引言
物联网技术的不断进步也促发了许多新技术以及对应的产品还有新模式的不断诞生。当今时代电力行业在受物联网技术的影响,开始向着智能精细以及信息数据高速传播的方向不断发展。
1电力物联网概况
2013年国务院发布《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》,提出“物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,推进物联网的应用和发展,有利于促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。”国家电网公司在2009年提出建设“智能电网”,并在2019年正式提出建设“泛在电力物联网”,将泛在电力物联网建设提升到与智能电网建设同等重要的高度。国家电网定义的泛在电力物联网是围绕电力系统各环节,充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。物联网技术融合云计算、大数据、物联网、人工智能、三维数字化建模、虚拟现实等的数字技术,为实现发电、输电、变电、配电、用电、营销、企业智能管理等场景智能应用提供支撑。
2电力物联网应用方案
2.1营销与用电服务解决方案
(1)综合能源服务基于电力物联网的综合能源服务打破传统能源服务之间的供需界限,融合一次、二次能源,实现天然气、电力、热能供应等多种能源互补,通过汇集多种能源供给与价格数据,对能源服务进行管控。为实现综合能源服务,电力物联网将延伸到能源供应商和能源用户,将发电、电网等设备和用户的广泛互联,促进能源流和信息流的高效运转。数据平台通过GIS平台、OS2、计量自动化系统、营销管理系统、资产管理系统等获取电网、热网、气网等多种能源数据,实现多形态能源数据融合。综合能源服务内容包括综合能源运监管理、综合能源协同与优化、综合能源设施运维服务管理、综合能源客户服务管理、综合能源建模等。(2)智能营业厅基于电力物联网的智能营业厅以实现智能化、互联网化、电子化为目标,以“引导互联网自助服务为主,人工服务为辅”为原则,优化供电营业厅布局分区和功能配置,推进营业厅(线下)业务向互联网(线上)业务转变,深度融合传统营业厅服务渠道与互联网服务渠道,实现供电营业厅向体验型、智慧型方向转型,智能营业厅包括受理基本服务功能、互联网业务和新业务推广、服务品牌宣传、综合能源业务展示等功能。(3)电动汽车充电设施管理基于电力物联网的电动汽车充电设施管理,目标是提供安全、可靠、优质、高效的充电服务,有效解决充电设施分散、管理难度大和资源浪费等问题,寻求充电桩的精准负荷控制解决方案。电动汽车充电桩本身作为电量信息采集终端、设备状态、环境状态采集终端和用户信息交互终端,通过连接电力物联网平台,上传电量信息、设备运行状态与环境安保等信息,通过显示屏与用户实现电量电费查询、充电二维码缴费、充电模式选择与控制等功能。(4)智能用电台区与多表集抄基于电力物联网的智能用电台区以提高低压配电网的多类型、高频次、高密度量测数据采集与状态全面感知能力,实现低压台区“变-线-相-户”拓扑关系自动识别及停电事件主动上报功能,为主站侧开展线损精细化分析治理、电能质量综合治理、停电快速研判等深层功能应用提供基础数据支撑。电、水、气是人们日常生活不可少的公共服务产品。利用电力物联网技术与平台推动供电、供水、燃气“三表合一”采集,目的在于打造新型用能服务模式、全面支撑智慧城市建设,减少抄表工作量和硬件重复建设,建设节约型社会。2015年7月6日国家发改委、能源局发布的《关于促进智能电网发展的指导意见》提出“完善煤、电、油、气领域信息资源共享机制,支持水、气、电集采集抄,建设跨行业能源运行动态数据集成平台,鼓励能源与信息基础设施共享复用。”
2.2配电网解决方案
(1)配电状态智能感知基于物联网技术的配电状态监测系统具有配电设备监测、环境状态监测、安保监测和智能分析预警等功能,全面提升运行维护信息化、数据分析智能化、运检管理精益化水平,为配电网智能巡检工作提供技术支撑。通过对配电房/开关站的设备状态、环境安防、电气等信息进行全面感知,实现边端智能与远程监测,有效提升智能化运维水平和效率。典型的配电设备感知终端包括:门磁传感器、电缆接头温度传感器等配电室用传感器;电缆室局放传感器、温湿度传感器等环网箱用传感器;冷凝除湿传感器、接线桩头温度传感器等;杆塔倾斜传感器等柱上开关用传感器;接线电缆温度传感器、微气象传感器等柱上变压器台区用传感器;杆塔倾斜传感器、电缆沟内部水位传感器等线路用传感器。(2)配网线路可视化与地下管廊监测基于电力物联网的配网线路可视化主要涵盖地下电缆资产数字化与定位感知、配电网地下管廊智能监控和户外开关室几个部分可视化技术。实现地下电缆及电缆管廊的设备信息、运行信息的监测,并对线路沿线户外开关箱进行智能化改造,实现配网线路可视化。
2.3输电网解决方案
基于电力物联网的电网感知,利用物联网技术获取发、输、变、配、用各个运行环节的海量数据,通过大数据分析等技术对海量数据进行数据挖掘、数据融合、数据分析,实现从发电至用电环节的整体状态监视,使电网运行人员能够全面、动态地掌握电网的运行状态,及时发现电网各个运行环节潜在的风险并进行消缺处理,提高电网运行智能化水平及稳定性。基于电力物联网的电网感知可实现:(1)全景展示:基于地理信息全景展示发、输、变、配、用各个运行环节的设备运行状态,采用可视化、三维等方式实现对电网设备的立体化在线监视,提高电网设备运行状态的感知。(2)风险辨识:对获取的电网海量运行数据进行深度挖掘及融合,对电网运行状态进行智能化的风险评估及风险预警,以辅助运行人员开展事前风险发现、事中异常处理及事后风险分析。
结束语
电力物联网的快速发展,加速了电网智能化、管理智能化、服务智能化,先进的技术应用将使电网公司向能源互联网和综合能源服务公司发展的强大助力。电力物联网建设还需考虑终端接入标准化问题、通信网络覆盖与可靠性问题、平台层持续发展问题、数据处理容量与实时性问题、信息安全防护问题、应用层功能升级灵活性问题。
参考文献
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[2]宋祺鹏,石岩,韩子龙,李丽鹏.泛在电力物联网下的配电网典型配置模式研究[J].供用电,2020,37(01):15-20.