浅谈泛在电力物联网研究现状分析及应用

在传统电网领域的应用

在传统电网领域，泛在电力物联网的应用场景分成采集类和控制类。其中，采集类是指将被测对象的各种参量检测采集后，转换成数字信号，送到计算机进行存储、分析和处理，包括**计量、智能电网大视频应用等；控制类是指通过输出的信号来控制系统的执行机构，包含用电负荷需求侧响应、分布式能源调控等。在泛在电力物联网应用场景下，采集类应用能够做到采集频率更高，内容更丰富**，双向互动等；而控制领域将从当前的星型集中连接模式向点到点分布式连接切换，主站系统将逐步下沉，出现更多的本

地就近控制和边缘计算。

4.2 在新兴领域的应用

在新兴领域，泛在电力物联网将在清洁能源消纳、综合能源服务平台、信息共享、多场景**防护和多站融合等领域起到重大作用，为电网企业和新兴业务主体赋能。以综合能源服务平台和多站融合为例，综合能源服务平台是一种为满足终端客户多元化能源生产与消费的新型能源服务方式，其以用户为中心，围绕需求响应、能效管理和电力交易 3 方面内容，由传统的电能供应转向冷、热、电、气的综合能源供应，并充分利用技术优势为客户提供相配套的服务。多站融合是在传统的变电站、储能站和数据中心站融合的基础上，扩充融合分布式新能源发电站、5G 通信基站和环境监测站等，实现业务上的跨界融合、数据上的开放共享，提高能源利用率。

4.3 在电力行业中的典型应用

我国是提出泛在电力物联网概念的国家，目前国内泛在电力物联网典型应用之一是“虚拟电厂”。“虚拟电厂”的提出是为了整合分布式电源、可控负荷和储能装置等以往不易调控、容易被大量浪费的能源，提高电能的利用率。“虚拟电厂”的本质是一个分布式电力管理系统。通过该系统将电网中的分布式电源、可控负荷和储能装置等聚合成一个虚拟可控的电源集合体，而不再是之前彼此完全孤立的分散状态，然后参与到电网的运行和调度中，智慧协调智能电网与分布式电源间的矛盾，让分布式能源为电网和用户带来*大的经济价值与社会价值。发电系统、储能设备和通信系统 3 部分有机构成了“虚拟电厂”这一整体。“虚拟电厂”并不是真实的发电厂，而是相当于一个电力“智能管家”，是一个以现代技术手段形成的分散的能源聚合体，在光伏等分布式能源有间歇性时，通过储能装置把它们组织起来，形成稳定可控的“大电厂”，“大电厂”中的每个小组电源在地理位置上是分散的，但在利用时却通过输电线路和通信系统等将其作为整体来进行调度使用。

“虚拟电厂”技术仍在持续发展之中，而从其当前的实际应用中可以发现，它对未来能源市场起到的颠覆性效果已经显露出来。这种效果表现在发电和用电不可能每时每刻都**匹配，在“虚拟电厂”出现之前两者之间存在不可调节的矛盾，不仅造成能源浪费，更存在着**问题。而“虚拟电厂”可以做到**控制用电需求与发电输出平衡。

实现“虚拟电厂”*重要的是大数据的支撑，只有海量的数据才能做到**控制，而泛在电力物联网便能够收集到足够且**的数据，从而为 “虚拟电厂”的实现奠定数据基础。国内，在上海、江苏将建成由大数据支撑的“虚拟电厂”；国外，壳牌公司正在英国、特斯拉公司正在澳大利 亚分别建设由大数据支撑的“虚拟电厂”。

国外在智能电网、物联网等方面也有许多探索，他们虽然未明确提出“泛在电力物联网”，但却具有与之拥有相同或相似功能的应用。而且由于各国地理位置、发展状况、面临问题等国情各不相同，不同国家的电力行业对于物联网应用的侧重点也有所不同，比如欧洲电力行业对物联网的应用更倾向于清洁能源和环保方向，而日本电力行业对于物联网的应用则更倾向于对新能源发电监控和预测、智能电表计量、微网系统监控等领域。以下举例说明具体应用：

在西欧地区，为实现降低二氧化碳排放量和减少能量消耗的目标，荷兰的阿姆斯特丹将节能智慧化技术应用于 West Orange 和 Geuzenveld 两个项目中。此外，还有智能大厦项目，能够在不影响大厦正常商业和生活功能的前提下，对大厦能源使用的历史数据进行分析，实现*低的能源消耗和电力系统**运行。

在北美地区，美国迪比克市政府与国际商业机器公司(IBM)合作，针对城市中的供水系统、电力系统、石油、天然气、交通、公共服务等涵盖各种资源的独立系统分别运行，缺乏协调，成本高的问题，计划使用物联网技术将各独立系统连接形成一个涵盖城市各种资源的数字化系统，对各种数据进行监测、分析和整合以做到智能化地响应市民的需求，这样不仅能使市民享受到更令人满意的服务，而且会降低城市能耗。

5 泛在电力物联网建设过程中须考虑和解决的问题

1）信息准确性及**性问题。泛在电力物联网建设过程中必然需要收集并分析海量的数据，这些数据涉及范围广，关系到我国公民的各种信息，无论是从国防还是其他方面来说，防止信息外泄都是*重要的问题，具备**可靠的信息防护系统是必要条件。

2）战略研究问题。泛在电力物联网毕竟是新兴的，其相关概念与应用可能会需要完善，而且通信技术和应用环境在快速变化，因此在战略方面必须要考虑长期战略和短期战略的兼容问题、投资问题，尽量避免过度浪费。

3）国网建设力度不及预期问题。由特高压、农网与配网构建的坚强智能电网尚在建设中，其建设进度和投资可能会影响后续泛在电力物联网的投资。

4）行业壁垒问题。国家电网公司打造的泛在电力物联网是一个开放的平台，其涉及许多行业，毫无疑问，泛在电力物联网是以电网为核心的，那么在与传统信息行业竞争时可能会直面它们的冲击，缺乏相关经验便是一个问题。

6安科瑞为国家电网2020泛在电力物联网建设提供解决方案

安科瑞电气深耕用户侧能效管理多年，逐渐完善了从电力物联网云平台到终端传感器的生态体系，在“源（电源）-网（电网）-荷（负荷）-储（储能）”各个环节加大研发投入，已经形成“云（云平台）-管（有线/无线物联）-边（边缘计算）-端（终端设备）”的生态系统，积极参与泛在电力物联网建设，为国家电网建设“三型两网”提供解决方案，使用户在任何时间、地点、人、物之间实现信息连接和交互，产生共享数据，从而为电网、发电、供应商、用户服务。

6.1云平台

安科瑞电气近年来已经陆续推出变电所运维云平台、能源管理云平台、智慧**用电云平台、环保用电监管云平台、充电桩（电动汽车/自行车）运营管理云平台、预付费管理云平台等云平台解决方案等解决方案，并已经广泛应用在多地国网公司用户端业务、环保部门、安监部门、住建部门等。