电力物联网发展情况初探

夏俊雅 周锐

摘要：介绍了国内外电力物联网的发展战略，探讨了我国电力物联网发展概况，包括发展目标、发展基础、基本框架、功能等，并对未来电力物联网的核心技术进行了展望。

关键词：电力物联网;智能电网;能源互联网

0 引言

物联网的概念最早由麻省理工学院（MIT）学者于1999年提出，它是指通过信息传感设备实现“物物相连”的互联网，即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现对物品的智能化识别和管理功能。

1 物联网发展战略

1.1    国外物联网发展战略

2005年4月8日，在日内瓦举办的信息社会世界峰会上，国际电信联盟专门成立了“泛在网络社会国际专家工作组”。根据这个工作组的报告，许多国家开始制定和实施物联网发展战略。近几年各个国家分别提出新的物联网发展战略。2013年，德国提出《德国工业4.0》战略。该战略实施基础是网络实时技术和物联网，投入达2亿欧元，旨在实现产品制造流程自动化，建设具有高效性、适用性、信息化、自动化、符合基因工程的智慧工厂，提高德国制造业智慧化水平。2014年，美国提出《工业互联网及先进制造计划2.0》。2015年，日本政府颁布了《机器人新战略》。为了保持日本在物联网时代的机器人领先地位，该战略明确了机器人之间的网络化，机器人数据采集以及机器人利用海量数据的自我控制、安全管理是机器人发展趋势。该战略标志着日本拥抱物联网时代的到来，制定机器人相关国际标准的决心。

1.2    我国物联网发展战略

2011年，中国信息通信研究院指出：“物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行信息计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息的交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精准管理和科学决策目的。”我国自2015年陆续推出的一系列规划设计，指引我国互联网加速进入“跨界融合、集成创新、规模化发展”的新时代。《中国制造2025》战略确立了我国三步走实现制造强国战略目标：第一步，到2025年迈入制造强国行列;第二步，到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;第三步，到新中国建立100年，我国制造业大国地位更加巩固，综合实力进入世界制造强国之列。《中国制造2025》战略同时提出了“五大工程”和“十大重点领域”，重要内容包括做大做强国有企业、注重人工智能、支持民营企业的发展等。

2 我国电力物联网发展概况

2.1    我国电力物联网发展目标

2019年，国家电网公司提出要建设世界一流的能源互联网企业。能源互联网是“两网”（指“智能电网”和“电力物联网”）深度融合，实现“电力流”“数据流”“业务流”三流合一的新型电力网络。

能源互联网是以大数据、云计算、物联网、移动互联网、智能电网为技术支撑的泛在电力物联网通过标准化信息接口与智能电网连接，对物理电网全面、深度、多维感知，最终实现万物互联、信息共享、人机交互的功能。泛在物联网在数字、信息方面为电网保驾护航，保障了电网的数据流、业务流的畅通。“两网”的深度融合是物理电网与数字电网的有机结合，构成了“电力流”“数据流”“业务流”三流合一的能源交互平台——能源互联网。能源互联网万物互联、数据共享，服务10亿多用户，连接10万供应商。

作为能源平台企业，能源互联网打通各环节实现数据共享、深度挖掘，可以服务于其他行业，提高社会影响力。它也是能源领域全要素、全产业链、全价值链、全面连接的新型价值创造平台和生态系统，是工业互联网在能源领域的具体体现。笔者认为智能电网是能源互联网的骨架、肌肉，泛在电力物联网是能源互联网的大脑、神经，智能电网是物联网的物理支撑，物联网是智能电网的灵魂，“两网”深度融合，协调发展，保证能源互联网的优质运行。

2.2    电力物联网发展基础

我国已经有10多年的智能电网建设基础。智能电网是泛在物联网的物理基础，构架坚强智能电网，形成电源、电网、负荷、储能、用电互相连接的物理电网，保证了电网的电力流顺畅。

我国智能电网目前已经通过特高压骨干网架，实现西电、北电东送，消纳大规模可再生能源;配电环节实现对微网、电动汽车、风光储能等新型用户与传统用户的信息流双向互动;调度对各个生产环节实现智能预估、控制、管理。目前，我国国家电网公司智能电网按照计划已基本建设完成。

2.3    电力物联网基本框架

电力物联网分感知层、网络层、应用层。感知层通过传感器、无线射频识别技术（RFID）、北斗系统、计量装置、各种智能终端、机器人、视频装置等测量、感知电网输电线路状态、变压器状态等电网信息。网络层通过物联网网关，采用无线通信、光纤通信、卫星通信或者电信运营商通信等手段将信息送到应用层。应用层进行信息处理、数据汇聚、数据挖掘、应用集成，实现智能用电、智能变电、智能配电、智能巡检、智能家居等智能系统的应用。数据实现从“端”到“网”再到“云”的传输与交互。

2.4    电力物联网功能

电力物联网可以利用先进的传感器感知技术、泛在物联网技术，实现对气象、环境、设备状态、用户状态、负荷状态、储能状态等参数的全面感知;利用智能深度学习技术，实现对发电和负荷的精准化预测;利用云平台及先进的数据处理技术，对海量电网、用户数据进行分析处理，实现电网状态预估、需求侧状态分析、需求侧潜力预估;利用人工智能强大的数据分析处理能力，实现对源、网、荷、储各个方面的协调、平衡，进而实现对整个电网的实时、精准控制。在数据传输方面，能源互联网将各个配电网、变电站数据送到数据中心，数据中心之间的数据互相传递，同时将数据送到云平台，控制中心通过海量数据分析，实时监测控制电网。

2.5    电力物联网核心技术展望

（1）智能感知技术。对电网的精准感知控制需要实现对发电、输电、变电、配电、用电、资产等的全面感知，这要求电网具备先进的感知技术、边缘智能技术、安全连接技术、微源取能技术等。（2）边缘计算技术。边缘计算技术可以满足终端的实时需求，在终端附近对数据进行及时反映，减少带宽成本，减少响应时间，还可以降低系统资源成本，提高终端智能水平。边缘计算还有利于实现冗余计算、区块链算法、优化算法等。（3）云计算技术及云平台。电网一体化平台、协同技术等都需要云计算、云平台做依托。（4）人工智能。机器学习、图像识别、智能机器人等人工智能，对电网控制算法优化、安全控制、安全生产、巡检等都具有十分重要的意义。

3 结语

随着电力物联网发展，电网最终将实现从“用好電”到“用好能”的转变，电网应用更加灵活、智能、准确、安全。目前，我国正在积极推动“泛在电力互联网”建设，一场关系到百姓生活、企业生产、社会发展的“新电力革命”正在全面推进，为中国城市增添更多“智慧”。

[参考文献]

[1] 刘金华，李琳，刘建宇，等.基于移动互联网及物联网技术的居民用电智能化的设计与应用[J].电子设计工程，2017，25（9）：157-161.

[2] 马恩宁.物联网技术在数字化变电站中的应用探讨[J].电工技术，2018（24）：123-124.

收稿日期：2020-07-29

作者简介：夏俊雅（1989—），女，安徽亳州人，研究生，讲师，研究方向：电气工程。