摘要：为顺应能源革命和数字革命的融合发展趋势，泛在电力互联网的概念被首次提出，并与坚强智能电网相辅相成，成为国网能源互联网在新时代下形成的全面感知、全程在线、全要素互联的能源电力新形态。文章首先论述了泛在电力物联网的含义；其次提出了泛在电力物联网的应用进行展望，结合了数据的处理与增值服务、电力系统运行规划、公司的管理和运营、源-网-荷-储等方面。
关键词：泛在电力物联网；数据服务；经济安全电网；新能源消纳
中图分类号：TM715 文献标识码：A
1 引言
近年来，大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、5G通讯等新兴技术的应用正在不断推动社会生产力进步，而电力行业作为基础产业，一直以来把主要投人放在电网网架和电网设备上，推动了坚强智能电网建设，但对发展最快最普遍最社会化的如物联网等新兴技术的应用和探索还很不够，正所谓泛在电力物联网落后于坚强智能电网建设。随着电网规模的快速增长，如果不能做到对电网设备状态、状况实时管控，就会造成设备事故居高不下，安全生产如履薄冰的被动局面。因此，通过开展泛在电力物联网建设，利用一系列新兴技术，系统化考量、无死角覆盖，达到对输变电设备状态的全面、实时、无间断管控，以“物联设备”管控“电网设备”，由此解决输变电设备故障事件高发、责任性事件层出不穷、人力资源紧张等问题。
2 泛在电力物联网的含义
2.1 泛在电力物联网的定义
根据国家电网的相关文件，泛在电力物联网是指在任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息互联和交互。根据这一定义的要求，我们认为泛在电力物联网是一个包含发电企业、电网企业、电力用户、电力设备、设备制造商在内的综合性网络系统。在这个系统中的所有元素，在依托信息传感设备和通信系统的作用下，实现信息的互联和交互，从而形成一个智能化的电力生产供应和使用体系。
2.2 泛在电力物联网的特征
1）实时感知。在电力能源的生产应用过程中，所有环节中的设备和用户状态都能采用信息的方式呈现。2）泛在连接。电力的生产和使用，将不再受到时空的限制，可以在全时空的状态下进行对接服务。3）开放共享。利用大数据平台的建设，可以对数据进行共享和管理，提升电力运行和使用效率，实现全方位的交互。4）安全保障。在泛在电力物联网的建立和运行过程中，内部实现业务全程在线，外部打造综合性的服务平台，促进电力能源的安全稳定运行。
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。数据采集的主要方法是将充分兼容的感知装置广泛布置在电力系统的各个环节，对关键电力设备的运行状况进行感知、测量、监控，从而为电网公司电力设备的管理提供了极大的数据支撑和便利。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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆搭建好数据服务以及数据传输平台以后，在数据的有效利用上可以衍生出新的业务，比如对数据进行租赁、出售等。金融行业、科研机构、高校对电力行业的原始数据有巨大需求，在泛在电力物联网完备的体系下，数据将不会成为掣肘行业发展的壁垒，可以实现相关行业的快速发展，也可以促进泛在电力物联网的不断完善。
3.2 泛在电力物联网的通信网络
在泛在电力物联网时代，数据应该在一定程度上呈现出闭环结构，即数据的感知层也就是数据的应用层，数据的发出者也就是数据的使用者。在感知层，多种多样的传感器和现有的存储单元离散地贯穿电网资产的全生命周期始终。创新地提出安照数据的生命周期进行分类讨论，即将数据划分为“固态数据”和“动态数据”。显然，电网资产的基建信息，如设计数据、施工数据等均为固态数据，此类数据的特点是一次录入后长时间内不会发生改变；诸如电网的调控数据、SCADA实时采集的数据等都是动态数据，此类数据需要实时更新，通常也要求系统及时响应；另外，微网内的用户数据以及来自其他网络的数据，因在微网内采用“增量更新”，故数据动态也更新，但这类数据的更新实时性要求并不像控制信号等工程动态数据那么高，可以采用定期更新的形式。
3.3 变压器监测设备
变压器在线监测设备主要包括变压器油色谱分析、铁芯夹件接地电流、超声波局放、本体振动等。通过部署变压器振动监测传感器与故障诊断程序，对运行中的变压器进行实时在线监测与状态评估，及时发现变压器异常、故障及损伤，预防变压器发生突发事故。在每台变压器8个位置测点采集振动信号，用多振动测点的特征矩阵来表征变压器整体机械振动状态，变压器振动检测法是一种有效方法，对变压器的机械结构特征反映灵敏。在排除直流偏磁、过负荷运行等异常工况后，提取变压器特定的振动特性参量，能够有效反映出绕组变形、松动和移位等机械结构参数的变化，从而判断绕组、铁芯是否失稳等变压器机械特性状况。
3.4 推动电网运行的经济性
在传统的电力系统建设过程中，由于我国自然资源分布不平衡，各种因素造成的架构不合理，科技水平限制的电网调节不完善等方面因素的影响，使电网在运行过程中存在着极大的浪费现象。推动泛在电力物联网的建设，可以有效地解决这方面的问题。首先可以利用信息传输和大数据平台的作用，对不同能源发电方式进行监测和调控，改变现在以火电机组为主的发电模式。其次可以结合智能设备的使用，提高在电力输送和使用环节中的稳定性和安全性，提高电力供应的可靠程度。再次可以建立智能电力管理系统，实现整个电力系统的实时检测和故障智能排除，减轻电力工作人员的工作力度，提高电力故障的响应速度，提高整体工作效率。
4 结束语
泛在电力物联网在数据的处理与分析、信息安全、商业模式的变化、基础设施的建设、高新技术的研究等方面还有许多亟待攻克的技术难关。不过，随着国家政策的扶持以及相关行业专家的探索，已经逐步形成了一套初步的支撑建设的信息通信理论体系。未来，通过社会各方的密切合作，通过理论创新、技术研究和模式变革，终将实现建设世界一流能源互联网这一目标。
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论文作者:王志华
论文发表刊物:《中国电业》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/29
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