促進電力系統的安全穩定運行 -- 淺談泛在電力物聯網的規劃與發展

　　0、引言

　　

　　隨著能源革命的不斷推進，泛在電力物聯網概念應運而生。所謂的泛在電力物聯網，就是在電力系統的各個環節，通過對自動化智能技術以及物聯網等現代化高duan技術的合理應用，構建由感知層、網絡層、平臺層、應用層四大主要部分構成的電力智慧服務系統。泛在電力物聯網的有效構建，能夠進一步促進電力系統的安全穩定運行，同時也可有利于促進電力系統管理與服務的優化。探索大數據及物聯網等泛在電力物聯網關鍵技術的具體應用，對智慧電網發展來說具有重要意義。

　　

　　1、泛在電力物聯網技術簡述

　　

　　1.1泛在電力物聯網的定義

　　

　　泛在物聯網是不受到空間限制的針對人與物之間進行有效交互的物聯網技術。在此基礎上所產生的泛在電力物聯網是將電力企業、電網企業及用戶供應商所包含的各類設備進行人與物的有效交互的現實技術。通過這個技術能夠有效地集合資源并且將其轉換為能源生態體系，將該體系中所包含的各類數據進行收集、分析和匯總，再利用大數據技術對這些信息進行處理和篩選，實現多功能共享平臺的搭建工作，使得與電力相關的生態發展模式進入良性循環，幫助企業創造更多的社會價值，同時促進企業的健康發展。

　　

　　1.2泛在電力物聯網的特點

　　

　　泛在電力物聯網除去其自身所攜帶的泛在化特征之外，還具備較好的智能化以及共享化特點，通過泛在電力物聯網建立相應的平臺使其具備了平臺化特征。依據泛在電力物聯網特征能夠實現廣泛的網絡融合，這些網絡除了電力網絡之外，還對光纖網絡以及移動通信網絡進行了有效的整合，而泛在電力物聯網的智能化特點能夠在企業消費終端移動設備中進行展現。隨著移動設備中所包含的芯片功能不斷提升，大量的終端設備具備了較好的數據處理性能和即時響應特點，這些具體的特征使得電力物聯網逐漸實現了標準化接口，使得整體的工作效率得到了有效的提升，同時通過對這些數據的有效分享使得整個能源生態體系都能夠受益。除此之外，泛在電力物聯網與大機組、互聯網進行有效融合所產生的電力系統相比較，泛在電力物聯網具備了較好的能源可再生能力，同時這一代網絡的安全性能得到了有效的提升電力系統的框架下進行能源系統配置靈活性更高，同時促進了終端能源的利用效率。隨著電網的覆蓋范圍逐漸擴大，該系統實現了對信息能源以及電力等3種要素的有效整合，這種覆蓋范圍逐漸將城市與鄉村進行了全面覆蓋，對于用電需求的響應速度得到了較大程度的提高。電網對于我國的能源結構調整和能源消費轉型起到了非常重要的促進作用。

　　

　　2、泛在電力物聯網的建設

　　

　　2.1泛在電力物聯網的建設目標

　　

　　泛在電力物聯網能夠依據不同的空間環境來應用不同類型的科學技術。例如在泛在電力物聯網中使用人工智能以及大數據技術能夠使得電力物聯網的不同流程和環節實現有效的互通。同時這一代互聯網在進行數據傳輸的過程中其傳輸效率也高于傳統電力網絡，使得在針對電力網絡所開展的管理中實現了更加和透明化的管理方式。泛在電力物聯網能夠將不同空間的服務資源進行有效的整合，將互聯網和電力服務產業進行深度融合，使得能源環節所涉及的各類設備都能夠具備感知能力，終將能源生態系統中的所有要素都進行必要的連接和整合。

　　

　　2.2泛在電力物聯網的架構組成

　　

　　泛在電力物聯網的基本組成架構包含感知層、平臺層和網絡層。平臺層的主要功能是對數據以及物聯網進行管理活動，通過該平臺能夠實現對數據的有效采集和使用。網絡層的主要功能則是利用現代網絡技術將電力系統和網絡技術進行有效的融合。感知層則通過終端智能化設備以及計算機技術使得電力系統中的不同環節都能夠實現有效的互通。

　　

　　3、泛在電力物聯網相關技術

　　

　　3.1大數據技術

　　

　　大數據技術在泛在電力系統中的應用優勢在于其能夠有效地處理海量數據。在電力系統運行的過程中會產生大量的數據，這是傳統的數據挖掘工具所無法進行有效利用的數據量。利用大數據來對海量的數據進行處理和挖掘使得電力企業能夠將電力系統中所包含的所有數據來開展分析流程。通過分析結果能夠實現電力數據的對比分析能力以及電能運行過程中的系統監測。通過這些系統建立相應的預警機制使得電力網絡在運行過程中有效地控制了安全風險，對于電力設備的正常運行起到了非常重要的促進作用。

　　

　　3.2云計算技術

　　

　　通過云計算技術同樣能夠使得電力系統中的大量數據得到快速的分析，這是傳統的服務器所無法提供的計算能力。同時云計算具備較好的可定制性和擴展性，這使得其在電力系統中的應用過程更加靈活。云計算能夠作為平臺將其他的科學技術進行有效的融合，使得電力設備更加智能化。因為云平臺具備出眾的計算能力，所以在進行數據采集的過程中具備較高的效率，使得電力企業在應用云計算的過程中，通過不同的算法開展潮流計算，能夠對電力系統的能源分配進行科學的調度，同時降低了電力系統的安全隱患。

　　

　　3.3物聯網技術

　　

　　物聯網技術，在其核心定義中包含了眾多的功能，其中在電力系統中的應用還創造出了監管以及識別的相關功能，通過對電網中的各類設備制定相應的協議以及在傳感設備的輔助下實現了電力系統的智能化水平提升。因為在電力系統中應用了物聯網技術，使得人與設備之間產生了交互能力，這對于電網的感知能力和智能化水平提升起到了非常重要的促進作用。

　　

　　3.45G技術的應用實踐

　　

　　隨著5G時代的到來，互聯網技術在這種高速網絡的幫助下實現了更加快速的信息交互能力。除了具備較高的傳輸效率之外，5G技術還能夠使得設備通信獲得更快的響應速度以及容量更大的存儲能力。通過利用音頻切片網絡技術，更有效地降低通信過程中所產生的延時問題，這使得電力系統包含著的設備實現自動化控制提供了良好的基礎。比如在進行語音切片技術的應用過程中，可以通過該技術對通信的調度能力和應急能力給予有效的提升。隨著5G普及的逐漸加速，泛在電力物聯網中的信息交互速度越來越快，通過對不同信息技術的有效關聯，使得設備的智能化水平得到了有效的提升。同時使得設備具備了分析能力，這對于智能電網的發展提供了重要的技術支持，并在此基礎上還實現了新型的商業形態和模式，為智能電網的發展提供了良好的技術環境。

　　

　　3.5區塊鏈技術

　　

　　在泛在電力物聯網的眾多技術應用中，區塊鏈技術是一種新型的技術，該技術融入了信息傳輸以及加密算法等相關功能。同時，在進行數據處理的過程中，區塊鏈所包含的數據鏈技術提供了強大的計算能力，實現了分布式存儲，使其在整合網絡的過程中也實現了較好的單元核算屬性。用這種技術能夠對相關信息進行加密，在信息加密的過程中因其自身的特殊性使得無法對加密內容進行查看或破解對于信息安全起到了良好的幫助作用。在電力系統中使用區塊鏈技術，能夠使得企業數據安全得到有效保障，特別是針對電力交易平臺，能夠在保證交易的同時，實現信息交互的安全，同時有效地降低了在安全領域所進行的成本投入。

　　

　　3.6人工智能技術

　　

　　電力系統中所使用的人工智能技術包含了眾多科學技術以及基礎學科，其核心目的是通過將人類智慧結晶所包含的各種能力進行有效的整合，使得設備具備人類的思考方式。人工智能具備自我學習能力，其智能化水平在提升的過程中對應的學習能力也在不斷的提升。通過不斷完善自身的學習能力，使得其認知水平得到有效的提高。人工智能的大特點是能夠在單一設備上實現不同領域的學習過程，隨著這種學習能力的不斷提升使得計算機平臺或機器人的智能化水平得到了的提升。利用人工智能對電力系統中的相關數據進行分析，能夠在較短的周期內對電網中所存在的隱患以及問題及時發現，同時做出相應的改善。這使得電力能源能夠在人工智能的幫助下實現更加可靠的分配能力。因為具備多學科的性質使得人工智能設備能夠依據電力生產過程中所提供的相關數據以及氣象數據和地理數據來構建完善的決策系統。在電力系統可能會受到影響或發生故障之前便發出相關預警，有效地降低了故障對電力系統造成了影響。同時利用社會學經濟學以及心理學來對電能系統用戶的電力使用行為進行分析，有效地提升電力企業的運營能力，降低能源的消耗水平。

　　

　　3.7其他技術

　　

　　除了上述主要技術之外，泛在電力物聯網系統還包含了感知學習信息交互及邊緣計算等相關技術，利用電力設備中所包含的傳感裝置所收集的數據，來對電力系統的運行情況進行監控和分析，利用終端安全技術來保障物聯網在通信的過程中不會受到干擾以及破壞，保證了數據聯通和交互過程中的信息安全。通過利用這些技術不斷地整合，使得電力系統的智能水平、交互能力以及數據處理能力得到有效的提升，這對于能源生態系統建設以及信息安全建設起著非常重要的促進作用。通過加強電力網絡系統的感知能力以及控制水平，將多種不同的設備以及系統進行全面的整合以及管理，終實現電力系統的電氣化水平、能源利用以及智能化水平的不斷優化和完善。

　　

　　4、泛在電力物聯網發展趨勢

　　

　　（1）電網企業在日常運營過程中應當不斷加強自身的管理水平以及平臺建設能力，通過積極引入技術和設備來提升電力企業的核心競爭力。在進行新能源布局的過程中，要依據自身的經營情況來開展有效的規劃，降低在企業發展過程中可能產生的安全風險。因為泛在電力物聯網系統屬于新型的商業模式，所以在進行系統建設的過程中會受到技術以及場景所帶來的影響，所以要制定好相應的標準化和規范化平臺，同時加強平臺的安全性，為安全優質的產品提供保障。

　　

　　（2）在進行泛在電力物聯網系統建設的過程中，要對收斂方式進行不斷的優化，降低外部因素以及企業經營過程中各類風險帶來的影響，促進企業的經濟效益提升。通過積極的輸配電電價回收來提升企業的競爭能力，優化能源消費模式，依據用戶的不同消費習慣來制定相應的產品。同時還應積極根據當前大數據技術提供的資料對電力網絡建設規劃進行科學調整，進而提升電力網絡系統服務的質量。

　　

　　5、Acrel-EIOT能源物聯網云平臺

　　

　　（1）概述

　　

　　Acrel-EIoT能源物聯網開放平臺是一套基于物聯網數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯網用戶提供能源物聯網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯網傳感器，選配網關，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業數據服務。

　　

　　該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語言、多終端數據訪問。

　　

　　（2）應用場所

　　

　　本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統集成商、小型物業、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業能耗、智能燈塔、電力運維等領域。

　　

　　（3）平臺結構

　　

　　

　　（4）平臺功能

　　

　　電力集抄

　　

　　電力集抄模塊可以實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環境友好。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設備運行（包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節約人力資源。

　　

　　

　　變壓器監控

　　　　

　　

　　配電圖

　　

　　能耗分析

　　

　　能耗分析模塊采用自動化、信息化技術，實現從能源數據采集、過程監控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，實現全廠能源系統的統一調度，優化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

　　　　

　　

　　能耗概況

　　　　

　　

　　預付費管理

　　

　　1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統日志等功能；

　　

　　2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置；

　　

　　3）用戶管理：對商鋪用戶執行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

　　

　　4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

　　

　　5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作；

　　

　　6）報表：提供售電、售水財務報表、用能報表、報警報表等查詢，本系統所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導出。

　　　　

　　

　　預付費看板

　　

　　充電樁管理

　　

　　通過物聯網技術，對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務管理、變壓器監控、運營分析、基礎數據管理等功能。

　　

　　

　　充電樁看板

　　

　　智能照明

　　

　　智能照明通過物聯網技術對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態進行不間斷地數據監測，也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

　　

　　

　　監控頁面

　　

　　安全用電

　　

　　安全用電采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給企業管理人員，指導企業實現時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患于未然”的目的。

　　

　　智慧消防

　　

　　通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監管等目標。填bu了原先針對“九小場所”和危化品生產企業無法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統化”、用電管理“精細化”的實際需求。

　　

　　（5）系統硬件配置

　　　　

　　

　　6、結論

　　

　　當前，泛在電力物聯網的發展，為電力系統建設革新提供了巨大助力，由于泛在電力物聯網是一種新生產物，因此很有必要深入探索泛在電力物聯網相應用的各項技術，以便促進泛在電力物聯網建設與發展。未來泛在電力物聯網系統建設回想這系統化、智能化方向發展，大數據與云計算等新型技術會給泛在電力物聯網發展提供更大助力，進而提升我國電力系統運行的安全性。

　　

　　參考文獻

　　

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