摘要：随着现在对交直流输电需求的不断上升，分布式发电设备接入种类和现存数量的不断增加，我国的电网分别越来越复杂，这就对传统电网分布形成重大挑战。此外，人工智能技术的日益成熟也对电网功能和运行提出更高要求。所以，现阶段我国电力系统的发展趋势是将现有的电力基础设施集群升级为电力物联网，这也是我国电网目前最重要的工作。鉴于此，本文对在电力物联网在电力系统中应用的展望进行分析，以供参考。
关键词：泛在电力物联网；电力系统；展望
引言
泛在电力物联网是利用现有电力设备实现设备信息与工作人员之间的信息共享，最终实现生产与消耗的有机平衡，保证了电网的合理有效运行；此外也能促进我国电力市场的合理开放，实现更高水平上的供需平衡，建立清晰的电网资产管理体系。综上所述，泛在物联技术和现有电力系统的有机结合，将最终实现建设新型能源生态体系的目标。
1概述
社会对电的依赖，要求更高的供电可靠性、优质性、经济性，电网规模越来越大，电网的形态发生变化，使供电压力越来越大；电力市场逐渐开放，输配电价格日益降低、电量增长减速，电网业务面临激烈的市场竞争；5G网络、低功耗器件、人工智能、边缘计算等高新技术的快速发展，促使了全面感知、全程在线、全要素互联的能源电力新业态的形成和发展，也迫使国家电网打破传统行业态势，发展运用新技术的新型运营模式。
2发展泛在电力物联网的困难和挑战
2.1信息安全
泛在电力物联网的重点就是在电力系统中运用大量数据，而收集这些数据就是应用4G甚至5G通信技术统一传输到一个平台，然后在统一的物联网平台上对数据进行分析处理，所以保证物联网平台的安全是非常重要的。一方面能够保证收集到的数据能快速、安全的传输到平台；另一方面能够降低数据泄露的风险，有效防御网络攻击。所以研发新型数据保护技术和软件，保证泛在电力物联网信息的安全高效共享也是发展的重要挑战之一。
2.2商业运营方式
现阶段，我国电力系统的商业运营方式十分单一，运行主要是以电网为主体的电力服务，并统一调配、统一调度和试点运行。这样的运行方式在高速发展的现在社会，是不利于我国电力系统业务增长要求的，也满足不了电力用户参与电网运行需求的，同时更加不符合我国快速发展的市场需求。所以，我国电网急需一种依靠现有电力服务，采用传统互联网概念，利用法律法规的保护、我国电价政策补偿和税收优惠政策，最终建设包括多部门，多行业的新型商业运营方式，这是泛在物联网面临的重大挑战之一，同时也是其是否能最终真正实施的关键之一。
3泛在电力物联网在电力系统中应用
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。
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。
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3.2打造经济、安全电网
结合高速发展的机器学习方法和已采集的数据，研发新能源-负荷实时监测和功率预测系统，建立以火电、核电机组为基础的电力调度系统。结合实时采集运行中的电力设备的数据和设备状态自动诊断技术，可以感知设备的实际运行状态，有针对性制定检修策略，提高设备运行可靠性水平，从而提高供电的可靠性。结合泛在物联的人机交互建立智能配电管理系统（IDMS），实现现场作业环节的线上化，通过电子身份、电子工作票等减少人员冗余，提高国网内部工作效率。
3.3促进新能源消纳
能源的产生、消费、传输环节都在由于社会的进步而发生转变，近年来，大量的分布式电源接入电网，但由于风能和太阳能资源的间歇性、波动性、随机性，使得电网的安全稳定运行面临巨大挑战，同时也造成了大量的弃风弃光。泛在电力物联网的建设和发展，为电网的安全稳定运行，促进新能源消纳开辟了新的思路。利用人工智能技术，对新能源进行短期发电预测，降低调度的难度；异质能源间可以进行信息交互，充分发挥能源互补优势，提高电力系统的灵活性，平抑风电、光伏发电的不确定性，有效解决弃风弃光问题，实现资源的优化利用；通过数据交互，动态重构配电网，实现最小弃风弃光等优化目标；通过电力市场手段，引导用户的用电行为，实现削峰填谷的目标；通过增设储能装置，基于数据共享平台，实现源网荷储协同优化，发挥储能装置的时效性，减少电网消纳的压力。
4电力物联网的发展前景
4.1电力物联网的发电环节
由于物联网可以针对不同类型风电机组的稳定性与动态性，以及由此导致的电网电压稳定性等因素进行研究，提出风电场接入电网系统的可靠性进行分析方法，建设可靠性模型，最后研发相关分析应用软件。研发风能实时监控和风电功率预测软件；建设风电机组或风电场联网的测试系统；研究风电场的继电保护技术与相关保护方案，研发变流器、变桨控制和主控以及风电场综合检查技术，风电场低电压穿越技术；研发我国自主知识产权的风电运行、控制和保护系统，并在全球范围内大面积推广使用。
4.2电力系统输电环节
作为智能电网众多环节中最重要的一个环节，我国已对输电环节进行了大量的相关工作。但是现阶段仍然存在很多隐患，例如，我国电网框架仍不完善，相关设备先进水平和维护水平仍然低下，不能完全满足现实需求；针对线路的检修方法，我国刚建立起相对先进的系统化线路检修程序，但仍无法完全满足生产实际所需。我国智能电网的输电环境还是存在很多问题和隐患有待进一步完善，可以把先进的物联网技术融入电网系统，尽可能利用现有技术提高智能电网中输电环节技术。4.3智能电网配电工作
作为智能电网众多环节中重要的一环，配电网同时也是现阶段众多环节中最脆弱的一环。我国在智能电网自动配电，配网状态监控等众多环节，仍有大量工作需要落实。但是由于实际工作中，电网的复杂与脆弱，导致实际配电网的工作难度较高，容易出现事故和隐患。提高我国电网配电工作的安全性和高效性，是建设智能配电网的一个重要问题。
结束语
随着我国电力市场化改革能源体制的深入推进，国网面临三大挑战：电网形态变化、企业发展瓶颈和社会经济发展变化。泛在电力物联网的建设和发展能够建立起枢纽型、平台型、共享型的未来电网，打造一个智慧能源综合服务平台，从而更好地为用户、电网、发电、供应商以及政府社会服务。
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论文作者:张曼靖
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/18
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