摘要：社会的高速发展使得生产与生活对电能供应的要求越来越高。对人民生活、社会生产进行大规模的数据采集与分析，并根据结果做出相应的判断，对优化电力规划、节能减排、方便居民生活、统筹社会生产的意义重大。国家电网有限公司提出打造“三型两网”，其中泛在电力物联网肩负在现有电网基础上，进一步沟通用户侧与发、输、配电侧的任务。文章主要泛在电力物联网在电力系统中应用的展望进行分析。
关键词：泛在电力物联网；电力系统；数据服务
引言
泛在电力物联网就是将传统电力生产、传输、消费的所有环节信息化，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智慧服务系统。泛在电力物联网广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术，是数字革命在能源电力领域迅猛发展的必然产物。
1关于泛在电力物联网的定义
现阶段对于泛在物联的定义是发生在任何时间、任何地方和任何人与物之间的交流。结合电力系统形成的泛在电力物联网则是电力使用者及设备、电力企业、发电厂及其设备、还有其他相关方及其设备的信息交流和互换。泛在电力物联网是将先进的物联网技术应用到电力系统的产物，本质还是各方间信息的交流与共享，最终形成具有自我标识、感知和智能处理行为的实体。各个物理实体间的合作与互动，会让相关物体相互感知和相互反馈，最后形成一个智能的电力系统。
2发展泛在电力物联网的困难和挑战
2.1信息安全
泛在电力物联网的重点就是在电力系统中运用大量数据，而收集这些数据就是应用4G甚至5G通信技术统一传输到一个平台，然后在统一的物联网平台上对数据进行分析处理，所以保证物联网平台的安全是非常重要的。一方面能够保证收集到的数据能快速、安全的传输到平台；另一方面能够降低数据泄露的风险，有效防御网络攻击。所以研发新型数据保护技术和软件，保证泛在电力物联网信息的安全高效共享也是发展的重要挑战之一。
2.2业务壁垒
我国电网企业下属的部门都有各自独立的运行系统和单独的业务，如何在面对大量数据时统一分析、实现共享，破除业务壁垒和减少信息冗余，并最终实现运行、维修、营销和财务等不同部门间业务信息共享是泛在电力物联网发展面临的另一个重要挑战。
2.3商业运营方式
现阶段，我国电力系统的商业运营方式十分单一，运行主要是以电网为主体的电力服务，并统一调配、统一调度和试点运行。这样的运行方式在高速发展的现在社会，是不利于我国电力系统业务增长要求的，也满足不了电力用户参与电网运行需求的，同时更加不符合我国快速发展的市场需求。所以，我国电网急需一种依靠现有电力服务，采用传统互联网概念，利用法律法规的保护、我国电价政策补偿和税收优惠政策，最终建设包括多部门，多行业的新型商业运营方式，这是泛在物联网面临的重大挑战之一，同时也是其是否能最终真正实施的关键之一。
2.4数据的分析与处理
现阶段，数据分析技术对数据的统一性要求很高，但是电力系统中收集的数据来源众多、数据形式不同、包含的时间尺度也不一样，这导致收集的初始数据不能直接用于物联网的数据分析。另外，受电力系统运行的实效性及建设的阶段性影响，电力物联网平台上将会产生较多的计量、监测、控制等实时及历史数据，最终形成泛在电力物联网平台层的多源异构数据源。
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3泛在电力物联网在电力系统中应用的展望
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。
3.2打造经济、安全电网
结合高速发展的机器学习方法和已采集的数据，研发新能源-负荷实时监测和功率预测系统，建立以火电、核电机组为基础的电力调度系统。结合实时采集运行中的电力设备的数据和设备状态自动诊断技术，可以感知设备的实际运行状态，有针对性制定检修策略，提高设备运行可靠性水平，从而提高供电的可靠性。结合泛在物联的人机交互建立智能配电管理系统（IDMS），实现现场作业环节的线上化，通过电子身份、电子工作票等减少人员冗余，提高国网内部工作效率。
泛在电力物联网是由源、网、荷、储、人等多方面参与的时空互动型网络，因此，须实现能源资源的多目标优化，既要满足供需要求，还要考虑成本、价格、效率等问题。在泛在电力物联网的背景下，通过对数据的感知，可以分析泛在物联网各节点的特征及相互联系，并采用优化模型对资源的优化问题进行解决，满足用户和业务的多样化需求。
除了在运行规划方面对安全经济有保障以外，在与客户进行沟通交流方面也发生了巨大变化。泛在电力互联网将为电网搭建智慧能源服务平台，在企业内部提高办事效率，实现线上登记、线上管理、自动检查等；配送方面实现信息实时记录，提高透明度与安全性；改变传统的商业模式并出台新型政策，将扩大服务范围，为能源企业、工业区、私人用户等提供线上基础供电服务、金融服务、大数据管理等，构建了包括政府、电网、用户、金融机构在内的新型能源生态体系。
3.3促进新能源消纳
能源的产生、消费、传输环节都在由于社会的进步而发生转变，近年来，大量的分布式电源接入电网，但由于风能和太阳能资源的间歇性、波动性、随机性，使得电网的安全稳定运行面临巨大挑战，同时也造成了大量的弃风弃光。泛在电力物联网的建设和发展，为电网的安全稳定运行，促进新能源消纳开辟了新的思路。利用人工智能技术，对新能源进行短期发电预测，降低调度的难度；异质能源间可以进行信息交互，充分发挥能源互补优势，提高电力系统的灵活性，平抑风电、光伏发电的不确定性，有效解决弃风弃光问题，实现资源的优化利用；通过数据交互，动态重构配电网，实现最小弃风弃光等优化目标；通过电力市场手段，引导用户的用电行为，实现削峰填谷的目标；通过增设储能装置，基于数据共享平台，实现源网荷储协同优化，发挥储能装置的时效性，减少电网消纳的压力。
结束语
泛在电力物联网是利用现有电力设备实现设备信息与工作人员之间的信息共享，最终实现生产与消耗的有机平衡，保证了电网的合理有效运行；此外也能促进我国电力市场的合理开放，实现更高水平上的供需平衡，建立清晰的电网资产管理体系。综上所述，泛在物联技术和现有电力系统的有机结合，将最终实现建设新型能源生态体系的目标。
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论文作者:王长征,范雯雪
论文发表刊物:《电力设备》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/8
标签：电力论文; 数据论文; 电力系统论文; 电网论文; 能源论文; 信息论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第13期论文;