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物联网技术助力泛在电力网的建设与应用

发布时间:2020-07-21   点击次数:135次

 

摘要】伴随电网规模的不断扩大,发电装机容量的持续增加以及分布式新能源的大量涌现,电网的连接主体日益增多并成为能源环节和能源输送和转换利用的枢纽,对其灵活调节能力和智能化、数字化发展提出了新的要求。建设泛在电力物联网是解决电网技术问题、突破电网发展瓶颈的有效途径,是电网公司的深刻变革,泛在电力物联网将带动电网企业产业链上下游协同发展,国家能源互联网高质量建设。

关键词:泛在电力物联网; 概念特点; 关键技术; 应用前景;

 

1  前言

泛在电力物联网,是充分利用智能化的“大云物移智”等信息通信新技术,与新一代电力系统融合和相互渗透,实现电力生产与消费各环节实时在线连接,承载并贯通电网生产运行、企业经营管理和对外客户服务等业务,支撑我国能源互联网经济、运行的重要基础。建设泛在电力物联网是电网公司由传统电网企业向综合能源服务商转型,具有里程碑意义的重大变革。本文对泛在电力物联网的概念特点、关键技术及应用前景等方面做了简要的分析。

2  泛在电力物联网的概念及特点

2.1 泛在电力物联网的概念

泛在电力物联网是指充分应用“大云物移智”等现代化信息通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,具有状态感知,信息处理,应用更加灵活等特征的智慧服务系统。泛在电力物联网是电网公司具有智慧化、多元化、生态化特征的“第二张网”,与电网公司坚强智能电网相辅相成、融合发展,二者协同并进形成强大平台,构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

2.2 泛在电力物联网的特点

  泛在电力物联网具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合的特点。全息感知是指电网各环节设备与用户状态的感知和业务穿透。泛在连接是指实现电网设备、用户及数据的全时空泛在连接。开放共享是指电网数据价值的共享融通,为能源行业和市场主体发展创造共享平台。融合是指泛在电力物联网和坚强智能电网深度融合,生产者和消费者共同参与电网业务,支撑电网公司创造高水平价值。

3  泛在电力物联网技术 

泛在电力物联网的关键技术本文主要讨论智能化终端、通信网优化及大数据分析三个方面。

3.1 智能化终端技术

目前电力物联网业务终端主要包括智能电表、输变电监测装置、配电自动化装置、调度自动化测点等。现有终端标准不统一,需建立统一架构体系,统一标准智能化终端研发,形成业务终端统一接入和管理:(1) 需规范智能业务终端上联接口协议和数据格式,结合智能芯片精度高、体积小、低功耗等特点,推动新型业务终端规模化应用和存量终端更新换代、标准化接入。(2) 需加快研究跨专业数据同源采集和多终端功能集成与跨专业复用,提升业务终端在线率。

3.2 通信网优化

通信网是泛在电力物联网网络层重要基础支撑。结合泛在电力物联网建设和应用需求,通信网在骨干光缆纤芯数量、光纤覆盖和网络带宽还存在不足,无线专网技术选型和建设相对滞后,无法适应泛在电力物联网对业务带宽的需求。

3.2.1 通信网架构优化完善

以“高可靠、多元化、宽带化、集中化”为目标,优化提升省级传输网,探索开展OTN双平面建设,增强省市互联互通能力。完善骨干光缆网架结构,解决骨干断面无空余光缆纤芯问题。开展地市传输网增容改造,强化“PTN+SDH”网络架构,建成网络结构合理、组网接入灵活、承载能力强、具备可持续发展的地区传输网络。开展县域传输网升级,解决县域传输网低覆盖、低带宽问题,满足泛在电力物联网终端设备大规模泛在接入、电网生产控制业务不断增长的带宽需求。

3.2.2 无线通信网技术研究

5G作为新一代移动通信技术发展方向,是无线接入重要演进方向。需加快引入软件定义网络和边缘计算技术,研究应用5G技术满足业务更快终端接入速率、更低业务传输时延和更多终端连接容量需求。大带宽方面,满足调度、运检、营销、建设等电网业务升级和高清化视频通信、可穿戴智能运检等场景应用需求;低时延方面,满足配电自动化、“三遥”等低时延电网业务需求;广连接方面,满足泛在化、多样化、智能化、规模化海量终端设备接入需求。 

3.3 大数据分析

  泛在电力物联网建设需加快构建能源大数据分析平台,利用数据挖掘、数据建模、模拟仿真、数据关联分析等技术,推动大数据在能源领域的深化应用,提升大数据技术融合、业务融合、数据融合能力,有效辅助政府决策和促进行业协同发展。随着能源互联网的大力推进,能源管理将以能源互联网为基础,以电能为支撑,综合冷、热、电、热水等多种分布式能源,构建“源-网-荷”互动的区域型能源互联网络的需求迫切,能源大数据分析平台的构建可推动数据共享融通,实现能源协调控制和综合能效管理,促进能源行业协同发展。

4  泛在电力物联网应用未来

泛在电力物联网是建设能源互联网的重要基础,是电网发展和社会应用的重要枢纽桥梁。泛在电力物联网在保障电网运行、促进清洁能源消纳、推动综合能源服务等方面均拥有广阔应用前景。

4.1 保障电网运行

泛在电力物联网建设和发展可有效解决现阶段我国的电力存在能源分布不平衡、电网结构不合理、调节能力差等问题。一方面,利用数据共享和大数据分析等先进手段,依托运检智能分析决策系统,推动电网运维检修高度数据化和智能化,实现电网设备实时监测、主动预警、智能巡查、优化控制及管理。另一方面,对风能、太阳能、负荷进行实时监测,建立电力能源统一调控系统,提高电网灵活性和调节能力。此外,泛在电力物联网实物ID深化应用,可实现电网设备规划设计、采购、建设、运行等全环节、上下游信息贯通,提高精益化管理水平,保障电网经济运行。 

4.2 促进清洁能源消纳

目前我国的可再生能源的应用率比较低,风能、太阳能等清洁能源没有得到广泛和应用。由于风光发电的间歇性,部分地区因缺乏调频调相机组、电网灵活性不足等导致弃风、弃电现象。泛在电力物联网通过建设虚拟电厂智能管控平台,通过分布式清洁能源数据和用电负荷信息的计算、分析和存储,优化分布式能源与电力调度系统、电力交易平台互联互通,实现区域的协调控制,按需增减负荷,减少分布式能源并网冲击,从而有效促进清洁能源广泛消纳。

4.3 推动综合能源服务

  泛在电力物联网打造以“用户为核心”的综合能源服务平台,为电网公司与用户之间提供广阔沟通平台。综合能源服务平台围绕能效管理、需求响应和电力交易三方面内容,提供能源互联网用户服务,拓展能源消费新模式,满足用户多样化用能需求,引导用户参与综合能源服务体验,促进综合能源新模式、新体系、新业态推广普及。

5  安科瑞能源管理云平台

5.1 平台架构

5.2 平台主要功能

 

 

5.3 设备配置

序号

设备名称

规格型号

1

智能仪表

AEW100

2

智能仪表

APM810

3

智能仪表

AEM96

4

智能仪表

ACR120EL

5

智能仪表

DTSD1352

6

工业通讯网关

ANet-1B2S1 -网两串,1个8G存储卡,导轨式,供电DC12V~36V电压

7

工业通讯网关

ANet-2B4S1 4 路RS485光耦隔离,2路10M/100M以太网口,1个8G存储卡,导轨式安装, AC/DC220V

8

工业通讯网关

ANet-2E8S1 8 路RS485光耦隔离,2路10M/100M以太网口,1个8G存储卡,导轨式安装, AC/DC220V

9

工业开关电源

KDYA-DG75-24KF

10

4G路由器

ZLAN8303-7 1串口, 1个网口,4G全网通.

5  结语
泛在电力物联网是支撑我国能源互联网高质量发展的保障,是电网公司由传统电网企业向综合能源服务商转型的重大转折点。泛在电力物联网建设任重道远,需要突破智能化终端、通信网优化、大数据分析等多项关键技术及重点任务。泛在电力物联网的建成将在保障电网安全运行、促进清洁能源消纳、推动综合能源服务等方面发挥深远的作用,为全球能源互联网建设奠定坚实基础。
 

【参考文献】

[1]杨东升,王道浩,周博文,等.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].发电技术,2019 (2) .

[2]汤三钱宇,张建粉浅谈融合物联网技术助力泛在电力物联网建设

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版

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