系统,实现泛在电力物联网信息互联、数据统一处理是其难点之二。

2.3数据分析

目前的数据分析技术对数据的统一性要求驶较高,而电力大数据来源各异、数据长短不同、包含时间尺度不同,使得传统数据分析技术不能直接应用于泛在电力物联网;另一方面由于电力系统建设的阶段性、运行的实时性,导致电力物联网平台上将会积累大量控制、监测、计量等历史和实时数据,它们构成了泛在电力物联网平台层的多源异构数据源;此外,以电能替代为代表的用电侧设备一般市场准入门槛较低,不同类型、不同厂家、不同批次设备的数据格式、控制逻辑、接口规则等差别迥异。因此,如何对海量多源异构数据进行统一分析、深层挖掘是其难点之三。

2.4商业模式

3泛在电力物联网的应用前景

3.1提高电网安全经济运行水平

目前我国电网存在能源分布不均,网架结构不合理,电网调节能力不足等问题。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆泛在电力物联网通过物联网技术,可以有效解决这些问题,促进电力系统“发–输–变–配”各个环节的安全稳定运行。结合物联网技术,研发风能、太阳能、负荷实时监测和功率预测系统,建立以火电机组为底层支撑的能源统一调控系统。结合物联网技术提高输电环节可靠性、设备状态自动诊断技术,利用智能传感及智能终端提升保护、通信等二次设备的感知能力和终端智能,实现联合处理、数据传输、综合判断等功能,提高电网的智能化水平和可靠性程度。结合电力物联网技术,建立智能配电管理系统(IDMS),实现配网状态监测、智能巡检、快速故障诊断恢复、优化运行控制与管理全部在线;对于难以线上工作的现场作业环节,通过电子身份认证、电子工作票,在线监督,可以降低人员冗余,提高工作效率。

3.2促进清洁能源消纳

目前我国电网中风电、光伏等清洁能源占比低,且三北地区弃风、弃光现象严重,泛在电力物联网的建设将极大促进清洁能源消纳。结合物联网的全息感知,可以实现源、网、荷、储的灵活互动;利用人工智能等技术,对风电、光伏进行超短期发电预测,结合负荷情况,通过市场激励用户主动参与清洁能源消纳;将分布式新能源聚合成实体,形成虚拟电厂,以多能互补的形式提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比,并且优化调度实现跨区域协调控制,促进集中式新能源省间交易和分布式新能源省内交易。

3.3打造智慧能源服务平台

智慧能源服务平台为电网,用户提供了互动平台。利用合理的商业模式与激励政策提升用户参与电力互动的积极性,通过电动汽车参与电网调峰调频对用户进行电价补偿,通过智慧能源服务平台将传统能源企业、园区工业、智慧城市、新兴企业全部纳入服务范围,通过电动汽车联网、光伏云网、终端边缘计算等技术,提供基础供电服务以外的互联网金融、大数据运营、线上供应链金融等新型能源服务,从而建成涵盖发电运营、电网、政府、金融机构、第三方投资、用户、装置制造等在内的能源生态体系。

3.4开放电力市场

根据2018年第1季度大型发电集团各类电源交易情况汇总,总交易电量2428亿kWh,其中火电核电交易电量1986亿kWh,而相对灵活的风力、光伏电源交易电量仅有199亿kWh,占比8.2%,这一现象不利于我国快速发展的清洁能源并网。泛在电力物联网的建设将打破现有电力市场的格局,促进全面的电力市场开放。通过“大云物智移”的物联网技术,可以实时获取风力、光伏、负荷功率预测信息,由此可以将区域分布式新能源和负荷聚合成一个整体,作为电力交易现货。通过完善电力现货市场,可以实现基于电力现货价格和增量配网、局域电网乃至微电网的多种交易模式,如虚拟电厂参与现货和辅助服务交易。最终形成网络化的能源生态体系,这是泛在电力物联网建设的终极战略目标,也是国家电网公司转型的关键所在。

3.5数据增值服务

数据增值服务是对海量数据的有效利用,泛在电力物联网的数据增值服务主要分为以下3个方面:1)数据促进行业融合。电力大数据可以广泛应用于冷、热、气等不同工商行业;利用电力数据的特点,冷热气等行业可以进行生产活动的调节优化,制定个性化的生产流程,用户服务流程,促进与电力行业的合作,实现更好的社会服务和更高企业盈利。2)数据衍生新型业务。大数据海量优质的数据可以应用于互联网金融等领域,泛在电力物联网依托其庞大的用户基数和积累的用户数据,可以开拓互联网金融流量入口方面的业务。3)数据租售。金融行业、高校、科研机构等对电力原始数据或处理数据有着巨大的需求。泛在电力物联网在其强大网络安全的保障下,无需将数据作为行业壁垒,通过数据租售,可以实现相关行业的快速发展,也能促进泛在电力物联网的不断完善。

结论

随着企业数字化转型的日益加速,物联网在能源电力企业具有广阔的发展前景。但在物联网深度应用的过程中,潜在的风险与挑战也同样不容忽视。电力企业往往规模体量较大,如果全部用最新的物联网技术取代现有系统或设备意味着企业将付出较高的成本;物联网设备在不同地理环境下的适用性也需要深入思考,能否满足不同地理环境下的具体要求,确保数字化生态系统的正常运行同样是企业可能面临的一项挑战。

参考文献:

[1]夏旭,朱雪田,梅承力,等.5G切片在电力物联网中的研究和实践[J].移动通信,2019(1):69-75.

[2]程琳琳.国家电网李维:5G电力切片适配电网需求,未来将继续加深合作[J].通信世界,2018,779(21):37.

论文作者:闫丽娟,尹志成,王秀青

论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期

论文发表时间:2019/9/17

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