摘要：配电网作为连接输电与用户的关键环节，其安全可靠运行对电力系统稳定以及用户体验的重要性不言而喻。随着“坚强智能电网”、“能源互联网”等战略部署和建设的稳步推进，配电网需要承载的功能正在发生改变。尤其是分布式可再生能源集群效应凸显、电动汽车普及、异质能源系统融合、用户侧多样性用能需求增长，配电网的角色已由传统单向电能提供商向双向能量流动与高级服务转变。
关键词：泛在电力物联网；智能配电系统；智慧能源；
1导言
随着交直流输电规模的迅速扩大，分布式发电设备接入类型与数量快速增加，导致电网复杂程度不断提升，对传统电网形态提出了挑战。另一方面人工智能技术的发展也对电网功能和运行方式提出新的要求。因此，建设泛在电力物联网是未来电力能源体系的发展趋势。
2泛在电力物联网概念
电力系统是迄今为止世界上最复杂的人造系统之一，其安全、经济、可靠运行的需求与日俱增。推进电网信息化智能化的升级已成为世界各国共识。美国能源部发布的“Grid 2030”远景规划明确提出在电力装置等基础级集成传感器与控制装置，实现“源 － 网 － 荷”通信网络无缝连接，进而实现信息共享与互操作，全面提升电力系统的安全运行能力和资产管理、供电服务水平。欧盟委员会制定的“欧洲电网倡议”(Europeanelectricity grid initiative，EEGI)提出，电网的角色是电力用户与运营商间的服务网，倡导依托先进的信息通信技术与广泛分布的电力终端，整合多样的可再生能源装置，提升能源管理智能化水平和用户参与积极性。日本、韩国等国家则强调电力网络与信息网络的深度融合，例如日本“Digital Grid”以及韩国“绿色电力 IT”项目，旨在通过在发电站、输配电设备和智能家居全面集成传感器，实现电网信息化升级，支撑电力设备状态监测、信息化能源管理等高级应用。中国国家电网有限公司在 2019 年 1 月 17 日明确提出建设“三型两网”世界一流能源互联网企业的战略目标，打造“枢纽型、平台型、共享型”企业，建设“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。国家电网有限公司对“泛在电力物联网”的定义: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，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。泛在电力物联网将通过泛在感知、可靠通信和高性能信息处理与高级电力应用实现电网各环节、全电压等级的“能量流、信息流、业务流”一体化融合，提升系统安全性和运行效率。
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。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–用”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，建立以发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，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、优化运行控制与在线管理；通过电子身份认证、电子工作票，在线监督，可以降低作业风险，提高工作效率。
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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，促进集中式新能源交易和分布式新能源交易。
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优惠补偿，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 kWh，其中火电核电交易电量 1986 亿 kWh，而相对灵活的风力、光伏电源交易电量仅有 199 亿 kWh，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。
3.5提升电网资产管理水平
开展资产全寿命周期管理工作，实现资产的物资流、信息流、价值流的有效合一，实现资产的集约化、精益化和全过程管理。随着电网规模的扩大，输、变、配电设备数量及异动量迅速增多且运行情况更加复杂，设备资产全寿命周期管理工作也愈发艰难。传统的设备巡检工作主要依靠人力或电子设备进行巡视，面对庞大的巡检任务，一方面对于人员巡检监督机制提出了更高的要求，另一方面设备巡检、管理、分析、评估的高度集中也迫切需要一种新的智能化手段。泛在电力物联网，利用实物 ID 数据，实现设备资产规划、采购、建设、运行等全方位在线评估，线下操作；与此同时，营销员、物资人员和建设人员也可以利用实物 ID 的动态数据，实现帐、卡、物数据更新的惟一性、完整性、准确性和及时性，提高设备账、卡、物的管理水平。物联网实物 ID 技术可以实现设备资产管理的标识、感知和信息传送，提升电网资产管理水平。
参考文献
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论文作者: 李建克,张然
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第06期
论文发表时间:2019/7/31
标签：电网论文; 电力论文; 能源论文; 设备论文; 技术论文; 用户论文; 在线论文; 《当代电力文化》2019年第06期论文;