泛在电力物联网建设研究论文_范金强

泛在电力物联网建设研究论文_范金强

(国网山西省电力公司检修分公司 030032)

泛在电力物联网,就是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。

2019年国家电网公司“两会”做出全面推进“三型两网”建设,加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署,是网络强国战略在公司的具体实践,是落实中央部署、发挥央企带头作用的重要举措,是适应内外部形势和挑战的必然要求。

国家电网提出的“三型两网”战略,“三型”是目标,而“两网”是实现目标的手段。坚强智能电网,主要指能源的供给侧,或者说电力供给侧,主要强调以特高压为骨干网架的多级电网的协调发展,也就是“坚强智能电网”。它非常关键,也是中国能源和电力供给侧进行结构性改革必须有的基础支撑。泛在电力物联网,侧重用户侧或者说能源的需求侧,指利用“大云物移智”(大数据、云计算、物联网、移动互联网、智慧城市)等先进信息通信技术,促进能源需求侧实现多元化、低碳清洁化、综合化发展,提升能效的同时降低对环境的负面影响,从而实现用能、运维成本不断降低,也更好满足用户对多种能源的需求。

由此可见,供应侧的坚强智能电网和需求侧的泛在电力物联网,二者“一供一需”,密切相关、无法割裂。长远来看将促进源-网-荷-储的协调互动,减少“三弃”,切实弥补可再生能源的发展短板。

1.什么是泛在物联网

根据国家电网公司《泛在电力物联网建设大纲》,“泛在物联”是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息连接和交互。泛在物联网,就是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统,包含感知层、网络层、平台层、应用层四个结构。通过广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术,汇集各方面资源,为规划建设、生产运行、经营管理、综合服务、新业务新模式发展、企业生态环境构建等各方面,提供充足有效的信息和数据支撑。

感知层:统一终端标准,推动跨专业数据同源采集,实现配电侧、用电侧采集监控深度覆盖,提升终端智能化和边缘计算水平。

网络层:推进电力无线专网和终端通信建设,增强带宽,实现深度全覆盖,满足新兴业务发展需要。

平台层:实现超大规模终端统一物联管理,深化全业务统一数据中心建设,推广“国网云”平台建设和应用,提升数据高效处理和云雾协同能力。

应用层:全面支撑核心业务智慧化运营,全面服务能源互联网生态,促进管理提升和业务转型。

2.充分利用“大数据”,实现业务数据化

泛在电力物联网的运行基础就是“大数据”,应当深挖大数据驱动价值,充分利用数据信息作出相关决策。成立数据资产管理委员会,推动大数据实验室建设,开展数据资产管理和规划编制。梳理数据库、数据链,加强省市数据及技术共享,形成全流程、全方位数据应用支撑。构建数据驱动型的监测体系,强化战略执行监控和运营质量评价,分类形成典型场景和素材库。

随着泛在电力物联网大数据的的不断发展与完善,要实现从业务数据化到数据业务化的逐步转变。

业务数据化,即结合综合能源服务相关的业务,逐步实现泛在电力物联。包括各类表计、传感器、现场通信解决方案、云端通信方案等一系列软硬件问题。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆即使是电网企业,未来在配用电领域,都不太可能按照现有的用电采集计量模式进行全采集全覆盖,因为这部分市场化业务的投入成本未来是不能被计入输配电成本的。因此必须考虑如何实现业务价值,并且在实现业务价值的过程中完成泛在电力物联网的逐步渗透,个人认为这需要经历若干次的迭代循环过程,每个迭代循环实现一部分的客户价值,并且完成一部分的业务数据化。

当积累了足够多的业务数据,那么就能实现泛在电力物联网的另一个意义:数据业务化,即在数据中挖掘新的业务价值,产生新的业务模式。通过对泛在的各类能源、系统、环境,甚至生产过程数据的获取,提取出业务创新所需的信息。比如通过海量的数据积累和故障模式的学习,能够提前预测某个设备故障,实现预测性维护。当你的数据不够多,积累的故障模式不够全面,真正意义上基于人工智能的预测性维护是很难实现的。

3.拓展“物联网”信息交互,实现全面源-网-荷互动

在基础设施建设、大数据以及用户主动需求响应基础上,泛在电力物联网需要不断提升信息交互模式,逐步实现人与人、人与物和物与物之间的信息交互。

与传统电网相比,智能电网的一大特点就是实现电网的互动化,即信息互动和电能互动,而电网的互动性主要是通过部署各类需求响应项目来实现的,利用电网的双向通信功能,通过资金奖励和电价刺激等方式,促进用户改变传统的用电行为,从被动的电能接受者转变成为电网运行的主动参与者,进而促进电网的安全、经济、高效运行。

在泛在电力物联网中,用户需求响应显得更为重要,要实现物与物、物与人、人与人之间的广泛互联,就要实时感知用户侧的用电行为和用电需求,以往的电网需求响应中,信息是电网向用户单向传输的,用户侧只能被动接受电能,几乎没有响应能力。但随时智能电网技术的发展,用户可以通过智能电表获取实时的电网信息和电价信息,从而做出用电行为的改变。泛在电力物联网中为了更好地服务与用户,举全社会之力,有效利用电网和用户信息,节能减排,高效利用资源,就需要加强用户的主动需求响应,让用户根据各类用电信息主动参与到需求响应项目中来,从而实现电网侧和用户侧的综合效益最大化。

不仅如此,泛在电力物联网还要实现更为广泛的互动,即源-网-荷互动。“源”是指发电侧的火电、水电、风电等各种大容量机组或集中发电形式,“网”是指智能电网和泛在电力物联网,“荷”泛指接入电网的弹性负荷、含源负荷、可控负荷等负荷形式,也包括向用户直接供电的分布式发电、分布式储能等发电形式。所谓互动是指,在高级量测体系等智能数据和计量平台的支持下,需求侧资源通过经济激励、电价机制等需求响应方式,根据电网调度控制需要,直接作用于电网运行状态并对其产生影响的行为。

泛在电力物联网的建立将促进源-网-荷互动发展到前所未有的高度。发展源-网-荷互动调度,不仅为电网运行提供了丰富的调度资源,减少能量市场交易的价格尖峰,而通过最大化利用清洁能源和负荷调整,能源利用格局更加优化有序,常规能源机组可运行于更佳的发电状态,将取得显著的节能减排效益,从而真正实现资源节约型、环境友好型的智能泛在电力物联网。

总之,“泛在电力物联网”概念的提出,既是国家电网公司走出“舒适区”为适应“电改后时代”、“国企混改时代”以及“新能源时代”等新时代发展需要所做出的规划,同时也是为了公司后续发展、持续盈利等方面做出的努力。建设泛在电力物联网为电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质开辟了一条新路,同时也充分发挥电网独特优势,开拓数字经济这一巨大蓝海市场。建设泛在电力物联网是落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务。

参考文献:

[1]单葆国,史海疆. 泛在电力物联网的发展前景[J]. 电气时代. 2019(06)

[2]顾旻霞,刘廉如. 物联网商业模式初探[J]. 信息技术与网络安全. 2019(02)

[3]童光毅.关于当代能源转型方向的探讨[J]. 智慧电力. 2018(10)

论文作者:范金强

论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期

论文发表时间:2019/10/24

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