淺析泛在電力物聯網時代物聯網技術在電力系統中的應用

李琦

【摘 要】在信息化、智能化普遍發展的新時期，高效優質新型能源互聯網建設對主網建設提出新要求，就數據采集、數據傳輸、數據管理、數據應用等方面，積極推進傳統模式下電網的發展變革，充分利用電網獨特優勢，廣泛采用移動互聯、人工智能等現代信息手段、先進通信技術，加強建設基于泛在電力物聯網及智能電網下的樞紐型、平臺型、共享型的電網組織架構，并在實踐創新中不斷優化和完善。建設泛在電力物聯網，推動電力能源數字化變革。

【關鍵詞】泛在電力物聯網;電力系統;應用

1 智能電網發展現狀

目前，電網主干構架主要以高壓、超高壓架空輸電線路為主，隨特高壓交直流架空輸電線路逐年投入運行，有效改善了電力能源、電能用戶逆向分布的實際現狀，變、配電及其他相關附屬設施建設從物理層面解決了信息采集、數據傳輸需求，在整體組織構架上電網已基本達到堅強電網要求，但依舊不能最大限度實現電網優化運行及能源有效調配，電力輸送、調配、營銷、應用等各個環節都不同程度存在資源浪費或工作量重復現象，信息數據不能做到。

電力傳輸過程分為發電、輸電、變電、配電、用電五個環節，各個環節可靠運轉均不同程度依賴數據信息監測、分析及決策。

（1）發電環節。結合電網的實際運行狀況，需要對運行機組的實時調節及深度調峰，但根據目前設備自動化程度低、信息傳輸延遲，必然導致設備自主決策延誤，響應滯后，進而導致運行機組的靈活性與可控制性差。

（2）輸電環節。目前投入現場實際運行的監測裝置使用壽命短，可靠性差，不能有效實現信息實時采集，及時分析預警，難以正確做出運維檢修決策以保證線路穩定可靠運行。

（3）變電環節。變電設備的智能水平目前仍不能滿足能源互聯網建設要求，各項站內自動化技術不夠成熟，各種智能化系統共能尚不完善，設備檢修環節利用的方法及工器具都不夠先進。

（4）配電環節。由于我國配電網的結構復雜、設備類型多樣、安全環境較差的特點，導致配電網作業監管難度大，安全風險因素也相對較多，常出現誤操作及相關安全隱患，但是配電網對個電電力用戶直接提供電能，電力供應可靠性要求更高，提高配電網運維智能化、實現配電網優質服務將不斷成為更加需要關注的環節。

（5）用電環節。部分地區用電信息采集不夠完善，數據通信相對滯后，存在人工抄表、竊電現象，很大程度上未能真正實現智能監管。

2 泛在電力物聯網

泛在電力物聯網是指泛在物聯網在電力行業的具體變現形式和應用落地，加強技術上的變革，提升管理思維，創新管理理念，質效提升的同時，做到融通發展。泛在電力物聯網將電力企業、電網設備、用戶設備及電力用戶等的人和物連接起來，滿足萬物互聯、人機交互的發展新要求，加強深化“大云物移智”應用，實現能源流、業務流、數據流“三流合一”，為電力行業發展提供嶄新平臺及發展機遇。

物聯網技術是信息通信技術發展到一定階段的必然產物，而泛在電力物聯網有效整合了物聯網技術和電力傳輸過程中的各種基礎設施，致使物聯網技術服務于電力系統的各個運行環節，進而提高了這一整合體的利用效率，是實現電網智能的又一個關鍵環節。

從構架上，泛在電力物聯網包括感知層、網絡層、應用層三層結構。感知層為基礎層，主要利用數據識別器、信息讀寫器、各種傳感器、視頻攝像頭等，完成對物理世界的感知、識別和監視作用，解決了數據的采集問題。網絡層承擔感知層與應用層之間的數據通信服務，主要依托互聯網、信息專網，實現信息的傳送或控制，解決了數據的傳輸問題。應用層充分利用信息處理、計算等的基礎數據服務類設施或其他數據通信接口，實現物聯網技術在信息需求側的各種應用，主要解決了數據的挖掘問題。

3 物聯網技術在電力系統中應用

3.1 物聯網技術在電力系統發電環節中應用

不久的將來物聯網技術在電力系統中的應用更加廣泛，能夠促進物聯網的進一步推廣，優化物聯網、車聯網、及其他網絡技術的應用。作為電力系統的發電環節是最重要的環節之一的物聯網技術，實現了對于電網對智慧及現代化的方向發展的推動。與風和太陽的便利融合利用實現了清潔能源的便捷使用，已成為最重要的電力系統發電形式之一。當前的實際開發中，風力發電站的利潤收入相對較低。為了解決這個問題，電廠應該積極開發和制造的一種新型的風機設備。風電機設備連接到先進的傳感系統投入電力生產階段，需要基于物聯網現代傳感器設備的支持，從而方便應對天氣變化對風機的輸出的影響。根據天氣狀況的實時變化，選擇一個更有效的發電模式，確保分布式電源的輸出總是在可控范圍內。借助這種形式，方便提高其他清潔能源如風能的效率。

3.2 物聯網技術在電力系統輸配電環節中應用

物聯網技術在電力領域的電力供應和分配的關鍵，應用物聯網技術中電力系統傳輸主要是反映在傳感器的應用部署中，在電力系統的電力供配環節，能夠便于工作人員在相關環節完成的實時動態監測輸電線路的輸電和配電狀態，通過智能傳感器于輸電線路的裝配，實現線損等運行狀態信息、絕緣損耗和頻率異常信息的及時反饋，向系統監督中心提供基礎信息內容。員工完成合理、科學的調整傳輸系統方案設計，對整體調度進行優化[2]。

此外，無人攝影系統檢測技術在電力系統逐漸興起應用，這種檢驗方法是結合無人攝影系統設備，在物聯網技術的幫助下通過無線通信來幫助員工掌握輸電和配電環節全面情況，有效地將物聯網通信的速度和質量全面提高。無人攝影系統方便提高傳播圖片的數量和質量，加強可靠性和有效性的檢查鏈接，在物聯網的技術基礎上，無人攝影系統的檢查很容易擺脫地理環境和其他因素的影響，實現更可靠的新的巡邏模式的提供，優化電力系統的傳輸水平。大量的分布式電源的新型形式推動電動汽車、家用電器等家用電器的生產。分布式電源以其良好的物聯網技術向系統內部融入，在技術特性支持下，跟蹤負載曲線變化以便及時掌握系統的工作情況。

3.3 物聯網技術在電力系統用電環節中應用

除了應用在發電、輸電和配電環節應用廣泛外，物聯網信息技術還在電力系統用電環節有較大作用，其新的靈活負荷生產形式對電力系統有顯著發展推動效果。根據對相關領域的調研結果表明，將柔性負載應用于國內電力系統功耗環節，大大方便了ADN的主動控制和主動管理活動的完成，方便對物聯網技術應用下智能表盤計量工作觀測分析完成，以確保系統的內部電氣設備維持一個相對穩定的實際操作狀態。隨著電動汽車的發展水平逐漸上升。物聯網方便的信息技術的發展水平和影響著驅動電動汽車的荷載特征，以市場電價的科學管理與操作為指導，形成對電動汽車的充電和放電合理、科學控制，為當前行業中的特殊專業管理模式，能夠有效促進行業的整體發展。

4 結語

4隨著人工智能水平的提升以及物聯網的發展，泛在電力物聯網方面的有效利用，其實是實現電力數據的增值服務。泛在電力物聯網的發展是基于電力系統，通過通信網、人工智能、云平臺等技術手段，實現能源的合理配置，以實現電網的經濟安全運行。

參考文獻：

[1]楊東升，王道浩，周博文，等.泛在電力物聯網的關鍵技術與應用前景[J].發電技術，2019（2）：107-114.

[2]朱永利，石鑫，王劉旺.人工智能在電力系統中應用的近期研究熱點介紹[J].發電技術，2018（3）：204-212.

（作者單位：國網山西省電力公司檢修分公司）