信息通信技术支撑泛在电力物联网建设俞梦菲

信息通信技术支撑泛在电力物联网建设俞梦菲

(国网昌吉供电公司信息通信公司新疆昌吉市831100)

摘要:我国信息技术的快速发展使我国各行业有了新的发展空间和发展机遇,助力我国基础经济的快速发展。泛在电力物联网是能源转型背景下电网企业提升自身建设、运维、管理水平,增强不同行业及用户互动的有益探索。对泛在电力物联网的体系架构和主要特点进行阐述分析,从网络层、平台层和应用层梳理面向泛在电力物联网支撑平台的关键技术,从技术角度深入理解泛在电力物联网的主要特点。

关键词:信息通信技术;泛在电力物联网建设

引言

科学技术的发展带动我国整体经济建设的快速发展,使我国全面进入现代化互联网时代。泛在电力物联网,就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。

1泛在电力物联网的基本特征

泛在电力物联网立足现有电网实体与通信技术,将不同能源系统物理互联、时空信息互联、商业互联相融合,具有全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的特征。全息感知是指通过RFID、传感器等,动态获取“发–输–变–用”各个环节不同设备、不同用户的状态信息。泛在连接指通过电力专网或移动网络将电力系统中所有设备、用户的信息和数据全时空连接。开放共享指在统一平台上利用智能技术对数据进行共享和管理,提高数据质量,挖掘有效信息,实现数据上下贯通,全方位实时交互。融合创新即通过不同设备、用户,不同时空信息,对内实现全业务在线,电网安全稳定运行。对外建成智慧综合能源服务平台,开拓电力市场,促进电力改革。

2泛在电力物联网的建设目标

发挥泛在物联网大数据的优势是其建设的主要目标。电力数据来源各异,包含控制、计量、监测等不同类型、不同时空尺度,实现海量数据统一分析及深度挖掘,是其首要建设目标。电力数据服务对象不同,打破数据壁垒,实现不同业务贯通是其第二阶段建设目标。最终将电力数据应用于各行各业,推广不同行业广泛参与的商业模式是其最终建设目标。可以预见,随着泛在电力物联网的实现,以机器学习和深度学习为代表的大数据及人工智能技术等数据知识挖掘技术将得到广泛应用与发展。

3支撑泛在电力物联网建设途径

3.1深化机制改革

持续释放信息通信科技创新活力国网信通产业集团以贯彻落实公司科技领域“放管服”改革为抓手,探索科技管理改革,优化创新资源配置模式和科研运行机制,激发全员创新活力,推动科技创新工作提速增效。深化实施两级协同研发,构建技术、产品、业务和商业模式集成一体化创新体系,推动资金、人才、实验资源等创新要素集聚和优化配置。完善协调联动机制,实现发展规划、技术研究、产品研发、业务培育、市场推广各环节有机衔接。改进科研项目管理,精简科研过程常规性检查和材料报送,赋予科技项目负责人技术路线决策、研发团队组建、经费使用等自主权。创新自有资金研发费使用,根据项目性质灵活设置经费科目比例,建立科研项目、实验室物资采购绿色通道。加大科研人才激励力度,高精尖人才、重大科研贡献奖励不设上限,鼓励各单位加强科研创新,获取掌握核心技术、核心资源、价值贡献突出的专家人才。研究实行虚拟分红权、股权等激励方式,吸引技术人才。

3.2开放电力市场

根据2018年第1季度大型发电集团各类电源交易情况汇总,总交易电量2428亿kWh,其中火电核电交易电量1986亿kWh,而相对灵活的风力、光伏电源交易电量仅有199亿kWh,占比8.2%,这一现象不利于我国快速发展的清洁能源并网。泛在电力物联网的建设将打破现有电力市场的格局,促进全面的电力市场开放。通过“大云物智移”的物联网技术,可以实时获取风力、光伏、负荷功率预测信息,由此可以将区域分布式新能源和负荷聚合成一个整体,作为电力交易现货。通过完善电力现货市场,可以实现基于电力现货价格和增量配网、局域电网乃至微电网的多种交易模式,如虚拟电厂参与现货和辅助服务交易。最终形成网络化的能源生态体系,这是泛在电力物联网建设的终极战略目标,也是国家电网公司转型的关键所在。

3.3数据增值服务

1)数据促进行业融合。电力大数据可以广泛应用于冷、热、气等不同工商行业;利用电力数据的特点,冷热气等行业可以进行生产活动的调节优化,制定个性化的生产流程,用户服务流程,促进与电力行业的合作,实现更好的社会服务和更高企业盈利。2)数据衍生新型业务。大数据海量优质的数据可以应用于互联网金融等领域,泛在电力物联网依托其庞大的用户基数和积累的用户数据,可以开拓互联网金融流量入口方面的业务。

4泛在电力物联网的关键技术

4.1智能芯片

随着电力系统的不断发展,越来越多的计量、保护、变换、控制、监测、用电等设备接入电力系统,各种电力设备的运行产生了大量数据,目前多数现场数据采集设备仍然基于传动的工业采集装置,数据可靠性差,精度低,也使得终端设备的智能化程度低,而基于智能芯片的微型智能传感及智能终端可以充分解决这一问题,其具备高精度、低功耗、微型化、智能计算的特点,一方面可以完成设备信息的采集、提取及传递;另一方面通过本地边缘计算,实现终端智能化,完成本地自控,从而无需像传统设备一样只具备遥测摇信功能而不具备遥控功能。近年来,谷歌开发的EdgeTPU芯片、中科院开发的“寒武纪”芯片都具备海量数据处理与边缘计算的能力,这些智能芯片的出现将快速促进终端的全息感知与智能化。

4.25G与LPWA

海量电力数据的传递需要一体化的通信网络。电力系统地域分布广泛,往往涉及高山、森林、冰原等复杂环境,致使通信网络难以覆盖全部,现场数据难以传输。现在物联网有2类主流技术:一类是工业以太网和电力载波为主的有线网络技术,另一类是以5G和低功耗广域网(LPMA)为主的无线网络技术。泛在电力物联网中数据分布广,分散性强,部分不易供电,连接难,采集频次低[22],传统的有线网络通信技术难以适用,因此以无线网络为主的现代通信技术是实现泛在电力物联网网络通信的主要手段。

结语

作为泛在电力物联网神经网络的信息通信技术,有助于推动枢纽型、平台型、共享型的“三型”企业建设和管理创新实践,促进坚强智能电网的智能化、自动化水平持续提升,并为泛在电力物联网的顶层设计、基础设施建设、拓展功能应用提供支持,起到关键载体和服务支撑作用,其重要地位,不可替代。国网信通产业集团作为国家电网有限公司内从事信息通信建设的专业化公司,经过多年的经营发展,打造了覆盖“云-网-边-端-芯-智”的全产业链业务产品体系,形成了“国网芯”、智能化终端、空天地一体化通信网络、北斗及地理信息服务、大云物移智平台、智慧应用、网络及信息安全等富有竞争力的技术产品和解决方案,可全面支撑泛在电力物联网感知层、网络层、平台层、应用层的建设需求。

参考文献:

[1]丁婧,王欣,郑淑文,等.DG接入对微电网电流保护的影响[J].发电技术,2019,40(1):22-27.

[2]朱永利,石鑫,王刘旺.人工智能在电力系统中应用的近期研究热点介绍[J].发电技术,2018,39(3):204-212.

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