摘要:泛在电力物联网,是充分利用先进的、智能化的“大云物移智”等信息通信新技术,与新一代电力系统深度融合和相互渗透,实现电力生产与消费各环节实时在线连接,全面承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客户服务等业务,支撑我国能源互联网高效、经济、安全运行的重要基础。建设泛在电力物联网是电网公司由传统电网企业向综合能源服务商转型,具有里程碑意义的重大变革。本文对泛在电力物联网的对内业务和对外业务做了简要的分析。
关键字:泛在电力物联网;对内业务;对外业务
1泛在电力物联网相关概念
配电网是连接发电厂和电力用户的关键,在当今能源转型的社会大背景下,电力生产商与消费用户间的关系已经由传统的垂直式发电-输电线-配电网-用户终端一体化体系转变为横向涉及电力、天然气、热能、太阳能等新兴能源等各种能源系统,纵向贯穿能源生产、传输、存储、消费、交易等各个环节的分布式多源互动体系。这种转变对电力网的稳定性和智能性提出了更高的要求,传统的电力系统存在量测覆盖率较低、配套设施冗杂且标准化程度较低、数据无法实现双向贯通、无法满足用户的个性化服务需求等诸多问题,迫切需要一种新兴技术实现智慧综合能源服务电力系统。
泛在电力物联网的概念最初由国家电网有限公司在2019年给出,具体定义如下:“泛在电力物联网将电力用户及设备、电网企业及设备、发电企业及设备、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、发展、供应商和政府社会服务,以电网为枢纽,发展平台和共享作用,为全行业和更多市场主题发展创造更大机遇,提供价值服务”。泛在电力物联网旨在综合运用人工智能技术、物联网技术及大数据技术,通过融合网络资源,打造新一代智能电网,实现电网的精准化、智能化、自动化,实现人与物、物与物之间的信息互联和共享,实现信息和物理空间的融合。
泛在电力物联网深度融合人工智能技术、物联网技术及大数据技术,是一个复杂大系统,表现出信息流、能量流、全面感知的特点。从技术角度看,其总体体系架构分为感知层、 网络层、平台层和应用层。
(1)感知层。利用多种类型的智能测量装置,基于新型电力物联网设备研发和底层传感器节点部署技术,实现电力系统信息的实时感知和采集,由现场采集部件、智能业务终端、本地通信接入和边缘物联代理等构成。感知层设备包括电网一次系统的电压电流互感器和二次系统的电能表、集中器等各类终端,以及用户侧多种多样的智能电器。感知层能够实时监测掌握泛在电力物联网的状态信息,对电网运行状态进行评估,及时发现电网故障问题,并进行灵活调整,增强电网应对故障的容灾性和运行稳定性及可靠性。
(2)网络层。网络层是泛在电力物联网的各种业务通信服务稳定的关键,也是重要的信息交互通道。通过物联网技术和无线通信技术接收来自感知层的信息,并利用电力内部专网及外部互联网将这些标准化信息传输给平台层。电力线载波与230MHz无线通信为电力通信系统特有通信方式,而5G技术则是泛在电力物联网新兴应用的通信方式。
(3)平台层。平台层具有信息互联和信息接入功能,包括一体化“国网云”平台、全业务统一数据中心、物联管理中心和企业中台,支撑平台可实现资源调度和资产管理。同时,基于数据融合技术和数据储存管理与挖掘分析技术,平台层可提供数据服务功能,即平台层对网络成传输来的标准化信息进行接收、清洗、储存、挖掘和数据融合,为应用层的各类应用提供数据,实现网络信息、储存资源的优化统一处理,有效克服了传统电力生产运行的信息碎片化储存问题,真正实现了信息共享和交互,使电力系统转型成为电力与数据并重的新模式。
(4)应用层。包括对内业务和对外业务两部分,基于态势感知技术和主动优化运行技术,承载泛在电力物联网的各类电网运营业务(如电能结算和自动化配电等)、服务业务(如个性化用能定制、电动汽车充电等)、开发业务,能源服务商可通过应用层实现传统能源业务的应用开发,用户可利用应用层获取新型能源服务。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应用层还可以根据电力网运行监测数据和用户电能使用情况,协调市场,搭建针对性的应用平台和智慧服务系统
2泛在电力物联网的对内业务和对外业务的建议
对内业务,主要是电网的生产运营和经营管理,其管理的目标有二,其一是提升智能化水平,保障电网的坚强,其二是在利润受到挤压,以及未来严格的成本监管下,实现客户满意度提升和运营精益化管理。
对外业务,主要是建成“一站式服务”的智慧能源综合服务平台,各类新兴业务协同发展,形成“一体化联动”的能源互联网生态圈,在综合能源服务等领域处于引领位置,新兴业务成为公司主要利润增长点。
2.1补强提升传统业务
2.1.1实现电网状态全感知。通过泛在电力物联网支撑综合能源服务业务,在发电、输电、变电、配电及用电各个环节,针对现有的各类传感系统进行补强,地理维度上的补强,即在中低压配电网领域提升自动化、信息化和数字化水平。整合各类在线监测、监控等末端节点,形成规范的物联网接入终端、网关及平台。对于供电企业,重点在输电、配电等方面,充分利用视频监控、传感监测、AR互动及人工智能等技术做出探索。例如在电力市场价格波动和分布式光伏并网出力波动的情况下,通过对一部分负荷进行灵活调控,实现源网荷协调。这样就需要实现AI智能全过程的云端分析决策、边缘侧测量和协调及用电端感知和控制,提供可控性更高、成本更低、质量更优的综合能源服务,为客户创造综合能源价值。
2.1.2要实现作业现场行为全管控。供电企业有着大量零散的施工现场,迫切通过物联网等信息技术对电力施工、检修现场进行管控。部署视频监控、行为识别、在线监测、状态感应等装置,通过物联网及互联网连接传送至云平台后,利用人工智能分析,实现工作现场的环境、作业工艺、安全工器具、工作人员状态等全面监控。
2.1.3传输网络再扩容。加强光纤骨干网的建设,升级传输网络传输带宽,拓展信息高速通道。开展电力无线专网及5G无线专网建设,作为光纤网络的有益补充,弥补光缆无法覆盖的区域。
2.2开拓创新新兴业务
2.2.1针对电动汽车市场开展应用研究。目前,电动汽车与智能电网的结合研究尚未形成统一标准。在特定的城市,试点研究电动汽车与泛在电力物联网的融合具有较好的前瞻意义。通过智能充电桩、无线网等方式对供电范围内所有纳入电动汽车智能物联的客户提供智能化服务,实现对电动汽车的车况、电池状况等实时掌控。特别是针对电池进行智能保姆式管理,实现末端电网与智能电动汽车良好互动。
2.2.2依托泛在电力物联网,开展智能用电互动服务研究。研究智能控制终端,实时采集家庭屋顶光伏、电动汽车、智能电器等用电明细数据,监测用电设备状态,实现与用电设备的双向通信功能。通过家庭用电负荷智能分析,创新开展新型用电套餐化管理,提高电力市场占有率。开展家电领域智能用电设备的标准制定,依托智能电表打通智慧家庭的“最后一公里”。
2.2.3通过泛在电力物联网支撑综合能源服务业务。综合能源服务业务作为市场化的业务,其本质是为客户创造最大的综合能源价值。电网企业开展综合能源服务面临严峻的市场竞争压力,需要发挥电网企业的自身优势。充分利用泛在电力物联网技术,体现电力物联的需求。例如在电力市场价格波动和分布式光伏并网出力波动的情况下,通过对一部分负荷进行灵活调控,实现源网荷协调。这样就需要实现AI智能全过程的云端分析决策、边缘侧测量和协调及用电端感知和控制,提供可控性更高、成本更低、质量更优的综合能源服务,为客户创造综合能源价值。
3结束语
泛在电力物联网的对内业务和对外业务战略目标的设定,本质上是电网企业生存发展的战略空间发生了本质性的变化,一方面是“放开两头”,即(对外业务)“竞争性业务全面推向市场”;另一方面是“管住中间”,即电网在管制业务(对内业务)方面以过网费为盈利模式,收到越来越严格的监管。
参考文献:
《泛在电力物联网建设大纲(2019年3月)》
论文作者:王婷1,王永豪2
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签:电力论文; 电网论文; 业务论文; 能源论文; 智能论文; 技术论文; 信息论文; 《电力设备》2019年第21期论文;