泛在电力物联网在电力系统中应用的展望

杜志婕　蔡明珺　潘益伟

摘 要：在数字革命时代，泛在电力物联网与智能电网共同发展，已经成为能源电力新形态，具备全程在线、全面感知以及全要素互联等功能。此次研究深入分析和研究了泛在电力物联网与电力系统的发展关系，在此基础之上展望了泛在电力物联网在电力系统中具体应用，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：泛在电力物联网;电力系统;应用展望

近年来，社会生产生活对于电力能源的需求度不断提升，相应扩大了联网建设规模，改变了电网运行形态，从而导致电网供电压力持续增加。随着电力市场的开放式发展，响应降低了输配电价格，电网市场竞争局面日益激烈。随着边缘计算技术、人工智能技术等信息化技术快速发展，响应促进了能源电力新业态的发展，国家电网开始转变传统发展态势，全民应用新型技术开展运营模式，因此在两会报告中提出建设三型两网的战略目标。两网主要是泛在电力物联网和坚强智能电网。此次研究主要是围绕泛在电力物联网在电力系统中的应用。

1、泛在电力物联网的基础概念和意义

泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的表现形式，能够通过电力用户、电力设备、电力企业之间的相互连接，建设以电网为枢纽，实现数据共享的平台。在电力市场化改革发展过程中，国家电网所面临的发展挑战在于社会经济发展变化，企业发展阻碍以及电网形态变化等方面。通过建设泛在电力物联网，有助于建立平台型，枢纽型电网，打造智慧能源综合服务平台，为电网用户以及为政府单位提供良好的电力服务。

在我国新能源体系中，电网在能源汇集、传输以及交换应用等方面形成枢纽，能够实现不同能源的互通互联，对我国现有能源结构进行改进，从根本上提升社会能源综合利用效率。此外，由于电网存在网络属性，能够促进信息与能量的交互，建设综合服务平台和能源配置平台，以此发挥出电网的共享机制、平台优势等。

其次，坚强智能电网与泛在电力物联网的融合，可以实现以物流，信息流以及能量流的统一，并且将其统一在，能源物联网架构当中，所以建立能源物联网时，首先应当建设泛在电力物联网，一次热线能源生产环节，传输环节以及交易环节的状态感知，快速响应用户的需求，这样能够为生产生活提供全面的能源服务。

2、泛在电力物联网在电力系统中的具体应用

2.1基于数据奠定良好基础

建设泛在电力物联网必须深度挖掘电力系统运行所产生的各项数据，包括用电信息数据，输入电线路，数据业界变电站数据等，通过能源物联网信息通信理论，能够统一重建和降维数据，从而实现电力系统的运行稳定性要求。当数据采集时，则应当在电力系统的不同环节设置感知装置，这样能够有效监控和测量电力设备的运行状态，为电力设备管理提供数据支持。

在5G时代下，提升了网络通信速度能够实现实时双向数据传输。4G/5G网络加入到边缘计算技术当中，能够提升数据处理的便捷性，实现资源共享，确保网络建立的全面化。此外当前网络通信技术是多层次建立的，通信网络当中包含骨干网、无线专网和电力卫星，可以优先满足网络信息调控需求。通过云计算技术和边缘计算技术，能够促进数据处理准确性提升，实现用户和电网之间的交互。

在建立数据传输平台之后，部分数据能够衍生出新的业务，可以租赁和出售数据。由于高校和金融行业，对于电力行业数据的需求量比较大，所以在泛在电力物联网基础之上，将会充分发挥出数据的作用，推动相关行业的发展，进一步优化和完善泛在电力物联网。

2.2建立安全且经济的电网

联合现代机器学习方法和数据采集，可以研发出功率预测系统和新能源检测系统。立足于电力设备运行所产生的数据，合理应用设备状态诊断技术，能够实时了解运行状态，并且制定相应的检修措施，全面提升设备运行安全性。联合泛在物联网，可以将现场作业实现线上化，采用电子工作表和电子身份等方式减少电力人员数量，从根本上提升电力工作效率。

泛在物联网，涉及到人力资源，电力负荷以及电网运行等方面，所以应当不断优化资源和能源，不仅满足供需要求，还应当分析工作效率成本等问题。给予泛在电力物联网，通过数据感知，可以对物联网不同节点的特征和关联性进行分析，还可以通过优化模型有效处理资源问题，满足用户多元化需求。

泛在物联网不仅能够确保电力运行安全性和经济性，还改变了用户沟通交流的方式。该物联网能够建立智慧能源平台，从根本上提升企业工作效率，提供自动检查功能，线上管理功能以及线上登记功能。此外，该物联网还能够实施记录配送信息，加强安全性和透明度。通过优化措施，能够转变传统商业模式，持续扩大服务范围，能够提供多种线上供电服务以及大数据管理服务等，所建立的新型能源生态體系，包含金融机构，政府以及电力用户。

2.3提升新能源消纳率

在社会现代化发展过程中，强硬转变了能源生产环节，消费环节以及传输环节。电网中接入大量分布式电源，然而由于太阳能资源和风能资源的波动性与间歇性特点，相应影响了电网运行的安全性和稳定性，也在一定程度上浪费了清洁能源。通过建设泛在电力物联网，可以实现电网运行安全与稳定，提升新能源消纳率。通过应用人工智能技术，可以准确这些能源短期发电情况，简化调度难度。异质能源可以实现信息交互，提升能源的有效利用率，进一步确保电力系统稳定运行，科学主力弃光弃风问题。采用数据交互重构配电网，可以不断优化新能源，还能够对用户的用电范围进行约束规范。在应用储能装置之后，可以协同优化源网荷储存，充分发挥出储能装置的时效性，缓解电网消纳压力。

2.4与其他技术的结合

泛在电力物联网综合应用了区块链技术、边缘计算技术以及人工智能技术，不同信息通信技术可以从处理环节、计算环节以及分析环节等支持泛在电力物联网的发展。其中，在泛在电力物联网中，人工智能技术能够使其更加感知自身与周边状态，具备思考能力，可以有效控制复杂运行场景。例如机器学习领域，能够确保系统独立自主学习，对电网状态以及用户用电行为进行观察，预测未来发展状态，提出相应的运行维护建议，还能够不断引导电网生产与用户用电行为。

边缘计算联合计算技术、网络技术以及存储技术，能够在网络边缘数据源建立开放式平台，提供智能化服务，以此实现安全防护功能、数据优化功能以及网络接入功能等，有效缓解主站平台的数据处理压力，从根本上提升运行决策效率。比如在高级应用当中，边缘网关发送数据时，需要通过私有信息散列、数据过滤等方式，实时感知区域电网形态。

3、结束语

综上所述，泛在物联网在处理和分析数据过程中，应当考虑到基础设施建设，信息安全以及高新技术研发等问题。我国在泛在电力物联网建设当中出台了相关政策，并且不断鼓励技术专家攻克难题，形成一套具备实用价值的信息通信理论体系。所以在未来发展中，应当通过模式创新，技术改革以及理论创新等方面，建立泛在电力物联网。

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