泛在电力物联网实施策略研究

崔鑫华 赵梓帆 张锴 张军亮 上官东霞 赵家龙

【摘  要】社会经济的发展，各行业用电需求的增加，电力工程建设数量也逐渐增多。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術的发展也对电网功能和运行方式提出新的要求。因此，结合泛在物联技术将现有电力系统建设成泛在电力物联网是未来电力能源体系的发展趋势，也是当前阶段国家电网最紧迫、最重要的任务。本文就泛在电力物联网实施策略展开探讨。

【关键词】泛在电力物联网;电力系统;物联网

1 引言

近年来，随着社会经济的迅猛发展及能源需求的日益增长，能源供应的压力不断增大。同时，大量煤炭、石油等非清洁能源的使用所带来的环境污染问题也日益严重。因此，未来的电力系统必然将为可持续的全球经济增长提供高渗透率的清洁分布式能源。大量分布式能源的不断接入给电力系统的经济运行和安全管理提出了前所未有的挑战。物联网技术正处于应对这一挑战的最前沿，它可以通过泛在的感知技术赋予电力系统动态的灵活感知、实时通信、智能控制和可靠的信息安全等能力，不断提升电网运行控制和调度的智能化水平，持续深入提高各种类型能源之间的互动能力，从而使电网从单纯的电力传输网络向智能能源信息一体化基础设施扩展，将现有的电力系统转变为更高效、更安全、更可靠、更具弹性和可持续性的智能网络化电力能源系统。

2 泛在电力物联网的概念

2.1泛在电力物联网的定义

泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人、任何物之间的信息互联和交互。而泛在电力物联网是指电力用户及其设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备、以及人和物的信息互联和交互。泛在电力物联网是物联网技术在电力系统中的应用，其本质是实现各种信息传感设备与通信信息资源的共享，从而形成具有自我标识、感知和智能处理的物理实体。实体之间的协同和互动，使得有关物体相互感知和反馈控制，形成一个更加智能的电力生产、生活体系。

2.2泛在电力物联网的基本特征

泛在电力物联网立足现有电网实体与通信技术，将不同能源系统物理互联、时空信息互联、商业互联相融合，具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特征。全息感知是指通过RFID、传感器等，动态获取“发–输–变–用”各个环节不同设备、不同用户的状态信息。泛在连接指通过电力专网或移动网络将电力系统中所有设备、用户的信息和数据全时空连接。开放共享指在统一平台上利用智能技术对数据进行共享和管理，提高数据质量，挖掘有效信息，实现数据上下贯通，全方位实时交互。融合创新即通过不同设备、用户，不同时空信息，对内实现全业务在线，电网安全稳定运行。对外建成智慧综合能源服务平台，开拓电力市场，促进电力改革。

2.3泛在电力物联网的建设目标

发挥泛在物联网大数据的优势是其建设的主要目标。电力数据来源各异，包含控制、计量、监测等不同类型、不同时空尺度，实现海量数据统一分析及深度挖掘，是其首要建设目标。电力数据服务对象不同，打破数据壁垒，实现不同业务贯通是其第二阶段建设目标。最终将电力数据应用于各行各业，推广不同行业广泛参与的商业模式是其最终建设目标。可以预见，随着泛在电力物联网的实现，以机器学习和深度学习为代表的大数据及人工智能技术等数据知识挖掘技术将得到广泛应用与发展。

3 实施策略

3.1提升客户服务水平

以客户为中心，开展泛在电力物联网营销服务系统建设，优化客户服务、计量计费等供电服务业务，实现数据全面共享、业务全程在线，提升客户参与度和满意度，改善服务质量，促进综合能源等新兴业务发展。推广“网上国网”应用，融通业扩、光伏、电动汽车等业务，统一服务入口，实现客户一次注册、全渠道应用、政企数据联动、信息实时公开。

3.2提升企业经营绩效

实施多维精益管理体系变革，统一数据标准，贯通业财链路，推动源端业务管理变革，实现员工开支、设备运维、客户服务等价值精益管理，挖掘外部应用场景，开展价值贡献评价，实现互利共赢。围绕资产全寿命核心价值链，全面推广实物ID，实现资产规划设计、采购、建设、运行等全环节、上下游信息贯通;建设现代（智慧）供应链，实现供应商和产品多维精准评价、物资供需全业务链线上运作，提升设备采购质量、供应时效和智慧运营能力。

3.3提升电网安全经济运行水平

围绕营配调贯通业务主线，应用电网统一信息模型，实现“站-线-变-户”关系实时准确，提升电表数据共享即时性，构建电网一张图，重点实现输变电、配用电设备广泛互联、信息深度采集，提升故障就地处理、精准主动抢修、三相不平衡治理、营配稽查和区域能源自治水平。立足交直流大电网一体化安全运行需要，引入互联网思维，建设“物理分布、逻辑统一”的新一代调度自动化系统，全面提升调度控制技术支撑水平。打造“规划、建设、运行”三态联动的“网上电网”，实现电网规划全业务线上作业;开展基建全过程综合数字化管理平台建设，推进数字化移交，提升基建数字化管理水平。

3.4促进清洁能源消纳

全面深度感知源网荷储设备运行、状态和环境信息，用市场办法引导用户参与调峰调频，重点通过虚拟电厂和多能互补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;采用优化调度实现跨区域送受端协调控制，基于电力市场实现集中式新能源省间交易和分布式新能源省内交易，缓解弃风弃光，促进清洁能源消纳。

3.5打造智慧能源综合服务平台

以优质电网服务为基石和入口，发挥国网公司海量用户资源优势，打造涵盖政府、终端客户、产业链上下游的智慧能源综合服务平台，提供信息对接、供需匹配、交易撮合等服务，为新兴业务引流用户;加强设备监控、电网互动、账户管理、客户服务等共性能力中心建设，为电网企业和新兴业务主体赋能，支撑“公司、区域、园区”三级智慧能源服务体系。

3.6培育发展新兴业务

充分发挥国网公司电网基础设施、客户、数据、品牌等独特优势资源，大力培育和发展综合能源服务、互联网金融、大数据运营、大数据征信、光伏云网、三站合一、线上供应链金融、虚拟电厂、基于区块链的新型能源服务、智能制造、“国网芯”和结合5G的通信、杆塔等资源商业化运营等新兴业务，实现新兴业务“百花齐放”，成为国网公司新的主要利润增长点。

3.7构建能源生态体系

构建全产业链共同遵循，支撑设备、数据、服务互联互通的标准体系，与国内外知名企业、高校、科研机构等建立常态合作机制，整合上下游产业链、重构外部生态，拉动产业聚合成长，打造能源互联网产业生态圈。建设好国家双创示范基地，形成新兴产业孵化运营机制，服务中小微企业，积极培育新业务、新业态、新模式。

4 结论

建设泛在电力物联网是实现能源转型目标的必要手段，发展风电和光电是实现能源转型的基础，减少弃风弃光是泛在电力物联网的一项主要任务。常规发电厂与新能源发电厂的协同运行可以减少弃风弃光，提高新能源利用率。

参考文献：

[1]周孝信，陈树勇，鲁宗相，等.能源转型中我国新一代电力系统的技术特征[J].中国电机工程学报，2018，38（7）：1893-1904，2205.

[2]王利霞.基于物联网的智能电网监控系统的研究和分析[J].电源技术，2014，38（3）：540-541.

（作者单位：国网山西省电力公司阳城县供电公司）