泛在电力物联网的发展前景 葛东阳
  摘要:时代的进步,科技的发展,使我国各行业有了新的发展机遇和发展空间。能源互联网是以电力能源为中心,多种能源协同,消费协同,集中式、分布式协同,大众广泛参与的新型生态化能源系统,主要表现为坚强智能电网与泛在电力物联网深度融合。其中,泛在电力物联网还处于起步阶段,是能源互联网建设的关键一步。
        关键词:泛在电力物联网;发展前景
        引言
        我国整体经济的快速发展使我国快速进入现代化发展阶段。泛在电力物联网是能源转型背景下电网企业提升自身建设、运维、管理水平,增强不同行业及用户互动的有益探索。对泛在电力物联网的体系架构和主要特点进行阐述分析,从网络层、平台层和应用层梳理面向泛在电力物联网支撑平台的关键技术,从技术角度深入理解泛在电力物联网的主要特点。
        1泛在电力物联网含义
        泛在电力物联网是“三型两网”中的第二张网,通过“大—云—物—移—智”和边缘计算、区块链等先进技术实现电力运营各业务的万物互联和人机交互,将所有与电网相关的人、事和设备连接起来,实现对内“数据一个源、电网一张图、业务一条线”推动数据共享融通、业务全面
贯通,同时,对外广泛连接多样服务,延伸业务范围,拓展服务对象,创新商业模式,积极培育和发展新兴业态。
        2泛在电力物联网的建设重点
        泛在电力物联网建设内容包括对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护等方面。传统配电网管理模式不满足新时期配电网发展需求,迫切需要深入应用“云大物移智”等先进技术,从本质上提升配电网建设、运维和管理水平,实现跨越式发展,满足能源转型需求。通过配电网设备间的全面互联、互通和互操作,实现配电网的全面感知、数据融合和智能应用,满足配电网精益化管理需求。配电网是泛在电力物联网建设的主战场。海量电动车的车载动力电池充放电行为如果不加以控制,将会对电网产生重大影响,需要通过智慧车联网使这些电动车在正确的时间、正确的地点和正确的充放正确的电量。智慧车联网是电动汽车及其充电设施的互联互通平台,实现汽车、电网和用户的互动。电动汽车是未来能源系统中的一个重要的基本单元;充电设施是重要的基础端口,也是联接新能源与电动车两个万亿级市场的联接器和关键硬件。由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生,加之环境污染问题日益严重,提高能源综合利用效率,积极开发新能源及加强能源智能化利用成为能源发展的必然选择,综合能源系统是关键解决路径。综合能源系统以电力为中心,打破电
、气、冷、热等能源供应系统单独规划、设计和运行的既有模式,对各类能源的分配、转化、存储和消费等环节进行有机协调与优化,充分利用可再生能源,大大提高用能效率的新型能源供应系统。
        3泛在网络的结构模型
        泛在网络是现有多种形式网络的融合,实现对通信和信息交互能力的提升。现有网络架构的分层思想仍然遵循,可以分为感知延伸层、网络层和应用层。1.感知延伸层感知延伸层由多种类型的传感器及智能物联网终端设备组成。该层具备3个特征:①通过大量泛在传感器的使用和网络接入,使得系统可以获得客观世界精细化物理量值及状态变化趋势,最大限度提升对系统的感知能力;②智能电子标签的引入实现了实际物理世界的数字化展示,满足以信息化方式描述和辨识。2.网络互联层泛在网络的网络层包括互联子层和业务支撑及运维管理子层。泛在物联网终端具有单点弱功能、体强协同能力的特点,这恰是依靠强大的网络互联。互联子层以有线或无线的方式连接各节点组网,在网络分组和扁平化的基础上支撑信息数据的传输和共享。单一传感器或节点获取的弱价值数据在泛在网络中被充分利用,最大化地提升了数据使用率和内在价值的挖掘。业务支撑及运维管理子层是针对网络功能扩展,实现业务支撑,完成感知信息的传输、储存、计算和控制,且友好支持扁平化、分布式
的信息处理架构。在网络和业务智能化的背景下,该层可以承载情景建模、自然语义分析和智能决策等技术,向上为应用提供支撑,向下优化网络架构。3.高级应用层该层面向高级应用,实现泛在网络满足不同业务、不同用途的功能化需求,提供个性化、定制化的高级智能服务,为多种行业应用提供数据支撑和决策支持。
        4泛在电力物联网行业生态构建
        1.电网运营,支撑平台“连接”和“聚合”电能生产端和消费端两端实时信息,作为中间枢纽的电网络借助两端信息,以平台丰富的计算资源为基础,运用精度高的运算模型甚至是云计算、人工智能、大数据等新型技术,实现网络设备运行状态的在线感知、运行方式的安全校核、网络最优潮流的在线计算及虚拟电厂的实时服务等。2.储能服务,储能是微网系统提高灵活性、优化调度和能量管理策略的重要载体。在规划阶段,通过平台内描述的电网现有资源(网络、能源、已有储能)及负荷特性等信息,建立考虑线路网架约束的电网潮流优化模型,合理选择储能的容量和选址,提高资金利用效率;在运行阶段,企业可借助平台内微网系统及大电网的运行状态信息、实时负荷信息、电源出力信息,动态控制储能设备运行,保证系统可靠性和稳定性。期间的功能计算任务可选择借助于平台计算资源,提高储能系统的动作准确性。3.电能消费侧服务,电能消费侧用户需求复杂多样化,用户行为对市场电价影
响进一步加深,且电力市场内电能交易周期、交易方式、竞争格局等发生了显著变化,这对综合能源服务公司、代理公司、售电公司等电能消费侧服务企业的能力提出更高的要求。电能消费侧服务商通过物联网支撑平台掌握政策、市场机制发展动向,并根据区域用户体的负荷数据及数据挖掘技术刻画不同类型、不同响应负荷的特性,提供不同管理周期下的负荷管理服务方案,以及调频、提高电能质量等辅助服务,降低用户综合电费,并将负荷信息借由平台反馈给电源和电网端,最终达到供需匹配灵活的目标。4.数据资产运营,所谓“数据资产运营”,是企业或组织采用各种表计、测量工具获取数据,并通过管理手段保证数据资产的安全、质量与完整性、合理配置和有效利用的方式,从而保障和促进各项功能的进行和发展,提高企业的经济效益增长。在泛在电力物联网环境下,数据资产运营既可作为解决平台统一管理、透明分配、共享开放数据的有效方法,也可以作为企业内部合理评估、规范和治理企业信息资产,挖掘发挥数据资产价值并促进其增值的重要功能部分。
        结语
        信息技术和人工智能的发展为传统产业转型升级提供了重大机遇。泛在电力物联网的建设将带来电力系统的技术变革、运行模式和增长方式等变革,从而推动能源和电力行业转型升级,具有广阔的应用前景。电力转型是能源革命的中心环节,能源互联网是解决我国能源
问题的根本途径。
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